Question

在学习吉他演奏的过程中，小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的，他决定对此进行研究．经过和同学们讨论，提出了以下猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积（粗细）有关
猜想二：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的长短有关
猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确，他们找到了下表所列9种规格的琴弦，因为音调高低取决于声源振动的频率，于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验．

编号	材料	长度（cm）	横截面积（mm2）	编号	材料	长度（cm）	横截面积（mm2）
A	铜	60	0.76	F	铜	100	0.76
B	铜	60	0.89	G	钢	80	1.02
C	铜	60	1.02	H	尼龙	80	1.02
D	铜	80	0.76	I	尼龙	100	1.02
E	铜	100	1.02	J	铜

（1）近期我们学习了多种实验方法：将一些不易观察到的现象转换为易于直接观察的现象叫转换法；由已有的实验现象的变化趋势推测出实验结论的方法叫实验推理法；控制某些因素保持不变，只改变其中一个因素，进而寻找出研究对象与该因素的关系的方法叫控制变量法．在本实验中采用的研究方法是

 

．为了验证猜想一，应选用编号为

 

的三根琴弦进行实验，控制的是琴弦的

 

和

 

不变．
（2）为了验证猜想三，选用编号G、H、J琴弦进行实验，表中没填全的材料规格数据是

 

和

 

．
（3）探究过程通常采用下列一些步骤：①实验研究；②分析归纳；③提出问题（或猜想）；④得出结论等．你认为要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是：

 

（只填写数字代号）．

Answer 1

分析：物理学中把声音的高低称为音调，题中给出了与音调可能有关的因素：长度、横截面积、材料；在解决此类多因素的探究实验时，应使用控制变量法进行分析．

解答：解：（1）根据猜想，琴弦发出声音的音调与多个因素有关，所以探究过程中应用到控制变量法；
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横截面积（粗细）有关，要验证猜想一，需保持琴弦的长度和材料相同，横截面积不同，所以应选择A、B、C进行实验；
（2）猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关，要验证猜想三，要保持琴弦的横截面积和长度相同，材料不同，由G、H的数据知，J的长度应该为80cm，横截面积为1.02mm²；
（3）实验探究的过程应该是提出问题，实验研究，分析归纳，得出结论．
故答案为：（1）控制变量法；A、B、C；材料；长度；（2）80；1.02；（3）③①②④．

点评：琴弦的材料、长度、横截面积、松紧程度等会影响琴弦发音的音调，所以在探究过程中要用到控制变量法，这是一类根据乐音的特征进行实际应用题目，要学会结合定义进行判断．