题目内容
19.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,因为音调的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(m2) |
| A | 铜 | 60 | 0.76 |
| B | 铜 | 60 | 0.89 |
| C | 铜 | 60 | 1.02 |
| D | 铜 | 80 | 0.76 |
| E | 铜 | 80 | 1.02 |
| F | 铜 | 100 | 0.76 |
| G | 钢 | 80 | 1.02 |
| H | 尼龙 | 80 | 1.02 |
| I | 尼龙 | 100 | 1.02 |
(2)为了验证猜想二,应选用编号为A、D、F的琴弦进行实验.
(3)为了验证猜想三,应选用编号为E、G、H的琴弦进行实验.
(4)以上实验所采取的探究方法为控制变量法.
分析 猜想琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积、琴弦的长短、琴弦的材料有关,实验探究时应采用控制变量法.
(1)探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系时,控制琴弦的长度和材料不变;
(2)探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时,控制横截面积和材料不变;
(3)探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系时,控制横截面积和长度不变.
解答 解:(1)为验证猜想一,可选择琴弦的长短和材料都相同,而横截面积不同的琴弦A、B、C三根琴弦进行实验;
(2)为验证猜想二,可选取琴弦的横截面积和材料都相同,而长度不同的琴弦A、D、F三根琴弦进行实验;
(3)为了验证猜想三,琴弦的长度和横截面积都相同,而材料不同的琴弦E、G、H三根琴弦进行实验;
(4)以上实验所采取的探究方法为控制变量法.
故答案为:
(1)A、B、C;
(2)A、D、F;
(3)控制变量法.
点评 本题是探究琴弦发出声音的音调高低的影响因素,一个物理量受多个因素影响时,探究其中一个因素和物理量的关系时,采用控制变量法.
练习册系列答案
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10.
归纳式探究一研究弹簧的刚性系数
我们知道.弹簧受到的拉力越大.弹簧伸长的长度就越大,但用同样大小的力去拉两只不同的弹簧.伸长的长度不同.这说明弹簧有“软“、“硬”之分.容易被拉伸的弹簧比较软.反之比较硬.弹簧的软硬用它的刚性系数來表示.刚性系数越大,弹簧越硬.
为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关.通过有关实验探究.取得数据如表(其中.S为制造弹簧的金属丝的横载面积,n为弹簧的匝数,r为弹簧的半径,A为弹簧的刚性系数.
(1)A=k$\frac{{S}^{2}}{n{r}^{3}}$,其中k与制造弹簧的材料有关.材料不同,k值一般不同,上述实验中钢的k钢=2×109N/m2(填上数值和单位).由数裾形式变为公式形式运用了物理学中的等价变换法.
(2)用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧,則弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图象中的图线a表示.
(3)用橫截面积9×10-6m2的钢丝制成一个60匝,刚性系数为100N/m的弹簧.則该弹簧的半径为3×10-2m.
我们知道.弹簧受到的拉力越大.弹簧伸长的长度就越大,但用同样大小的力去拉两只不同的弹簧.伸长的长度不同.这说明弹簧有“软“、“硬”之分.容易被拉伸的弹簧比较软.反之比较硬.弹簧的软硬用它的刚性系数來表示.刚性系数越大,弹簧越硬.
为了研究弹簧的刚性系数与哪些因素有关.通过有关实验探究.取得数据如表(其中.S为制造弹簧的金属丝的横载面积,n为弹簧的匝数,r为弹簧的半径,A为弹簧的刚性系数.
| 实验次数 | 材料 | S/m2 | n | r/m | A (N•m-1) |
| 1 | 铜 | 3×10-6 | 100 | 1×10-2 | 90 |
| 2 | 钢 | 3×10-6 | 100 | 1×10-2 | 180 |
| 3 | 钢 | 6×10-6 | 100 | 1×10-2 | 360 |
| 4 | 钢 | 3×10-6 | 200 | 1×10-2 | 90 |
| 5 | 铜 | 6×10-6 | 100 | 2×10-2 | 45 |
(2)用粗细相同的铜丝做成半径相同但匝数不同的弹簧,則弹簧的刚性系数和匝数的关系可以用图象中的图线a表示.
(3)用橫截面积9×10-6m2的钢丝制成一个60匝,刚性系数为100N/m的弹簧.則该弹簧的半径为3×10-2m.
7.
人从灯下经过,会在地上投下影子.影子是光被不透明物体挡住后,在其背面形成的暗区.当光照强度不同时,影子(暗区)与周围亮区的明暗对比程度会发生变化,因此人会感觉影子有“浓淡”之别,影子的“浓淡程度”与哪些因素有关?存在怎样的关系呢?小明提出了以下猜想:
猜想一:可能与灯的功率存在一定关系.
猜想二:可能与影子离灯的距离存在一定关系.
猜想三:可能与人离灯的距离存在一定关系.
实验方法:在水平桌面上竖立一个不透明的白屏,在屏两侧等距离的位置各固定一根同样的木棒.在屏的两侧各点亮一盏灯,通过一定的方法同时观察屏上的木棒形成的影子的“浓淡程度”.调节一盏灯的位置,当两侧屏上的影子“浓淡程度”一样时,记录灯的功率和灯到屏的距离,分析相关数据,寻找规律.具体实验如下:
步骤一:在屏两侧距屏l米处各点亮一盏25瓦灯,观察到两侧屏上影子“浓淡程度”相同.
步骤二:将右侧25瓦灯换成40瓦灯,观察到两侧屏上影子“浓淡程度”不同.
步骤三:保持左侧25瓦灯的位置不变,移动右侧40瓦灯,直到两侧屏上影子“浓淡程度”一样时,记录相关数据..
步骤四:将右侧的灯依次换成60瓦、100瓦、250瓦,重复步骤三.实验结果如表:
(1)步骤一、二的结果,可以支持哪个猜想?猜想一.
(2)若现有一盏75瓦的灯,放在屏右侧距离屏2.83米处,屏上的影子“浓淡程度”会与左侧25瓦灯的影子“浓淡程度”相同.(结果精确到0.01)
(3)根据实验结果分析,“灯的功率”和“屏上影子离灯距离”哪个因素对影子“浓淡程度’影响更大?影子离灯距离影响较大判断的理由:当影子离灯的距离成倍变化时,灯的功率必须成平方倍变化,才能保持影子浓淡程度相同.
猜想一:可能与灯的功率存在一定关系.
猜想二:可能与影子离灯的距离存在一定关系.
猜想三:可能与人离灯的距离存在一定关系.
实验方法:在水平桌面上竖立一个不透明的白屏,在屏两侧等距离的位置各固定一根同样的木棒.在屏的两侧各点亮一盏灯,通过一定的方法同时观察屏上的木棒形成的影子的“浓淡程度”.调节一盏灯的位置,当两侧屏上的影子“浓淡程度”一样时,记录灯的功率和灯到屏的距离,分析相关数据,寻找规律.具体实验如下:
步骤一:在屏两侧距屏l米处各点亮一盏25瓦灯,观察到两侧屏上影子“浓淡程度”相同.
步骤二:将右侧25瓦灯换成40瓦灯,观察到两侧屏上影子“浓淡程度”不同.
步骤三:保持左侧25瓦灯的位置不变,移动右侧40瓦灯,直到两侧屏上影子“浓淡程度”一样时,记录相关数据..
步骤四:将右侧的灯依次换成60瓦、100瓦、250瓦,重复步骤三.实验结果如表:
| 灯的功率/瓦 | 灯功率的平方数 | 屏上影子离灯距离/米 | 屏上影子离灯距离的平方数 |
| 25 | 625 | 1 | 1 |
| 40 | 1600 | 1.26 | 1.6 |
| 60 | 3600 | 1.55 | 2.4 |
| 100 | 10000 | 2 | 4 |
| 250 | 62500 | 3.16 | 10 |
(2)若现有一盏75瓦的灯,放在屏右侧距离屏2.83米处,屏上的影子“浓淡程度”会与左侧25瓦灯的影子“浓淡程度”相同.(结果精确到0.01)
(3)根据实验结果分析,“灯的功率”和“屏上影子离灯距离”哪个因素对影子“浓淡程度’影响更大?影子离灯距离影响较大判断的理由:当影子离灯的距离成倍变化时,灯的功率必须成平方倍变化,才能保持影子浓淡程度相同.
4.小明想探究“不同材料(衣服、锡箔纸、泡沫塑料)的隔音性能”,除了待检测的材料外,可利用的器材还有:音叉、机械闹钟、鞋盒.
(1)在本实验中适合作声源的是机械闹钟.
(2)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料.他设想了两种实验方案:
方案A.让小明站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度.
方案B.让小明边听声音,边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离.
你认为最佳的方案是B.
(3)通过实验得到的现象及数据如表所示:
则待测材料隔声性能由好到差的顺序为泡沫塑料、锡箔纸、衣服.
(4)实验后小明所在小组同学讨论,本实验中应控制声源一样、包裹厚度一样外,还应该控制声源放置的位置、小明倒退的方向等一样.
(1)在本实验中适合作声源的是机械闹钟.
(2)小明将声源放入鞋盒内,在其四周塞满待测材料.他设想了两种实验方案:
方案A.让小明站在距鞋盒一定距离处,比较所听见声音的响度.
方案B.让小明边听声音,边向后退,直至听不见声音为止,比较此处距鞋盒的距离.
你认为最佳的方案是B.
(3)通过实验得到的现象及数据如表所示:
| 材料 | 衣服 | 锡箔纸 | 泡沫 | 材料 | 衣服 | 锡箔纸 | 泡沫 |
| 距离/m | 1.2 | 0.8 | 0.5 | 响度 | 较响 | 较响 | 弱 |
(4)实验后小明所在小组同学讨论,本实验中应控制声源一样、包裹厚度一样外,还应该控制声源放置的位置、小明倒退的方向等一样.
11.一天饭后.孙青同学帮妈妈收拾桌上的碗筷时不小心将一杯水碰倒,他忙拿干抹布去擦,却很难将水擦干.妈妈见状拿了另一块干抹布擦,很快就将桌上的水擦干了,他感到有些奇怪,忙问妈妈是怎么回事?妈妈只是告诉他,我拿的抹布是棉布做的,你手里的抹布是涤纶的.他不禁想到了一个问题并进行了如下的探究:
(1)提出的问题:布的吸水能力跟布料的种类有关吗.
(2)猜想与假设:抹布的吸水能力可能跟布料的种类有关
(3)所需的器材:三个形状和大小相同的烧杯,质量相同的棉布,麻布和涤纶布各一块、足够的水.
(4)主要步骤:将三个烧杯中倒入等量的水,分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透,然后将三块布分别取出.从方便和准确的角度看,应观察和比较杯中所剩水量,将现象记入下表.
(5)结论:布的吸水能力跟布料的种类有关系
(6)炎热的夏天,如果人体皮肤被汗浸渍,会让人觉得很不舒服.因此,从吸水多少这个角度说,应尽量采用棉类的布料来制作夏装.
(1)提出的问题:布的吸水能力跟布料的种类有关吗.
(2)猜想与假设:抹布的吸水能力可能跟布料的种类有关
(3)所需的器材:三个形状和大小相同的烧杯,质量相同的棉布,麻布和涤纶布各一块、足够的水.
(4)主要步骤:将三个烧杯中倒入等量的水,分别将三块布放入各个烧杯中让水浸透,然后将三块布分别取出.从方便和准确的角度看,应观察和比较杯中所剩水量,将现象记入下表.
| 布料种类 | 涤纶 | 麻 | 棉 |
| 杯中所剩水量 | 最多 | 较少 | 最少 |
| 布块所含水量 | 最少 | 较多 | 最多 |
(6)炎热的夏天,如果人体皮肤被汗浸渍,会让人觉得很不舒服.因此,从吸水多少这个角度说,应尽量采用棉类的布料来制作夏装.