Question

17．如图所示，某同学用尺子探究音调和响度分别与什么有关时，做了以下实验：
（1）该同学把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢；改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动，使钢尺每次振动的振幅大致相同．实验发现尺子伸出桌面的长度越长，振动越慢，发出声音的音调越低；由此可得出结论：音调的高低与发声体振动的频率（快慢）有关．
（2）又把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动幅度；改变拨动钢尺的力度，再次拨动，使钢尺每次的振动快慢大致相同．实验发现拨动尺子的力度越大尺子振幅越大，发出声音的响度越大．
（3）在实验中会发现：当尺子伸出桌面超过一定长度时，虽然用较大的力拨动钢尺，却听不到声音，这是由于发出声音的音调低于20Hz，属于次声波，低于人类听觉的下限．
（4）在以上实验中，用到了研究问题的常用方法是控制变量法．（填“控制变量法”、“类比法”或“转化法”）

Answer 1

分析 解决此题要知道：（1）音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定，物体振动越快，音调就越高，物体振动越慢，音调就越低；
（2）响度指声音的强弱，是由发声体振动的振幅决定，振幅越大，响度越大；
（3）人能感受到的声音频率有一定的范围．大多数人能够听到的频率范围从20Hz到20000Hz．
人们把高于20000Hz的声音叫做超声波，因为它已超过人类听觉的上限；把低于20Hz的声音叫做次声波，因为它们已低于人类听觉的下限．
（4）在研究一个量与多个变量的关系时，我们常采用控制变量法．

解答 解：（1）尺子发出声音的音调与尺子振动快慢有关：
探究音调与频率关系时，要控制物体的振幅相同；当尺子伸出桌面的长度越长时，振动越慢，发出声音的音调越低；当尺子伸出桌面的长度越短时，振动越快，发出声音的音调越高；由此可得出结论：音调的高低与发声物体的振动频率有关；
（2）尺子发出声音的响度与尺子振动幅度有关：
拨动尺子的力度越大尺子振动幅度越大，发出声音的响度越大；拨动尺子的力度越小尺子振动幅度越小，发出声音的响度越小；由此可得出结论：响度的大小与发声物体的振动幅度有关；
（3）因为尺子伸出桌面的长度越长时，振动频率越低，发出声音的音调越低，所以当尺子伸出桌面超过一定长度时，虽然用较大的力拨动钢尺，但发出声音的频率低于20Hz，属于次声波，音调低于人类听觉的下限，使人听不到声音；
（4）在用尺子作乐器探究音调和响度分别与什么有关的实验中，我们每次只研究其中一个变量的关系，而控制其他的量不变，因此用到了控制变量法．
故答案为：（1）振幅；慢；低；频率（快慢）；（2）振幅；响度；（3）发出声音的音调低于20Hz，属于次声波，低于人类听觉的下限；（4）控制变量法．

点评 ①正确区分声音的三要素并能够搞清影响它们的因素：音调指声音的高低，是由发声体振动的频率决定，频率越高，音调越高；响度指声音的强弱，是由发声体振动的振幅决定，振幅越大，响度越大；
音色是由发声体的特性决定的，不同发声体的音色不同．
②超声波与次声波是根据声音的音调大小来划分的．