题目内容

16．微风吹过，金属管风铃发出悦耳的声音．小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系．他选取了材料与管壁厚度都相同、长度和直径都不同的三根直管，将它们用细线悬挂，敲击后，测出各自发出声音的频率，数据如表：
编号长度/cm直径/cm频率/Hz
120.501.502131
231.002.001284
348.502.50656
（1）三根管中音调最高的是3号（填编号）．
（2）根据表中数据，能否得出“管子发出声音的频率随长度、直径的增大都会减小”的结论？
请说明你的理由．答：不能（能/不能）；理由：没有采用控制变量法．
（3）若让你选择器材探究管子发出的声音的频率随长度变化的关系，你应该怎么做？写出你的实验器材和实验方法：①用细线将较短的金属管系住悬挂在铁架台上，用橡皮锤敲击金属棒，观察金属管的振动频率及发出声音的音调；
②用同样的方法依次选用长度不同的金属管进行实验，观察金属管振动频率及发出声音的音调；
③比较三次实验中金属管振动的频率及发出声音的音调不同，得出管子发出的声音的频率随长度变化的关系．．

分析 （1）音调由声音的频率决定，频率越大，音调越高，频率越小，音调越低．
（2）探究频率与管子长度、直径的关系应应用控制变量法．
（3）运用控制变量法，选用横截面积相同，长度不同的三只金属管，把管子的一端固定，敲击管子，让管子振动，观察管子振动的频率，然后得出结论．

解答 解：
（1）由表中实验数据可知，3号管子的频率最小，3号管子的音调最低．
（2）探究管子发出的声音的频率与管子长度、直径的关系应采用控制变量法，
由表中实验数据可知，实验中没有控制管子的长度相同而直径不同、或管子的长度不同而直径相同，
即没有采用控制变量法，不能根据表中实验数据得出实验结论．
（3）管子发出声音的频率可能与长度与横截面积有关，因此运动控制变量探究管子发出的声音的频率与长度变化的关系时，应控制管子的横截面积一定；故设计实验如下：
实验器材：横截面积相同长度不同的三只金属管、细线、橡皮锤（或金属棒）、铁架台；
实验方法：①用细线将较短的金属管系住悬挂在铁架台上，用橡皮锤敲击金属棒，观察金属管的振动频率及发出声音的音调；
②用同样的方法依次选用长度不同的金属管进行实验，观察金属管振动频率及发出声音的音调；
③比较三次实验中金属管振动的频率及发出声音的音调不同，得出管子发出的声音的频率随长度变化的关系．
故答案为：
（1）3；
（2）不能；没有采用控制变量法；
（3）①用细线将较短的金属管系住悬挂在铁架台上，用橡皮锤敲击金属棒，观察金属管的振动频率及发出声音的音调；
②用同样的方法依次选用长度不同的金属管进行实验，观察金属管振动频率及发出声音的音调；
③比较三次实验中金属管振动的频率及发出声音的音调不同，得出管子发出的声音的频率随长度变化的关系．

点评 本题考查了判断音调的高低、实验数据分析等问题，知道音调的决定因素、应用控制变量法分析表中实验数据即可正确解题．

练习册系列答案
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实验序号球的型号下落高度/cm地面材料反弹高度/cm
1#7120木质80
2#7120水泥90
3#7150水泥110
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