Question

11．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，经过和同学们的讨论，提出了如下猜想：
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的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
A	铜	60	0.76
B	铜	60	0.89
C	铜	60	1.02
D	铜	80	0.76
E	铜	①	②
F	铜	100	0.76
G	钢	80	1.02
H	尼龙	80	1.02
I	尼龙	100	1.02

（1）选用编号为A、B、C的琴弦进行实验，可以探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积有关，为了验证猜想二，应选用编号为A、D、F的琴弦进行实验．
（2）表中有的材料规格还没有填全，为了验证猜想三、必须知道该项内容．请在表中①、②位置填上合适的数据．①80②1.02．
（3）探究过程中，通常采用下列一些步骤：①分析与归纳；②实验探究；③提出问题（成猜想）；④得出结论．小兰要完成探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是③②①④（填写数字代号）．
（4）实验中所涉及到的物理研究方法是控制变量．

Answer 1

分析 （1）控制变量法：在弦的松紧一定时，琴弦发出声音的音调高低可能还跟弦的长度、横截面积、材料有关．探究音调跟琴弦的横截面积的关系时，控制琴弦的长短和材料不变；探究音调跟琴弦的长短的关系，控制琴弦的横截面积和材料不变；探究音调和琴弦的材料的关系，控制琴弦的长度和横截面积不变．
（2）探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的材料的关系时，应控制横截面积和长度相同．
（3）根据科学探究的步骤进行排序．
（4）在研究涉及到几个变量的物理问题时，常常采取只允许一个条件改变、其它条件不变的方法来进行探究．控制变量法常用于探究物理规律的实验教学中．

解答 解：（1）实验中弦的松紧程度是一定的．
由表可知，编号为A、B、C的琴弦材料和长度相同，横截面积不同，因此是探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的横截面积的关系；
猜想二是探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系，应该控制琴弦的横截面积和材料不变，使长度不同，表中编号为A、D、F的琴弦符合要求；
（2）如果验证猜想三：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料有关，应控制长度和横截面积相同，故表格应该填入的数据与钢的数据相同，即80、1.02．
（3）实验探究的步骤为：提出问题（成猜想）、实验探究、分析与归纳、得出结论；因此该实验探究的步骤排序为③②①④．
（4）在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找出另外一些因素的关系，这种研究方法叫做“控制变量法”．
故答案为：（1）横截面积；A；D；F；（2）80；1.02；（3）③②①④；（4）控制变量．

点评 控制变量法是被研究的问题与多个因素有关，研究和某一个因素的关系时，要控制其他因素一定或不变．同时牢记实验探究的步骤．