Question

15．学校音乐会上，吉他弹奏声美妙极了，小明想探究弦丝发出声音的音调与其长度、直径、材料的关系，他选取了不同规格的弦丝，在松紧程度相同的前提下拨动弦丝发声，测出各自发出声音的频率，数据如下表所示：

编号	材料	长度/cm	直径/mm	频率/Hz
1	钢	■	2.0	2131
2	钢	35.00	2.0	1284
3	钢	50.00	2.5	656
4	尼龙	50.00	■	500

（1）如图所示，用刻度尺测得1号弦丝的长度是20.50cm．
（2）四根弦丝中，发声音调最低的是编号为4的弦丝．
（3）分别拨动编号为1、2的弦丝，可探究发声音调与弦丝长度的关系．
（4）分别拨动编号为3、4的弦丝，可探究发声音调与弦丝材料的关系，可见编号为4的弦丝直径是2.5mm．
（5）分别拨动编号为2、3的弦丝，不能（能/不能）探究发声音调与弦丝直径的关系，理由是弦丝的长度不同．

Answer 1

分析 （1）由图读出弦丝的长度，注意要有估计值；
（2）音调的高低取决于声音振动的频率；
（3）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题；每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；它是科学探究中的重要思想方法，控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一．探究发声音调与弦丝长度的关系，应控制其它因素不变，只改变长度的大小；
（4）根据控制变量法，在探究弦丝的频率与材料的关系时，应控制其它因素相同，只换用不用材料的弦丝的做实验；
（5）根据控制变量法，实验时每一次只能改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变．

解答 解：（1）由图可知，物体的长度为20.50cm；
（2）音调的高低取决于声音振动的频率，振动频率越小，音调越低，由表知，编号为4的弦丝频率最小，故音调最低；
（3）探究发声音调与弦丝长度的关系，要控制弦丝的材料和直径相同，只改变弦丝长度的大小，由表中数据，所以，分别拨动编号为1、2的弦丝，可探究发声音调与弦丝长度的关系；
（4）分别拨动编号为3、4的弦丝，探究发声音调与弦丝材料的关系时，应控制弦丝的长度和直径相同，由表中数据，编号为4的弦丝直径是2.5mm．
（5）探究发声音调与弦丝直径的关系，应控制其它因素相同，只改变弦丝的直径大小；而由表中编号为2、3的弦丝数据知，没有控制长度不变，所以无法研究探究发声音调与弦丝直径的关系．
故答案为：（1）20.50；
（2）4；
（3）1、2；
（4）2.5；
（5）不能；弦丝的长度不同．

点评 本题结合生活实际，考查长度的测量及控制变量的具体运用，难度中等．