Question

2．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，他对此进行了研究．经过和同学们讨论，他提出了以下猜想：
猜想一：琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的横载面积有关；
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，他找到了下表所列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	编号	材料	长度/cm	横截面积/mm2
A	铜	60	0.76	F	铜	100	0.76
B	铜	60	0.89	G	钢	80	1.02
C	铜	60	1.02	H	尼龙	80	1.02
D	铜	80	0.76	I	尼龙	100	1.02
E	铜	100	1.02	J

（1）为了验证猜想一，应选用编号为A、B、C的琴弦进行实验．
为了验证猜想二，应选用编号为A、D、F的琴弦进行实验．
（2）为了验证猜想三，请在表中填上所缺数据．
（3）随着实验的进行，小华又觉得琴弦音调的高低，可能还与琴弦的松紧程度有关，为了验证这一猜想，必须进行的操作是：用同一根琴弦做两次实验，一次较松、一次较紧，分别拨动听声音的音调．
（4）如图所示，小明与小刚选用以上琴弦和盛可乐饮料的两个纸杯，制成了一个“土电话”

①他们用“土电话”能实现10m间的通话，这表明：固体能够传声．
②相距同样远，讲话者以同样的响度说话，如果用细铜金属丝连接，则比尼龙琴弦连接时听到的声音要大些，这一实验现象表明：细铜金属丝比尼龙琴弦更容易传声．
③如果在用“土电话”时，另外一个同学用手捏住琴弦上的某一部分，则听的另一方就不能听到了，这是由于用手捏住琴弦时，阻碍了振动在琴弦上的传播．
④如果在用“土电话”时，琴弦没有拉直而处于很松弛状态，则另一方不能（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声音．

Answer 1

分析 猜想琴弦发出声音的音调高低，可能与琴弦的材料、琴弦的横截面积、琴弦的长短有关，在探究过程中，应用控制变量法：
（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；
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；
（2）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；
（3）猜想琴弦发出声音的音调高低，可能与松紧有关，应控制琴弦的长度、横截面积、材料都不变；
（4）①声音可以在固体中传播，并且不同的固体传播声音的速度不同；
②相同传声距离，声音大说明传声效果好；
③声音是由发声体振动产生的，振动停止，声音也就停止；
④声在松驰的琴弦中传播，能量损失很快，传不了多远．．

解答 解：（1）当研究琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的横截面积有关时，控制材料和长度相同，应选用表格中编号为A、B、C的琴弦进行实验；
要研究究琴弦发出声音的音调高低可能与琴弦的长短有关，应控制材料和横截面积相同，故选用表格中编号为A、D、F琴弦进行实验；
（2）当研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，故表格中GHJ数据横截面积和长度相同，材料不同，即所缺数据应为：材料-尼龙、长度-80cm、横截面积-1.02mm²；
（3）探究琴弦音调的高低与琴弦的松紧程度的关系时，需要使用同一种琴弦，且控制拨弦的力相同、弦的松紧程度不同，来研究音调高低和琴弦的松紧程度的关系．
（4）①声音可以通过“土电话”的琴弦传播，说明固体能够传声；
②声音通过细铜金属丝传播时比通过尼龙绳传播时声音大，也就是说细铜金属丝比尼龙琴弦更容易传声；
③当用手捏住琴弦时，阻碍了振动在棉线上的传播；
④琴弦松驰状态，在传声过程中能量损失很大，传距离很近，故听不到声音了．
故答案为：
（1）A；B；C；A；D；F；
（2）铜；80；1.02；
（3）用同一根琴弦做两次实验，一次较松、一次较紧，分别拨动听声音的音调；
（4）①固体能够传声；②细铜金属丝比尼龙琴弦更容易传声；③用手捏住琴弦时，阻碍了振动在琴弦上的传播；④不能．

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．