Question

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．经过和同学们讨论，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，他们找到了表中所列9种规格的琴弦，因为音调的高低取决于声源振动的频率，于是小华又借来一个能够测量声源振动频率的仪器进行实验．

（1）为了验证猜想一，应选用编号为      、      、      的琴弦进行实验．

（2）为了验证猜想二，应选用编号为      、      、      的琴弦进行实验．

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              

F    铜    100    0.76

G    钢    80    1.02

H    尼龙    80    1.02

I    尼龙    100    1.02

（3）表中有的材料规格还没填全，为了验证猜想三，最好填上该项内容，请在表中填上所缺数据．

（4）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：      ．

（5）该探究实验采用的物理研究方法是      ．

Answer

（1）A、B、C；

（2）A、D、F；

（3）80；1.02；

（4）选取一根琴弦，用一定大小的力拉紧琴弦，拨动琴弦测出此时的频率，然后改用不同大小的力拉紧琴弦，分别测出相应的频率，重复三次，进行比较分析；

（5）控制变量法．

【解析】【解析】
（1）为验证猜想一，可选择长度和材料都相同，而横截面积不同的琴弦A、B、C进行研究；

（2）为验证猜想二，可选择选择横截面积和材料都相同，而长度不同的琴弦A、D、F进行研究；

（3）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，应控制琴弦的横截面积与长度相同，而材料不同，可选编号为E、G、H的琴弦做实验，故编号为E的琴弦长度为80cm，横截面积应为1.02mm2；

（4）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；

（5）该探究实验采用的物理研究方法是控制变量法．

故答案为：

（1）A、B、C；

（2）A、D、F；

（3）80；1.02；

（4）选取一根琴弦，用一定大小的力拉紧琴弦，拨动琴弦测出此时的频率，然后改用不同大小的力拉紧琴弦，分别测出相应的频率，重复三次，进行比较分析；

（5）控制变量法．

【考点】控制变量法与探究性实验方案．

【分析】根据题意可知影响音调的因素有：横截面积、长度、材料；探究音调与某一个因素的关系时，需使用控制变量法进行分析．

（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，应控制琴弦的长度和材料相同，改变琴弦的横截面积；

（2）探究琴弦发出声音的音调高低与琴弦的长短的关系时，应控制横截面积和材料相同，改变琴弦的长短；

（3）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；

（4）探究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，改变琴弦的松紧程度；

（5）物理学中对于多变量的问题，常常采用控制变量的方法，把多变量的问题变成多个单变量的问题；每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研究被改变的这个变量对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．

【点评】本题考查了探究影响琴弦发出声音的音调高低影响因素的实验，侧重考查了控制变量法的应用，这种方法是初中阶段探究实验中常常设计到的方法，应注意掌握．