Question

5．在學(xué)習(xí)吉他演奏過程中，小明發(fā)現(xiàn)琴弦發(fā)出聲音 的音調(diào)高低是受各種因素影響的，他決定對(duì)此進(jìn)行研 究，經(jīng)過和同學(xué)們討論，提出以下猜想：
猜想  1：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫截面積有關(guān)；
猜想  2：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的長短有關(guān)；
猜想  3：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)．
為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，他們找到了如表所列的9 種規(guī)格的琴弦，因?yàn)橐粽{(diào)的高低取決于聲源振動(dòng)的
頻率，于是借來了一個(gè)能夠測量振動(dòng)頻率的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

編號(hào)	材料	長度（cm）	橫截面積（mm2）
A	銅	60	0.76
B	銅	60	0.89
C	銅	60	1.02
D	銅	80	0.76
E	銅
F	銅	100	0.76
G	鋼	80	1.02
H	尼龍	80	1.02
I	尼龍	100	0.89

（1）如果選用編號(hào)為 A、D、F   的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了驗(yàn)證猜想2；
（2）為了驗(yàn)證猜想 2，小明選用了編號(hào)為 C、H、I  的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他這樣的選擇不合理（選填“合理”或“不合理”），原因是C、H、I琴弦的材料、橫截面積不同；
（3）為了驗(yàn)證猜想  3，請(qǐng)?zhí)钊绫碇兴�缺�?shù)據(jù)：長度為80cm，橫截面積為1.02mm²；
（4）隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，小明又覺得琴弦音調(diào)的高低與琴弦的松緊程度有關(guān)，為了驗(yàn)證這一 猜想，必須進(jìn)行的操作是：選取材料、長短、粗細(xì)相同的琴弦，調(diào)整它們的松緊程度不同．

Answer 1

分析 （1）猜想琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫截面積、琴弦的長短、琴弦的材料有關(guān)．
探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的橫截面積的關(guān)系時(shí)，控制琴弦的長度和材料不變．
探究琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的長短的關(guān)系時(shí)，控制橫截面積和材料不變．
（2）琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低與琴弦的材料的關(guān)系時(shí)，控制橫截面積和長度不變．
（3）猜想琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與松緊有關(guān)，控制琴弦的長度、橫截面積、材料都不變．

解答 解：（1）A、D、F琴弦的橫截面積和材料都相同，而長度不同，故是為了驗(yàn)證琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的長短有關(guān)．
（2）如果驗(yàn)證猜想：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的長短有關(guān)，應(yīng)控制琴弦的材料和橫截面積相同，長短不同，而C與H、I的材料、橫截面積不同，故選擇 C、H、I  的琴弦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)不合理．
（3）如果驗(yàn)證猜想三：琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的材料有關(guān)，應(yīng)控制長度和橫截面積相同，故表格應(yīng)該填入與G、H的數(shù)據(jù)相同，即80、1.02．
（4）探究琴弦音調(diào)的高低還與琴弦的松緊程度有關(guān)，控制琴弦的長度、橫截面積、材料都不變，改變兩者的松緊，比較音調(diào)的高低．
故答案為：（1）2；（2）不合理； C、H、I  琴弦的材料、橫截面積不同；（3）80；1.02；（4）選取材料、長短、粗細(xì)相同的琴弦，調(diào)整它們的松緊程度不同．

點(diǎn)評(píng) 一個(gè)物理量受多個(gè)因素影響時(shí)，探究其中一個(gè)因素和物理量的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法．控制變量法在探究類似的物理問題時(shí)，經(jīng)常用到，所以要會(huì)理解應(yīng)用．