Question

在學習吉他演奏的過程中，小華發現琴弦發出聲音的音調高低是受各種因素影響的，他決定對此進行研究．經過和同學們討論，提出了以下猜想：
猜想一：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積（粗細）有關
猜想二：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的長短有關
猜想三：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關
為了驗證上述猜想是否正確，他們找到了下表所列9種規格的琴弦，因為音調高低取決于聲源振動的頻率，于是借來一個能夠測量振動頻率的儀器進行實驗．

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

（1）近期我們學習了多種實驗方法：將一些不易觀察到的現象轉換為易于直接觀察的現象叫轉換法；由已有的實驗現象的變化趨勢推測出實驗結論的方法叫實驗推理法；控制某些因素保持不變，只改變其中一個因素，進而尋找出研究對象與該因素的關系的方法叫控制變量法．在本實驗中采用的研究方法是

 

．為了驗證猜想一，應選用編號為

 

的三根琴弦進行實驗，控制的是琴弦的

 

和

 

不變．
（2）為了驗證猜想三，選用編號G、H、J琴弦進行實驗，表中沒填全的材料規格數據是

 

和

 

．
（3）探究過程通常采用下列一些步驟：①實驗研究；②分析歸納；③提出問題（或猜想）；④得出結論等．你認為要完成本探究的全過程，所采取步驟的合理順序應該是：

 

（只填寫數字代號）．

Answer 1

分析：物理學中把聲音的高低稱為音調，題中給出了與音調可能有關的因素：長度、橫截面積、材料；在解決此類多因素的探究實驗時，應使用控制變量法進行分析．

解答：解：（1）根據猜想，琴弦發出聲音的音調與多個因素有關，所以探究過程中應用到控制變量法；
猜想一：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的橫截面積（粗細）有關，要驗證猜想一，需保持琴弦的長度和材料相同，橫截面積不同，所以應選擇A、B、C進行實驗；
（2）猜想三：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關，要驗證猜想三，要保持琴弦的橫截面積和長度相同，材料不同，由G、H的數據知，J的長度應該為80cm，橫截面積為1.02mm²；
（3）實驗探究的過程應該是提出問題，實驗研究，分析歸納，得出結論．
故答案為：（1）控制變量法；A、B、C；材料；長度；（2）80；1.02；（3）③①②④．

點評：琴弦的材料、長度、橫截面積、松緊程度等會影響琴弦發音的音調，所以在探究過程中要用到控制變量法，這是一類根據樂音的特征進行實際應用題目，要學會結合定義進行判斷．