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，因為音調的高低取決寸：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．
（1）為了驗證猜想一，應選用編號為

 

、

 

、

 

的琴弦進行實驗，為了驗證猜想二，應選用編號為

 

、

 

、

 

的琴弦進行實驗．
（2）表中有的材料規格還沒填全，為了驗證猜想三，必須知道該項內容．請在表中填上所缺數據．
（3）探究過程中，通常采用下列一些步驟：①分析與歸納；②實驗研究；③提出問題（成猜想）：④得出結論．小蘭要完成探究的全過程，所采取步驟的合理順序應該是

 

（填寫數字代號）．

編號	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	1.02

Answer 1

分析：根據題意可知影響音調的因素有：長度、橫截面積、材料；探究音調與某一個因素的關系時，需使用控制變量法進行分析．
（1）探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的橫截面積的關系時，控制琴弦的長度和材料相同；探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的長短的關系時，控制橫截面積和材料相同．
（2）探究琴弦發出聲音的音調高低與琴弦的材料的關系時，應控制橫截面積和長度相同．
（3）根據科學探究的步驟進行排序．

解答：解：（1）為驗證猜想一，可選擇長度和材料都相同，而橫截面積不同的琴弦A、B、C進行研究．
為驗證猜想二，應選擇橫截面積和材料都相同，而長度不同的琴弦A、D、F進行研究．
（2）驗證“猜想三”：琴弦發出聲音的音調高低，可能與琴弦的材料有關，應控制琴弦的橫截面積與長度相同，而材料不同，可選編號為E、G、H的琴弦做實驗，故編號為E的琴弦長度為80cm，橫截面積應為1.02mm²．
（3）實驗探究的步驟為：提出問題、猜想和假設、實驗研究、分析歸納、得出結論；因此該實驗探究的步驟排序為③②①④．
故答案為：（1）A、B、C；A、D、F；（2）80；1.02；（3）③②①④．

點評：當一個物理量受多個因素影響時，探究其中一個因素和物理量的關系時，應采用控制變量法．