Question

3．小兰在观察提琴、吉他、二胡等弦乐器的弦振动时，猜测：即使在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短、及弦的材料有关．于是她想通过实验来探究一下自己猜想是否正确．如表是她在实验室控制的琴弦条件．

	琴弦的材料	琴弦的长度/cm	琴弦的横截面积/mm2
A	钢	20	0.3
B	钢	20	0.7
C	尼龙丝	30	0.5
D	铜	40	0.5
E	尼龙丝	40	0.5

（1）如果小兰想探究弦发声的音调与弦的材料的关系，你认为她应该选用表中编号D、E两根琴弦（只填写字母代号）．
（2）如果小兰选择了弦A和B做实验，刚她探究的问题是弦发声的音调与弦横截面积的关系．
（3）探究过程通常采用下列一些步骤：①实验研究；②分析归纳；③提出问题（或猜想）；④得出结论等．你认为小兰要完成本探究的全过程，所采取以上4个步骤的合理顺序应该是：③①②④（只填写数字代号）．
（4）实验过程中是用什么方法感知琴弦发声的音调的高低的？对比声音的方法，音调高的声音比较清脆，音调低的声音比较沉闷．
（5）在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找出另外一些因素的关系，这种研究方法叫做“控制变量法”．

Answer 1

分析 （1）猜想在弦张紧程度相同的条件下，发声的音调高低还可能与弦的粗细、长短、及弦的材料有关，探究弦发声的音调与弦材料的关系时，应控制其它因素不变，改变弦的材料；
（2）要探究弦发声的音调与琴弦横截面积的关系时，应控制琴弦的材料、长度不变，改变横截面积的大小；
（3）物理中探究实验一般有如下步骤：提出问题，猜想或假设，设计实验，进行实验，分析论证，得出结论，评估交流；
（4）音调高的声音比较清脆，音调低的声音比较沉闷；
（5）探究弦的音调跟其中一个因素的关系时，控制其它因素不变，这种方法是控制变量法．

解答 解：（1）探究弦发声的音调与弦材料的关系时，应控制其它因素不变，改变弦的材料，由表格数据可知D、E符合；
（2）由弦A和B可知，实验琴弦的材料和长度相同，横截面积不同，探究的是弦发声的音调与弦横截面积的关系；
（3）小兰要完成本探究的全过程，所采取步骤的合理顺序应该是：③提出问题（或猜想）；①实验研究；②分析与归纳；④得出结论；
即所采取的步骤的合理的顺序是③①②④；
（4）实验过程中是对比法感知琴弦发声的音调的高低的，音调高的声音比较清脆，音调低的声音比较沉闷；
（5）在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找出另外一些因素的关系，这种研究方法叫做控制变量法．
故答案为：
（1）D、E；
（2）弦发声的音调与弦横截面积的关系；
（3）③①②④；
（4）对比声音的方法，音调高的声音比较清脆，音调低的声音比较沉闷；
（5）控制变量．

点评 控制变量法是被研究的问题与多个因素有关，研究和某一个因素的关系时，要控制其他因素一定或不变．控制变量法的实验是初中物理实验中重要的思想，考试中从材料的选取、方案的设计、结论的描述、数据的分析等方面都可以考查控制变量的思想，要细心．