Question

1．微風(fēng)吹過，金屬管風(fēng)鈴發(fā)出悅耳的聲音．小明想探究管子發(fā)出聲音的頻率與管的長度、直徑的關(guān)系．他選取了材料與管壁厚度都相同、長度和直徑都不同的三根直管，將它們用細(xì)線懸掛，敲擊后，測(cè)出各自發(fā)出聲音的頻率，數(shù)據(jù)如下表：

編號(hào)	長度/cm	直徑/cm	頻率/Hz
1	20	1.50	2131
2	30	2.00	1284
3	50	2.50	656

（1）敲擊金屬管時(shí)，聲音是有金屬管振動(dòng)產(chǎn)生的，用大小不同的力敲擊金屬管，則金屬管發(fā)出聲音的響度將不同．三根管中音調(diào)最低的是3號(hào)管，這三根管發(fā)出的聲音在空氣中傳播的速度是相同（相同/不同）的．
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“管子發(fā)出聲音的頻率隨長度、直徑的增大都會(huì)減小”的結(jié)論？
請(qǐng)說明你的理由．答：不能（能/不能）；理由：沒有控制管的長度相同或管的直徑相同．
（3）若讓你選擇器材探究管子發(fā)出的聲音的頻率與長度、直徑的關(guān)系，至少需要再增加一根金屬管．增加的這根管若直徑為2.0cm、長度可為20cm或50cm．

Answer 1

分析 （1）聲音是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的．音調(diào)由聲音的頻率決定，頻率越大，音調(diào)越高；響度由發(fā)聲體的振幅決定，振幅越大，響度越大；聲音的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，與聲音的音調(diào)和響度無關(guān)．
（2）探究頻率與管子長度、直徑的關(guān)系應(yīng)用控制變量法．
（3）根據(jù)控制變量法，在確定金屬管的直徑的情況下，再進(jìn)一步確定其長度．

解答 解：（1）敲擊金屬管時(shí)，聲音是有金屬管振動(dòng)產(chǎn)生的；
用大小不同的力敲擊金屬管，則金屬管的振幅不同，發(fā)出聲音的響度將不同；
音調(diào)由發(fā)聲體振動(dòng)的頻率決定，三根管中3號(hào)管的振動(dòng)頻率最低，所以音調(diào)最低的是3號(hào)管；
聲音的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，與聲音的音調(diào)和響度無關(guān)，所以這三根管發(fā)出的聲音在空氣中傳播的速度是相同的．
（2）探究管子發(fā)出的聲音的頻率與管子長度、直徑的關(guān)系應(yīng)采用控制變量法，
由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)中沒有控制管子的長度相同而直徑不同、或管子的長度不同而直徑相同，
即沒有采用控制變量法，不能根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論．
（3）根據(jù)控制變量法，如果想得出管子發(fā)出聲音振動(dòng)的頻率與長度、直徑的關(guān)系，則需再增加一根直徑為2.0cm，長度為20cm或50cm的金屬管，分別與2號(hào)管子相比較而得出結(jié)論．
故答案為：（1）振動(dòng)；響度；3；相同；（2）不能；沒有控制管的長度相同或管的直徑相同；（3）20；50．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了判斷音調(diào)的高低、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等問題，知道音調(diào)的決定因素、應(yīng)用控制變量法分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)即可正確解題．