Question

2．小明在觀察提琴、吉他、二胡等弦樂器的弦振動時，作出了如下的思考和探究．表是她在實驗時選擇的琴弦：

控制因素 編號	琴弦的 材料	琴弦的 長度/cm	琴弦的橫 截面積/mm2
A	鋼	20	0.3
B	鋼	20	0.7
C	尼龍絲	30	0.5
D	銅	40	0.5
E	尼龍絲	40	0.5

（1）小明能分辨出是何種樂器發(fā)出的聲音，是根據聲音的音色特性．
（2）小明發(fā)現(xiàn)即使是同一樂器，發(fā)出的聲音音調也有高有低，為此他提出下面4個問題，其中較有價值且可探究的問題是：D
A．手指撥動琴弦為什么能發(fā)出不同的聲音？
B．吉他和二胡哪個音色更優(yōu)美？
C．我們能聽到這些樂器的聲音是說明空氣能傳聲嗎？
D．琴弦發(fā)聲的音調高低與弦的粗細、長短及弦的材料有什么關系？
（3）如果小明想探究弦發(fā)聲的音調與弦的材料的關系，你認為他應該選用表中編號為D、E的琴弦（只填字母代號）．如果選用A、B編號的兩種琴弦做實驗探究，想探究的問題是弦發(fā)聲的音調與弦的橫截面積 的關系．
（4）在上述探究過程中，總要控制某些因素，使它們保持不變，進而尋找出另外一些因素的關系，這種研究方法叫做控制變量法．在所學知識中，再舉出一個也運用此探究方法的例子：探究影響電阻大小的因素．

Answer 1

分析 （1）音色反映了聲音的品質和特色，不同發(fā)聲體的材料、結構不同，發(fā)出聲音的音色也就不同．
（2）明確用手摩擦杯口時，其發(fā)聲的原因與發(fā)聲物體是什么，然后再進一步判斷對其發(fā)聲的音調產生的影響．這里的“聲音不同”是指音調，則應圍繞音調的影響因素進行探究．
（3）弦樂器的音調可能跟弦的松緊、長度、材料、粗細有關，本實驗的松緊是一定的，探究弦的音調跟其中一個因素的關系時，應控制其它因素不變，這種方法是控制變量法．

解答 解：（1）不同的樂器即便演秦相同的樂曲，發(fā)出的音色也不相同，故可用音色來辨別．
（2）實驗中，當用手指撥動琴弦時，是琴弦發(fā)生了振動，當琴弦越緊，音調越高，琴弦越松，音調越低．
由題意可知，這里的“聲音不同”是指音調，則應圍繞音調的影響因素進行探究．即探究“琴弦發(fā)聲的音調高低與弦的粗細、長短及弦的材料有什么關系？”是最有價值且可探究的問題．
（3）弦松緊是一定的，在探究弦發(fā)聲的音調與弦的材料的關系時，需控制弦的長度和橫截面積相同材料不同，表中符合條件的是D、E；
A、B編號的兩種琴弦的材料和長度相同，橫截面積不同，如果選用A、B編號的兩種琴弦做實驗探究，想探究的問題是在探究弦發(fā)聲的音調與弦的橫截面積的關系．
（4）采用控制變量法研究的實驗很多，例如探究電流與電壓和電阻的關系、探究影響電阻大小的因素、探究影響動能大小的因素、探究影響重力勢能大小的因素等．
故答案為：（1）音色；（2）D；（3）D、E；橫截面積；（4）探究影響電阻大小的因素．

點評 控制變量法是被研究的問題與多個因素有關，研究和某一個因素的關系時，要控制其他因素一定或不變．控制變量法的實驗是初中物理實驗中重要的思想，考試中從材料的選取、方案的設計、結論的描述、數據的分析等方面都可以考查控制變量的思想，要細心．