Question

16．微風吹過，金屬管風鈴發(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，將它們用細線懸掛，敲擊后，測出各自發(fā)出聲音的頻率，數(shù)據(jù)如表：

編號	長度/cm	直徑/cm	頻率/Hz
1	20.50	1.50	2131
2	31.00	2.00	1284
3	48.50	2.50	656

（1）三根管中音調(diào)最高的是3號（填編號）．
（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、直徑的增大都會減小”的結(jié)論？
請說明你的理由．答：不能（能/不能）；理由：沒有采用控制變量法．
（3）若讓你選擇器材探究管子發(fā)出的聲音的頻率隨長度變化的關(guān)系，你應(yīng)該怎么做？寫出你的實驗器材和實驗方法：①用細線將較短的金屬管系住懸掛在鐵架臺上，用橡皮錘敲擊金屬棒，觀察金屬管的振動頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)；
②用同樣的方法依次選用長度不同的金屬管進行實驗，觀察金屬管振動頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)；
③比較三次實驗中金屬管振動的頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)不同，得出管子發(fā)出的聲音的頻率隨長度變化的關(guān)系．．

Answer 1

分析 （1）音調(diào)由聲音的頻率決定，頻率越大，音調(diào)越高，頻率越小，音調(diào)越低．
（2）探究頻率與管子長度、直徑的關(guān)系應(yīng)應(yīng)用控制變量法．
（3）運用控制變量法，選用橫截面積相同，長度不同的三只金屬管，把管子的一端固定，敲擊管子，讓管子振動，觀察管子振動的頻率，然后得出結(jié)論．

解答 解：
（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，3號管子的頻率最小，3號管子的音調(diào)最低．
（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，
由表中實驗數(shù)據(jù)可知，實驗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)表中實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論．
（3）管子發(fā)出聲音的頻率可能與長度與橫截面積有關(guān)，因此運動控制變量探究管子發(fā)出的聲音的頻率與長度變化的關(guān)系時，應(yīng)控制管子的橫截面積一定；故設(shè)計實驗如下：
實驗器材：橫截面積相同長度不同的三只金屬管、細線、橡皮錘（或金屬棒）、鐵架臺；
實驗方法：①用細線將較短的金屬管系住懸掛在鐵架臺上，用橡皮錘敲擊金屬棒，觀察金屬管的振動頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)；
②用同樣的方法依次選用長度不同的金屬管進行實驗，觀察金屬管振動頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)；
③比較三次實驗中金屬管振動的頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)不同，得出管子發(fā)出的聲音的頻率隨長度變化的關(guān)系．
故答案為：
（1）3；
（2）不能；沒有采用控制變量法；
（3）①用細線將較短的金屬管系住懸掛在鐵架臺上，用橡皮錘敲擊金屬棒，觀察金屬管的振動頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)；
②用同樣的方法依次選用長度不同的金屬管進行實驗，觀察金屬管振動頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)；
③比較三次實驗中金屬管振動的頻率及發(fā)出聲音的音調(diào)不同，得出管子發(fā)出的聲音的頻率隨長度變化的關(guān)系．

點評 本題考查了判斷音調(diào)的高低、實驗數(shù)據(jù)分析等問題，知道音調(diào)的決定因素、應(yīng)用控制變量法分析表中實驗數(shù)據(jù)即可正確解題．