Question

在觀看交響樂隊(duì)演奏的過程中，小華發(fā)現(xiàn)同屬于管樂器的圓號(hào)、小號(hào)、長(zhǎng)號(hào)、大號(hào)發(fā)出聲音的高低各不相同，他決定對(duì)此進(jìn)行研究．經(jīng)過和同學(xué)們討論，提出了以下猜想：
猜想一：管樂器發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與管內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度有關(guān)
猜想二：管樂器發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與管內(nèi)空氣柱的橫截面積（粗細(xì)）有關(guān)
小明找來(lái)了兩個(gè)未使用過的一次性注射器制成了一些哨子（如圖所示）．注射器的規(guī)格分別為2.5ml和5ml．他一邊吹哨子邊調(diào)整注射器內(nèi)空氣柱的長(zhǎng)度，同時(shí)利用專用儀器測(cè)出聲音的頻率和響度，詳見下表（表中“ml”表示毫升，“cm”表示厘米）

序 號(hào)	A	B	C	D	E	F
注射器規(guī)格（ml）	2.5	2.5	2.5	5	5	5
空氣柱長(zhǎng)度（cm）	2	1.5	1	2	1.5	1
頻率（Hz）	337	488	562	300	337	488
聲強(qiáng)級(jí)（dB）	75	75	60	75	60	75

（1）選用序號(hào)為A、B、C的三次實(shí)驗(yàn)做對(duì)比，可以得出：在空氣柱的

橫截面積（或粗細(xì)）

相同時(shí)，管內(nèi)空氣柱越短，音調(diào)越

高

．
（2）選用序號(hào)為

A、D（或B、E或C、F）

的兩次實(shí)驗(yàn)做對(duì)比，可以得出：在空氣柱的

長(zhǎng)度

相同時(shí)，管內(nèi)空氣柱橫截面積越大，音調(diào)越

低

．
（3）序號(hào)為C、D的兩次實(shí)驗(yàn)中，響度大的是

D

（選填“C”或“D”）．

Answer 1

分析：（1）物理學(xué)中把聲音的高低稱為音調(diào)，題中給出了與音調(diào)可能有關(guān)的因素：長(zhǎng)度、橫截面積、材料；在解決此類多因素的探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使用控制變量法進(jìn)行分析．
（2）記錄聲音的等級(jí)用分貝．

解答：解：要研究音調(diào)的高低和什么因素有關(guān)，需用控制變量法．
（1）選用序號(hào)為A、B、C的三次實(shí)驗(yàn)做對(duì)比，可以得出：在空氣柱的橫截面積（或粗細(xì)）相同時(shí)，管內(nèi)空氣柱越短，單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)越多，頻率越快，音調(diào)越高．
（2）琴弦發(fā)出聲音的音調(diào)高低，可能與琴弦的橫截面積有關(guān)，需控制琴弦的長(zhǎng)短和琴弦的材料不變，所以要選擇A、D（或B、E或C、F）．
由此可得，管內(nèi)空氣柱橫截面積越大，音調(diào)越低；
（3）序號(hào)為C、D的兩次實(shí)驗(yàn)中，D的聲音強(qiáng)度為75分貝，大于D的聲音強(qiáng)度．
故答案為：（1）橫截面積（或粗細(xì)）；高；
（2）A、D（或B、E或C、F）；長(zhǎng)度；低；
（3）D．

點(diǎn)評(píng)：這是一類根據(jù)樂音的特征進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用題目，主要考查了控制變量法的應(yīng)用．