Question

16．如图所示，有4支相同材料、相同厚度的玻璃量筒，其中a．b．c等高，a，b粗细相同，c，d粗细相同．各量筒内装的水如图所示，某同学根据所听声音音调的高低猜想气柱发声的频率可能与：1．气柱的长短有关，2．量筒的粗细有关，3．水柱的长度有关．
（1）若探究”气柱越长，发声的音调越高”应选量筒a、b （填字母代号），其中所用到的科学研究方法是控制变量 法．
（2）若选择的是量筒b，c，则探究的是气柱发声频率跟横截面积的关系．
（3）小明用同样大小的力在c和d的口上吹气，使它们发声，则所发出的声音音调一样高 （选填“C高”，“d高”或”一样高”）．
（4）如果用同样大小的力敲击c和d使它们发声，c 所发出的声音音调较高．

Answer 1

分析 （1）解答该题需要对每一次实验的对比量筒认真观察，从中找出相同的量和不同的量，当一个物理量受到多个因素影响时，需用控制变量法进行探究；
若探究”气柱越长，发声的音调越高”应选粗细相同的量筒；
（2）量筒b，c等高，粗细不同；
（3）发声的音调高低与空气柱的长度、粗细有关；量筒b，c中空气柱的长度、粗细都相同；
（4）盛水越多，量筒和水的质量越大，越难振动，音调越低．

解答 解：（1）当探究“发声的音调高低与气柱长度的关系”时，要控制量筒的粗细相同，气柱长短不同，观察图中可知a、b符合条件；一个量与多个量有关，要控制其它量不变，研究与其中一个量的关系，这种研究问题的方法叫控制变量法，因此所用到的科学研究方法是控制变量法；
（2）对比b、c可以发现：气柱长短相同，但量筒的粗细不同，所以这两个探究的是“气柱发声频率跟横截面积的关系”，且气柱愈细，发声的音调愈高；
（3）发声的音调高低与空气柱的长度、粗细有关，而c、d中空气柱的长度、粗细都相同，因此吹c、d时，发出声音的音调一样高．
（4）用敲击的办法也能使量筒发声，声音主要是量筒和水柱振动发出的，量筒中盛水越多，量筒和水的质量越大，越难振动，音调越低，故d的音调比c低．
故答案为：（1）a、b；控制变量；（2）气柱发声频率跟横截面积的关系；（3）一样高；（4）c．

点评 该题设计的非常巧妙，利用对气柱发声频率的探究考查了学生对控制变量法的应用能力．是一道很好的考查能力的实验探究题．