Question

某兴趣小组计划探究“铝棒的发声”．同学们使用一根表面光滑的实心铝棒，一只手捏住铝棒的中间部位，另一只手的拇指和食指粘少许松香粉，在铝棒表面由手捏部位向外端摩擦，可以听见铝棒发出声音，而且发现在不同情况下铝棒发声的频率是不同的，为了探究铝棒发声频率的影响因素，该兴趣小组找到不同规格的铝棒、虚拟示波器等器材进行探究．实验前同学们提出了以下猜想：

猜想A：铝棒发声的频率可能和铝棒的横截面积有关

猜想B：铝棒发声的频率可能和铝棒的长度有关

猜想C：铝棒发声的频率可能和手捏铝棒的部位有关

为了验证猜想A，同学们选择4根铝棒，每次均捏住铝棒的中间部位，由手捏部位向外端摩擦，实验所得的数据记录于下面的表格中，在2%的误差允许范围内（频率相差在70Hz以内）的测量值可以认为是相等的．

实心铝棒	铝棒长度L/×10^﹣2m	横截面积S/×10^﹣5m^2	频率f/Hz
1	71	2.9	3500
2	78	2.9	3146
3	71	5.2	3530
4	78	11.7	3134

（1）分析表格中数据，可知铝棒的发声频率与横截面积是   的．（选填“有关”或“无关”）

（2）为了验证猜想B，同学们选择横截面积均为2.9×10^﹣5m²的铝棒，实验所得的数据记录于下面的表格中，同学们从表中前两列数据很难得出频率f与长度L之间的关系，他们利用图象法处理数据，画出了频率f与长度的倒数的关系如图所示，分析可知发生频率f与铝棒的长度L的关系是    ．

实心铝棒	铝棒长度L/×10^﹣2m	频率f/Hz	铝棒长度倒数1/L（m^﹣1）
1	50	5000	2
2	71	3500	1.4
3	78	3146	1.28
4	91	2700	1.1
5	105	2375	0.95

（3）同学们又通过实验探究了铝棒发声的频率和手捏铝棒部位的关系，在实验过程中，有同学们将发声的铝棒一端插入水中，可以看到    现象，有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是      ．

Answer

（1）无关；（2）反比例；（3）水花四溅；振幅减小，响度减小

【解析】

试题分析：（1）由表格中的信息可知，当铝棒长度都为0.71m时，横截面积不同，频率为3500hHz和3530Hz，由于这两个频率在2%的误差允许范围内（频率相差在70Hz以内），故频率是相同的，故结论为：铝棒的发声频率与横截面积是无关的；（2）由图象可知，频率f与长度的倒数的关系是一条直线，即成正比，故发生频率f与铝棒的长度L的关系是成反比；（3）有同学们将发声的铝棒一端插入水中，铝棒振动，故可以看到水花四溅；有同学用手迅速握住正在发声的铝棒，可以听见声音很快衰减，原因是铝棒的振幅减小，响度减小。

【考点定位】控制变量法与探究性实验方案