Question

【題目】某興趣小組計劃探究“鋁棒的發聲”．同學們使用一根表面光滑的實心鋁棒，一只手捏住鋁棒的中間部位，另一只手的拇指和食指粘少許松香粉，在鋁棒表面由手捏部位向外端摩擦，可以聽見鋁棒發出聲音，而且發現在不同情況下鋁棒發聲的頻率是不同的，為了探究鋁棒發聲頻率的影響因素，該興趣小組找到不同規格的鋁棒、虛擬示波器等器材進行探究．實驗前同學們提出了以下猜想：

猜想A：鋁棒發聲的頻率可能和鋁棒的橫截面積有關

猜想B：鋁棒發聲的頻率可能和鋁棒的長度有關

猜想C：鋁棒發聲的頻率可能和手捏鋁棒的部位有關

為了驗證猜想A，同學們選擇4根鋁棒，每次均捏住鋁棒的中間部位，由手捏部位向外端摩擦，實驗所得的數據記錄于下面的表格中，在2%的誤差允許范圍內（頻率相差在70Hz以內）的測量值可以認為是相等的．

實心鋁棒	鋁棒長度L/×10﹣2m	橫截面積S/×10﹣5m2	頻率f/Hz
1	71	2.9	3500
2	78	2.9	3146
3	71	5.2	3530
4	78	11.7	3134

（1）分析表格中數據，可知鋁棒的發聲頻率與橫截面積是 的．（選填“有關”或“無關”）

（2）為了驗證猜想B，同學們選擇橫截面積均為2.9×10﹣5m2的鋁棒，實驗所得的數據記錄于下面的表格中，同學們從表中前兩列數據很難得出頻率f與長度L之間的關系，他們利用圖象法處理數據，畫出了頻率f與長度的倒數的關系如圖所示，分析可知發生頻率f與鋁棒的長度L的關系是 ．

實心鋁棒	鋁棒長度L/×10﹣2m	頻率f/Hz	鋁棒長度倒數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）同學們又通過實驗探究了鋁棒發聲的頻率和手捏鋁棒部位的關系，在實驗過程中，有同學們將發聲的鋁棒一端插入水中，可以看到 現象，有同學用手迅速握住正在發聲的鋁棒，可以聽見聲音很快衰減，原因是 ．

Answer 1

【答案】（1）無關；（2）反比例；（3）水花四濺；振幅減小，響度減小

【解析】

試題分析：（1）由表格中的信息可知，當鋁棒長度都為0.71m時，橫截面積不同，頻率為3500hHz和3530Hz，由于這兩個頻率在2%的誤差允許范圍內（頻率相差在70Hz以內），故頻率是相同的，故結論為：鋁棒的發聲頻率與橫截面積是無關的；（2）由圖象可知，頻率f與長度的倒數的關系是一條直線，即成正比，故發生頻率f與鋁棒的長度L的關系是成反比；（3）有同學們將發聲的鋁棒一端插入水中，鋁棒振動，故可以看到水花四濺；有同學用手迅速握住正在發聲的鋁棒，可以聽見聲音很快衰減，原因是鋁棒的振幅減小，響度減小。