7. 图2.2-5所示的风铃有七根长短不同的小棍，某同学在敲打小棍时，发现它们发出的声音不同，经实验可得下表所示的用同一铁棍在敲击不同长度L的小棍时的振动频率$f_0$。


（1）判断用同一铁棍敲击不同长度L的小棍与音调的关系：
。
（2）要用这种材料做一个乐器，发出do、re、mi、fa、so、la、xi的音时，re的音小于500 Hz，则该乐器的长度（选填“大于”“小于”或“等于”）10 cm。

(1) L越长音调越低
(2) 大于

【分析】首先明确音调由发声体的振动频率决定，频率越高，音调越高。当用同一铁棍敲击不同长度的小棍时，小棍的长度会影响振动快慢：长度越长，振动越慢，振动频率越低，音调也就越低。对于第二问，已知re的音频率小于500Hz，结合频率与长度的关系，频率越低对应小棍长度越长，据此判断乐器长度的情况。
【解析】（1）音调的高低与发声体振动频率有关，频率越高，音调越高。用同一铁棍敲击不同长度的小棍时，小棍越长，振动越慢，振动频率越低，因此音调越低，故得出L越长音调越低。（2）由上述关系可知，频率越低，小棍长度越长。re的音频率小于500Hz，说明其频率比500Hz对应的音的频率低，所以对应的小棍长度更长，即该乐器的长度大于10cm。
【答案】(1) L越长音调越低；(2) 大于
【知识点】音调与频率的关系，长度对振动频率的影响
【点评】本题结合实际风铃乐器考查音调与频率的关系，属于基础知识点的应用，只要理解物体长度对振动频率的影响即可解答，难度适中。
【难度系数】0.3

8. 如图2.2-6所示，小红和小芳用细棉线连接了两个纸杯，制成了一个“土电话”。

(1)她们用“土电话”能实现10 m间的通话，这表明。
(2)如果在用“土电话”时，线没有拉直而处于松弛状态，那么听的一方通过棉线（选填“能”或“不能”）听到对方的讲话声。
(3)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦，又进行了“探究音调和哪些因素有关”的活动。他们选用的琴弦如图2.2-7所示，其中琴弦的直径关系为$D_a=D_c=D_d＜D_b$，每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致。
①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系，应选择琴弦（填字母）进行实验。
②若选择琴弦a和b进行实验，则是为了研究。
③某同学选择琴弦c和d进行研究，并推理得出“琴弦长度越长，振动越慢，音调就越低”的结论。该同学在探究过程中存在什么问题？。
④研究小组在进行实验时，应采用的科学研究方法是。

(1) 声音能够在固体中传播
(2) 不能
(3) ① a、d
② 音调的高低与琴弦的粗细的关系
③ 没有控制琴弦的材料相同
④ 控制变量法

【分析】
本题围绕声学知识展开，分为两部分：一是“土电话”的传声原理，二是探究音调影响因素的实验。解题时需结合声音传播的介质特点，以及探究音调时的控制变量法思路，逐一分析每个问题：
1. 对于“土电话”的传声，需明确固体可以作为传声介质；线松弛时振动无法传递，故听不到声音。
2. 探究音调的影响因素时，需遵循控制变量法：研究某一因素对音调的影响，要保证其他因素不变，仅改变该因素，据此选择琴弦、分析实验目的和问题。
【解析】
(1) “土电话”通过细棉线（固体）传递声音，能实现10m间通话，表明固体能够传播声音。
(2) 若线松弛，声音的振动会被棉线的空隙吸收，无法沿棉线传递，因此听的一方不能听到讲话声。
(3) ①研究音调与琴弦长度的关系，需控制材料、粗细相同，长度不同，符合条件的是a（铜、短）和d（铜、长），故选a、d；
②琴弦a和b，材料均为铜、长度相同，粗细不同（$D_a＜D_b$），因此是研究音调与琴弦粗细的关系；
③选择c和d时，琴弦的材料不同（c是尼龙、d是铜），长度也不同，未控制材料相同，无法得出音调与长度的关系；
④探究多个因素对某一物理量的影响时，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，该方法是控制变量法。
【答案】
(1) 声音能够在固体中传播
(2) 不能
(3) ① a、d；② 音调的高低与琴弦的粗细的关系；③ 没有控制琴弦的材料相同；④ 控制变量法
【知识点】
声音的传播、音调的影响因素、控制变量法
【点评】
本题结合生活实例（土电话）和声学实验（探究音调影响因素），考查声学基础知识点，核心是控制变量法的应用，是声学部分的典型基础题，需掌握实验设计的控制变量思路。
【难度系数】
0.6