4. 小何在吉他演奏中发现,琴弦发出声音的音调与弦线的长度、粗细和松紧有关.她的探究过程如下:

(1)利用几根弦线进行研究,如图甲所示,其中a、b、c、d四根弦线的松紧相同;a、b、c等长,d较短;a、c等粗,b、d等粗.
①小何在实验中采用的探究方法是;
②若她要研究音调与弦线粗细的关系,则应选择两根弦线做实验;
③若选择b、d两根弦线做实验,则可以探究音调与弦线的关系.
(2)得出结论后,小何有所判断,如图乙所示的吉他琴弦,在松紧和材料相同的情况下,分别按住A点、B点、C点后拨动琴弦,使琴弦振动发声,则按住点发出的声音音调最高.
(3)如图丙所示,吉他琴头的弦钮连接着琴弦,小何进一步研究发现,通过旋动弦钮改变弦的也可以改变音调.

4.(1)①控制变量法 ②a、b ③长度 (2)A
(3)松紧
解析:(1)①实验中采用的探究方法是控制变量法,每次只改变一个因素,控制其他因素不变.②研究音调与弦线粗细的关系,需控制长度、材料、松紧相同,粗细不同,因此选择a和b两根弦线,a、b等长,材料相同,松紧相同,粗细不同.③选择b、d两根弦线,b、d松紧、粗细、材料相同,长度不同,因此研究的是音调与弦线长度的关系.(2)在松紧、材料相同的情况下,弦线越短、越细,振动频率越高,音调越高.图乙中,按住A点时弦线最短、最细,因此发出的声音音调最高.(3)通过旋动弦钮改变弦的松紧程度,改变振动的频率,也可以改变音调.

【分析】
本题围绕弦乐器音调的影响因素展开，核心方法是控制变量法。解题思路为：探究音调与某一因素的关系时，需控制其他相关因素不变，仅改变要研究的因素；结合弦线的长度、粗细、材料、松紧的变化，分析对应探究的变量；对于实际应用问题，根据“弦越短、越细、越紧，振动频率越高，音调越高”的规律判断。
【解析】
(1)①实验中每次只改变一个变量，控制其余变量保持不变，采用的探究方法是控制变量法；
②研究音调与弦线粗细的关系时，需控制弦线的长度、材料、松紧相同，仅粗细不同。a、b均为铜丝（材料相同），长度相同，松紧相同，粗细不同，因此选择a、b两根弦线；
③b、d两根弦线，材料均为铜丝，粗细相同，松紧相同，仅长度不同，因此可探究音调与弦线长度的关系。
(2)在弦线材料、松紧相同的情况下，弦越短、越细，振动频率越高，音调越高。图乙中，按住A点时，琴弦的振动长度最短，且琴弦较细，因此发出的声音音调最高。
(3)旋动弦钮时，会改变弦的松紧程度，进而改变弦的振动频率，从而改变音调。
【答案】
(1)①控制变量法；②a、b；③长度；(2)A；(3)松紧
【知识点】
音调的影响因素、控制变量法
【点评】
本题是弦乐器音调影响因素的基础探究题，重点考查控制变量法的应用，需准确识别各实验中的变量与控制量，难度适中。
【难度系数】
0.7

5. 小明在制作隔音房间模型的跨学科实践活动
中,用纸盒充当“房间”,选取了无毒无害、隔音效果好的聚酯纤维作为隔音材料,均匀铺设在纸盒的内部各面,做成隔音房间模型.隔音房截面图如图所示,未安装隔音材料时,内部空间长为 40 cm、宽 30 cm、高 20 cm,厚度 D为 2 cm,安装隔音材料后,实际可用空间大小为 14 976 cm³.

(1)隔音房是采用了(填“防止噪声产生”“阻断噪声传播”或“防止噪声进入耳朵”)的方法减弱噪声.
(2)小明测试隔音房模型的隔音性能时,应选(填“音叉”或“机械闹钟”)作为声源更稳定;用手机分贝检测软件先测量声源在隔音房外时的音量为 65 dB,然后测量声源在隔音房内时的音量为 52 dB,两次测量时,手机到声源的距离应(填“相同”或“不同”).
(3)根据评价表中的指标对小明制作的隔音房模型进行评价,你的评价等级为,依据是;进一步优化的建议是.
评价表

(注:①空间使用率是指铺设隔音材料后“房间”内可用空间体积与铺设隔音材料前“房间”内空间体积之比)

5.(1)阻断噪声传播 (2)机械闹钟 相同 (3)良好 安全环保,空间使用率在 80%~50%(或为62.4%),声音降低量大于7 dB(或为13 dB) 适当减小隔音材料的厚度(或选取更薄、隔音效果更好的隔音材料,提高空间使用率)
解析:(1)隔音房的作用是在声音传播过程中,通过材料吸收或反射声波,阻止声音从外部传入内部,或从内部传出.这属于阻断噪声传播.(2)音叉发声频率稳定、持续时间短(敲击后很快衰减),适合做标准声源.机械闹钟可以持续发声,音量稳定,所以为了保证实验的可重复性和准确性,应选择机械闹钟作为声源,因为其振动频率和音量相对稳定.为了公平比较隔音前后的音量差异,必须控制变量,即在测量隔音效果时,声源与检测设备(手机)之间的距离必须保持一致,否则无法准确反映隔音材料的效果.(3)由题可知,未安装材料前内部空间尺寸长40 cm、宽30 cm、高20 cm,安装隔音材料后,实际可用空间体积为14 976 cm³,隔音材料厚度D=2 cm(均匀铺设于纸盒内各面),所以V原=40 cm×30 cm×20 cm=24 000 cm³,所以空间使用率为$\frac{14\ 976\ \mathrm{cm}^3}{24\ 000\ \mathrm{cm}^3}$=62.4%,安装材料前测量的音量为65 dB,安装后测量的音量为52 dB,所以声音降低量为65 dB-52 dB=13 dB,使用的是“无毒无害、隔音效果好的聚酯纤维”,说明是安全环保的,空间利用率高于50%,声音降低量大于7 dB,所以他制作的隔音房模型评价应为良好,若要进一步优化,可以考虑减少隔音材料厚度或优化材料布局(如只在关键面加厚),以提高空间利用率;或者采用更薄但同样高效的隔音材料,在保证降噪效果的同时提升空间使用率.

【分析】
本题是结合声学与数学计算的跨学科实践题，分三小问逐步推导：
1. 第(1)问需回忆噪声减弱的三类途径，判断隔音房的作用属于哪一类；
2. 第(2)问要明确稳定声源的特点，以及实验中控制变量的原则，确定声源选择和测量要求；
3. 第(3)问需先计算原空间体积、空间使用率和音量降低量，结合材料安全性，对照评价表得出等级，再给出优化建议。
【解析】
(1) 减弱噪声的途径分为：声源处防止噪声产生、传播过程中阻断噪声传播、人耳处防止噪声进入耳朵。隔音房通过内部隔音材料阻挡声音传播，属于阻断噪声传播，故填“阻断噪声传播”。
(2) 机械闹钟可持续稳定发声，适合作为实验声源；为保证隔音效果测量的准确性，需控制变量，手机到声源的距离应相同，避免距离影响音量测量结果，故依次填“机械闹钟”“相同”。
(3) 先计算未安装隔音材料时的空间体积：$V_{原}=40\ \mathrm{cm}×30\ \mathrm{cm}×20\ \mathrm{cm}=24000\ \mathrm{cm}^3$；空间使用率为$\frac{14976\ \mathrm{cm}^3}{24000\ \mathrm{cm}^3}=62.4\%$；声音降低量为$65\ \mathrm{dB}-52\ \mathrm{dB}=13\ \mathrm{dB}$；使用的聚酯纤维无毒无害，空间使用率在50%~80%之间，声音降低量大于7dB，故评价等级为良好；优化建议可适当减小隔音材料厚度（或选用更薄、隔音效果更好的材料），提高空间使用率。
【答案】
(1)阻断噪声传播
(2)机械闹钟；相同
(3)良好；安全环保，空间使用率在80%~50%（或为62.4%），声音降低量大于7dB（或为13dB）；适当减小隔音材料的厚度（或选取更薄、隔音效果更好的隔音材料，提高空间使用率）
【知识点】
噪声的控制、实验变量控制、体积计算
【点评】
本题为跨学科实践题，结合声学知识与数学计算，考查学生对噪声减弱途径的理解、实验设计中控制变量原则的应用，以及实践作品的评价能力，贴近生活实际，注重知识的应用。
【难度系数】
0.6