7 在观看交响乐队演奏的过程中，小华发现同属于管乐器的圆号、小号、长号、大号发出声音的高低各不相同，他决定对此进行研究。经过和同学们讨论，提出了以下猜想：
猜想一：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的长度有关；
猜想二：管乐器发出声音的音调高低，可能与管内空气柱的横截面积（粗细）有关；
小明找来了两个未使用过的一次性注射器制成了一些哨子（如图所示）。注射器的规格分别为2.5 mL和5 mL。他一边吹哨子一边调整注射器内空气柱的长度，同时利用专用仪器测出声音的频率和响度，测得的数据如表所示。

（1）选用序号为A、B、C的三次实验做对比，可以得出：在空气柱的相同时，管内空气柱越短，音调越（填“高”或“低”）。
（2）选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验做对比，可以得出：在空气柱的相同时，管内空气柱横截面积越大，振动频率越（填“高”或“低”），音调越（填“高”或“低”）。

7. (1)横截面积 高 (2)长度 低 低
[解析](1)分析表中数据可知，选用序号为A、B、C的三次实验对比可知，注射器规格相同，即空气柱的横截面积(或粗细)相同，振动的频率不同.管内空气柱越短，振动频率越高.音调越高.(2)选用序号为A、D或B、E或C、F的两次实验对比可知，空气柱长度相同，振动的频率不同.管内空气柱横截面积越大，振动频率越低，音调越低.

【分析】
本题探究管乐器音调高低的影响因素，需运用控制变量法分析实验数据：（1）对比A、B、C三次实验，控制空气柱的横截面积不变，改变空气柱长度，结合音调与频率的关系得出结论；（2）对比A与D等实验，控制空气柱的长度不变，改变横截面积，观察频率变化，推导音调的变化规律。
【解析】
（1）序号A、B、C的实验中，注射器规格相同，说明空气柱的横截面积相同；由实验数据可知，管内空气柱越短，振动频率越高，而音调由频率决定，因此音调越高。
（2）序号A、D（或B、E、C、F）的实验中，空气柱的长度相同；观察数据可知，管内空气柱横截面积越大，振动频率越低，音调也越低。
【答案】
(1)横截面积 高 (2)长度 低 低
【知识点】
音调与频率的关系、控制变量法
【点评】
本题通过实验探究管乐器音调的影响因素，重点考查控制变量法的应用，是声学部分的基础实验题，要求学生理解音调由频率决定，掌握控制变量法在实验分析中的运用。
【难度系数】
0.7

8 如图所示,微风吹过,金属管风铃发出悦耳的声音,小明想探究管子发出声音的频率与长度、直径的关系.他选取了材料与管壁厚度都相同的三根直管,将它们用细线悬挂,敲击后,测出各自发出声音的频率,数据如表所示.


编号 长度/cm 直径/cm 频率/Hz
1 20 1.5 2215
2 30 1.5 1557
3 30 2.5 768
(1)三根直管中音调最低的是号.
(2)选用1、2号两根直管,可以得出的结论是其他条件相同时,管子越长,音调越,要探究频率与直径的关系,应选用号两根直管.
(3)小明发现悬挂的金属管发出声音时在做有规律地摆动,认为金属管发出的声音是由摆动所产生的.请设计一个简单的实验来检验小明的想法,简要写出实验方案和判断方法.
实验方案:
;
判断方法:
.

8. (1)3 (2)低 2和3
(3)用手推动悬挂的管子使其摆动 听管子是否发出声音

【分析】
首先明确音调由频率决定，频率越低音调越低；探究物理量关系时需用控制变量法，即探究某一因素的影响时，保持其他因素不变；检验声音是否由摆动产生，可通过让管子摆动观察是否发声来判断。
【解析】
(1) 音调由频率决定，频率越低音调越低。观察表格数据，3号管子的频率最小（768Hz），因此音调最低的是3号。
(2) 1、2号管子直径相同，长度不同：2号管子更长，频率更小（1557Hz），说明其他条件相同时，管子越长，音调越低；探究频率与直径的关系，需控制长度相同，因此应选长度均为30cm的2号和3号管子。
(3) 检验声音是否由摆动产生，可让管子摆动，观察是否发声：实验方案为用手推动悬挂的管子使其摆动；判断方法为听管子是否发出声音，若摆动时不发声，则说明声音不是由摆动产生，反之则是。
【答案】
(1)3；(2)低；2和3；(3)用手推动悬挂的管子使其摆动；听管子是否发出声音
【知识点】
音调与频率的关系；控制变量法；声音的产生
【点评】
本题结合实验探究考查声音特性的相关知识，注重控制变量法的应用和实验设计能力，属于基础探究类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6