《2025年自我提升与评价八年级物理上册苏科版》

24. (8分)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,而且发现在不同的情况下铝棒发声的频率是不同的。为了探究影响铝棒发声频率的因素,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：铝棒发声的频率和铝棒的横截面积有关；
猜想B：铝棒发声的频率和铝棒的长度有关；
猜想C：铝棒发声的频率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______(选填“有关”或“无关”)的。
(2)为了验证猜想B,同学们选择横截面积均为$2.9×10⁻^5m^2$的铝棒,实验所得的数据记录于表格中。同学们从表中第2、3列数据很难得出频率f与长度L之间的关系,他们利用图像法处理数据,画出了频率f与长度的倒数的关系如图所示,分析可知发声频率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|铝棒长度的倒数$1/L/m⁻^1$|
|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______。
(1)分析表格中数据,可知铝棒的发声频率与横截面积是无关(选填“有关”或“无关”)的。
(2)为了验证猜想B,同学们选择横截面积均为$2.9×10⁻^5m^2$的铝棒,实验所得的数据记录于表格中。同学们从表中第2、3列数据很难得出频率f与长度L之间的关系,他们利用图像法处理数据,画出了频率f与长度的倒数的关系如图所示,分析可知发声频率f与铝棒的长度L的关系是发声频率$f$与铝棒的长度$L$成反比。
(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,有同学将发声的铝棒一端插入水中,可以看到水花溅起现象；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,原因是手阻碍了铝棒的振动。

答案：
(1)无关
(2)发声频率$f$与铝棒的长度$L$成反比
(3)水花溅起；手阻碍了铝棒的振动