Question

8．在學習光的直線傳播規(guī)律的課堂上，小明對老師關(guān)于“陽光透過樹葉縫隙在地面上形成的光斑形狀與樹葉間縫隙的形狀無關(guān)”的說法感到懷疑，于是他決定在課后找?guī)讉�有興趣的同學共同探究“樹蔭下的光斑”．以下是他們的探究過程：
實驗器材：10cm×5cm的卡紙兩張，小刀一把，白紙兩張
（1）探究光斑形狀是否與小孔形狀有關(guān)
步驟1：用小刀在一張卡紙上均勻刻出幾個不同形狀的小孔，請你在虛線框中畫出這些小孔的形狀（至少三個形狀），在刻這些小孔時，不同形狀的小孔尺寸需要（選填“需要”或“不需要”）大致相同．

步驟2：將其中的一張白紙鋪在地面上當做光屏，把帶孔的卡紙置于白紙上方1m左右的位置，正對太陽，使太陽光透過卡片上不同形狀的小孔，觀察地面的白紙上出現(xiàn)的光斑形狀．
步驟3：比較光斑形狀與小孔形狀，若白紙上的光斑如乙圖所示，則可得出的結(jié)論是樹蔭下的太陽光斑形狀與小孔形狀無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（2）探究光斑的形狀是否與小孔的大小有關(guān)
方案一：在另一張卡片上挖幾個直徑不同的圓形小孔，如圖丙所示，正對太陽，使太陽光透過卡片上不同的小孔，觀察地面的白紙上出現(xiàn)的光斑形狀．
方案二：在另一張卡片上挖一個邊長約1cm的菱形小孔，用另一張白紙遮住菱形小孔的一部分，如圖所示丁所示，正對太陽，使太陽光透過卡片上的小孔，移動覆蓋在小孔上的白紙，改變通光孔的大小，觀察地面上的白紙上出現(xiàn)的光斑形狀的變化．
以上兩種方案，你認為方案二更合理，理由是：方案一中孔的形狀與太陽的形狀相同，無法區(qū)分光斑是太陽的像，還是由于光通過孔形成的光斑．
（3）如果小明想繼續(xù)探究“光斑的形狀是否與小孔到地面的距離有關(guān)”，小明接下來的操作是：保持小孔的形狀、大小不變，改變小孔到地面的距離，觀察光斑的形狀是否改變；多次實驗，分析得出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）探究光斑形狀是否與小孔形狀有關(guān)，根據(jù)控制變量法可知：不同形狀的小孔尺需要大致相同．
實像能用光屏承接；根據(jù)光斑和小孔形狀分析即可得出結(jié)論．
（2）要探究小孔成像是否與小孔的大小有關(guān)，應該保持孔的形狀不變，改變孔的大小，觀察是否影響．
（3）根據(jù)控制變量法可知：每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決．

解答 解：（1）探究光斑形狀是否與小孔形狀有關(guān)實驗時，根據(jù)控制變量法可知：用小刀在一張卡紙上均勻刻出幾個不同形狀的小孔，這些不同形狀的小孔尺需要大致相同；
實像能用光屏承接，將其中的一張白紙鋪在地面上當做光屏，把帶孔的卡紙置于白紙上方1m左右的位置，正對太陽，使太陽光透過卡片上不同形狀的小孔，觀察地面的白紙上出現(xiàn)的光斑形狀．
比較光斑形狀與小孔形狀，白紙上的光斑如乙圖所示，則可得出的結(jié)論是樹蔭下的太陽光斑形狀與小孔形狀無關(guān)
（2）要探究小孔成像是否與小孔的大小有關(guān)，應該保持孔的形狀不變，改變孔的大小，由此可知方案一中孔的大小和形狀都發(fā)生了改變，存在兩個變量，無法研究；而方案二中保持了孔的形狀不變，只改變了孔的大小，符合實驗要求．
（3）探究“光斑的形狀是否與小孔到地面的距離有關(guān)”，根據(jù)控制變量的思想，小明接下來的操作是：保持小孔的形狀、大小不變，改變小孔到地面的距離，觀察光斑的形狀是否改變；多次實驗，分析得出結(jié)論．
故答案為：（1）需要；光屏；光斑；無關(guān)；
（2）二；方案一中孔的形狀與太陽的形狀相同，無法區(qū)分光斑是太陽的像，還是由于光通過孔形成的光斑；
（3）保持小孔的形狀、大小不變，改變小孔到地面的距離，觀察光斑的形狀是否改變；多次實驗，分析得出結(jié)論．

點評 本題考查了實驗現(xiàn)象分析、小孔成像原因分析，重點是考查控制變量法的應用，應認真審題、根據(jù)題意獲取所需信息是正確解題的關(guān)鍵．