Question

4．晴天正午，小明與同學(xué)從樹蔭下走過時，發(fā)現(xiàn)地面上有許多大小、形狀不同的光斑，如圖所示，光斑的形狀與什么要素有關(guān)呢？光斑又如何形成的呢？對此小明馬上進行了探究，他們猜想光斑的形狀：

a．與樹葉形狀有關(guān)，光斑是樹葉的影子
b．與樹葉間空隙形狀有關(guān)；
c．與樹葉間空隙大小有關(guān)．
（1）根據(jù)所學(xué)知識，可確定猜想a是不合理（選填“合理”、“不合理”）的；
（2）為了進行探究，他們制作了甲乙丙丁四個帶孔的卡片，如圖所示，其中甲乙卡片中小孔的尺寸均為3mm，甲、丙、丁卡片中的大孔的尺寸均為2cm，且丙丁卡片中大孔尺寸相同，在進行探究時，他們在地上鋪上一張白紙，把帶孔的卡片置于上方，讓太陽光通過卡片上的孔，觀察紙面上出現(xiàn)的光斑形狀．請你在甲乙丙丁四張卡片中選擇一張卡片用來驗證光斑的形狀與樹葉間空隙形狀的關(guān)系，你選用乙卡片（填四張卡片對應(yīng)的字母）；在探究光斑形狀與樹葉間空隙大小是否有關(guān)時，小明選用甲卡片進行實驗探究，發(fā)現(xiàn)白紙上得到四個圓形光斑，由此得出光斑的形狀與樹葉間空隙大小無關(guān)的結(jié)論，這結(jié)論不可靠（可靠、不可靠）若由你進行探究，你將如何設(shè)計帶孔的卡片？請在虛線框戊內(nèi)畫出孔的形狀．
（3）通過探究，他們得到了以下結(jié)論，其中錯誤的是C．
A．通過小孔形成的圓形光斑是像，通過大孔形成的光斑不是像
B．小孔形成的光斑與小孔的形狀無關(guān)，大孔形成的光斑與大孔的形狀有關(guān)
C．光經(jīng)過小孔和大孔所形成的都是光斑．
D．不管光斑是不是像，他們都是有光的直線傳播形成的．

Answer 1

分析 （1）知道光斑是小孔成像現(xiàn)象，影子是光的直線傳播時遇到不透明的物體而在物體后面出現(xiàn)的光射不到的區(qū)域．
（2）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．
（3）根據(jù)光斑和影子的形成原因分別分析各實驗的結(jié)論即可判斷．

解答 解：（1）猜想a是光斑是樹葉的影子，因為光斑是小孔成像現(xiàn)象，不是影子，所以不合理．
（2）①根據(jù)控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時，保持樹葉間空隙大小不變，改變孔的形狀，觀察光斑的形狀，所以符合這一條件的是乙卡片；
②小明選用甲卡片進行實驗探究，而甲卡片孔的形狀相同，孔的大小改變，根據(jù)控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時，保持樹葉間空隙大小不變，改變孔的形狀，所以由此得出的結(jié)論是不可靠． 
③根據(jù)控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時，保持樹葉間空隙大小不變，孔的形狀不同，所以設(shè)計的帶孔的卡片如圖：

（3）圖1實驗說明：在光屏與小孔的距離相同的條件下，
如果孔較小，通過孔形成的光斑是小孔成像現(xiàn)象，光斑形狀與孔的形狀無關(guān)；
如果孔太大，通過孔形成的光斑不再是小孔成像現(xiàn)象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關(guān)；
圖2與圖3實驗說明：在孔的形狀一定的條件下，
如果光屏與小孔的距離較近，通過孔形成的光斑不再是小孔成像現(xiàn)象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關(guān)；
如果光屏與小孔的距離較遠時，通過孔形成的光斑屬于小孔成像現(xiàn)象，光斑形狀與孔的形狀無關(guān)；
由上可知：A、B、D正確；
小孔所形成的光斑，其大小與孔到地面的距離有關(guān)；大孔所形成的光斑，其大小與孔到地面的距離無關(guān)；故C選項錯．
故答案為：（1）不合理；（2）乙；不可靠；如上圖；（3）C．

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(yīng)用，應(yīng)認真審題、根據(jù)題意獲取所需信息是正確解題的關(guān)鍵．