Question

3．西城中學(xué)某實驗小組對“立竿見影”的現(xiàn)象進行了研究．
（1）首先，老師請小北同學(xué)在如圖1所示的兩圖中畫出清晨7點和上午10點，同一根竹竿同一地點在太陽下的影子（要求將影子用L標出），請你和小北同學(xué)一起來完成（“•”表示太陽）．

（2）從圖1兩張圖比較來看，你發(fā)現(xiàn)影子的長短與太陽位置有關(guān)．古代人利用這個規(guī)律創(chuàng)造發(fā)明了日晷，并以此來粗略測量時間．
（3）為了進一步研究影子長度與哪些因素有關(guān)，小北課后率領(lǐng)科學(xué)興趣小組的同學(xué)做了如圖2所示實驗：在水平地面上豎直固定一根長桿，長桿上裝有一個可以上下移動的點光源A，再在地面上豎立一根短木條（短木條始終低于點光源A）．
①保持短木條的長度和位置不變，該同學(xué)將點光源A從圖示位置逐漸向上移動，測得數(shù)據(jù)如表：

點光源的高度H/cm	20	30	40	50	60
影子長度L/cm	30	15	10	7.5	6

分析上述實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)：在點光源逐漸上移過程中，若點光源高度的增加量相同，則影子長度L的減少的量減小  （選填“變大”、“變小”或“不變”）
②圖中S可表示點光源到短木條的距離，如果要研究影子長度L與點光源到短木條的距離S的關(guān)系，應(yīng)如何操作？
答：應(yīng)當保持短木條的長度不變以及點光源的高度不變，改變短木條的位置，測量相應(yīng)的影子長度L并記錄，分析數(shù)據(jù)并得出規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）沿直線傳播的光，被不透明的物體擋住，光照射不到的地方便是“影”，據(jù)此作圖．
（2）由（1）圖可知時間不同，太陽的位置不同，影子的長短不同，利用這一點可以測量時間．
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)分別計算光源每增加10cm后的影子的變形量，從而得出結(jié)論；
②利用控制變量法，控制木條的長度和光源的高度，短木條的位置．

解答 解：（1）太陽光沿直線傳播，過太陽與桿頂兩點作直線，線與地面的交點與桿子和地面接觸點間的線段便是桿子的“影”，如圖所示．


（2）從圖（1）可看出影子的長短與太陽的位置有關(guān)，古代的日晷就是以此來粗略測量時間的．
（3）①光源高度每增加10cm后，影子長度的變化量分別為15cm；5cm；2.5cm；1.5cm，
所以點光源高度增加量相同時，則影子長度L的變化量減小；
②根據(jù)控制變量法知，要研究影子長度L與點光源到短木條的距離S的關(guān)系，應(yīng)當保持短木條的長度和點光源的高度不變，改變短木條的位置．
故答案為：（1）見上圖；（2）太陽位置；時間；（3）①減小；②點光源的高度，短木條的位置．

點評 本題考查了以下知識，熟練掌握這些知識是正確解題的關(guān)鍵；
1、在同種均勻介質(zhì)中光沿直線傳播；
2、光被不透明的物體擋住，光線照不到的地方就是“影”；
3、題利用了控制變量法研究影子的長度與光源的高度、木條與光源的距離的關(guān)系．