Question

4．晴天正午，小明與同學(xué)從樹(shù)蔭下走過(guò)時(shí)，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(duì)此小明馬上進(jìn)行了探究，他們猜想光斑的形狀：

a．與樹(shù)葉形狀有關(guān)，光斑是樹(shù)葉的影子
b．與樹(shù)葉間空隙形狀有關(guān)；
c．與樹(shù)葉間空隙大小有關(guān)．
（1）根據(jù)所學(xué)知識(shí)，可確定猜想a是不合理（選填“合理”、“不合理”）的；
（2）為了進(jìn)行探究，他們制作了甲乙丙丁四個(gè)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(jìn)行探究時(shí)，他們?cè)诘厣箱伾弦粡埌准�，把帶孔的卡片置于上方，讓太�?yáng)光通過(guò)卡片上的孔，觀察紙面上出現(xiàn)的光斑形狀．請(qǐng)你在甲乙丙丁四張卡片中選擇一張卡片用來(lái)驗(yàn)證光斑的形狀與樹(shù)葉間空隙形狀的關(guān)系，你選用乙卡片（填四張卡片對(duì)應(yīng)的字母）；在探究光斑形狀與樹(shù)葉間空隙大小是否有關(guān)時(shí)，小明選用甲卡片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)現(xiàn)白紙上得到四個(gè)圓形光斑，由此得出光斑的形狀與樹(shù)葉間空隙大小無(wú)關(guān)的結(jié)論，這結(jié)論不可靠（可靠、不可靠）若由你進(jìn)行探究，你將如何設(shè)計(jì)帶孔的卡片？請(qǐng)?jiān)谔摼�框戊內(nèi)畫(huà)出孔的形狀．
（3）通過(guò)探究，他們得到了以下結(jié)論，其中錯(cuò)誤的是C．
A．通過(guò)小孔形成的圓形光斑是像，通過(guò)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(wú)關(guān)，大孔形成的光斑與大孔的形狀有關(guān)
C．光經(jīng)過(guò)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(shí)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(gè)因素，而控制其余幾個(gè)因素不變，從而研究被改變的這個(gè)因素對(duì)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(shí)驗(yàn)的結(jié)論即可判斷．

解答 解：（1）猜想a是光斑是樹(shù)葉的影子，因?yàn)楣獍呤切】壮上瘳F(xiàn)象，不是影子，所以不合理．
（2）①根據(jù)控制變量法可知：驗(yàn)證“光斑的形狀與樹(shù)葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時(shí)，保持樹(shù)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(yàn)證“光斑的形狀與樹(shù)葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時(shí)，保持樹(shù)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(yàn)證“光斑的形狀與樹(shù)葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時(shí)，保持樹(shù)葉間空隙大小不變，孔的形狀不同，所以設(shè)計(jì)的帶孔的卡片如圖：

（3）圖1實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：在光屏與小孔的距離相同的條件下，
如果孔較小，通過(guò)孔形成的光斑是小孔成像現(xiàn)象，光斑形狀與孔的形狀無(wú)關(guān)；
如果孔太大，通過(guò)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(shí)驗(yàn)說(shuō)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(guò)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(yuǎn)時(shí)，通過(guò)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(wú)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(wú)關(guān)；故C選項(xiàng)錯(cuò)．
故答案為：（1）不合理；（2）乙；不可靠；如上圖；（3）C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、小孔成像原因分析，重點(diǎn)是考查控制變量法的應(yīng)用，應(yīng)認(rèn)真審題、根據(jù)題意獲取所需信息是正確解題的關(guān)鍵．