Question

【題目】小明與同學(xué)們?cè)跇?shù)蔭下玩耍時(shí)發(fā)現(xiàn)：地上有許多圓形的和非圓形的光斑．小強(qiáng)認(rèn)為：小孔成的是太陽(yáng)的像，應(yīng)該是圓形的，怎么會(huì)出現(xiàn)非圓形的呢？小星猜想；非圓形的光斑可能是由于小孔太大造成的；小明猜想：非圓形的光斑可能是由于小孔離地面太近造成的．為此他們進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：①在卡片紙上挖一方形小孔，在地面上放一白紙作為光屏；讓太陽(yáng)光穿過(guò)小孔，移動(dòng)卡片紙，在光屏上形成圓形光斑；測(cè)出卡片紙離光屏的距離為s； ②讓卡片紙逐漸靠近光屏，發(fā)現(xiàn)像由圓形慢慢變成方形；③保持卡片紙離光屏的距離s不變，逐漸增大方形孔，發(fā)現(xiàn)像由圓形慢慢變成方形．

（1）通過(guò)以上探究證實(shí)了 （小星/小明/兩人）的猜想是正確的．

（2）小明通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)小方孔的邊長(zhǎng)一定時(shí)，若卡片紙到地面的距離大于某一個(gè)值 （通常稱為臨界值） 時(shí)，光斑是圓形；而當(dāng)卡片紙到地面的距離小于臨界值時(shí)，光斑開(kāi)始變成方形，且通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集了上表所示數(shù)據(jù)．通過(guò)數(shù)據(jù)分析可知：臨界值s和小方孔的邊長(zhǎng)a之間的數(shù)量關(guān)系為 ，如果小方孔的邊長(zhǎng)為1.0cm，則卡片紙到地面的距離至少為 cm時(shí)才能看到圓形的光斑．

小方孔的邊長(zhǎng)a/cm 0.2 0.4 0.6 0.8

臨界值s/cm 8 32 72 128

（3）如果他們采用“”形狀的光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則光屏上所出現(xiàn)的像的形狀是

Answer 1

【答案】（1）兩人；（2）200a2；200；（3）C

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量分析實(shí)驗(yàn)步驟，然后得出結(jié)論．

（2）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出s與a的關(guān)系，然后分析答題．

（3）小孔成像是光的直線傳播現(xiàn)象；物體上部的光線通過(guò)小孔后，射到了光屏的下部；物體下部的光線通過(guò)小孔后，射到了光屏的上部，因此通過(guò)小孔后所成的像是倒立的像．

解：（1）由實(shí)驗(yàn)步驟可知，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量法，探究電流與電壓、電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)也應(yīng)用了控制變量法．

②保持孔的大小與形狀不變，讓卡片紙逐漸靠近光屏，發(fā)現(xiàn)像由圓形慢慢變成方形，說(shuō)明光斑的形狀與孔到光屏的距離有關(guān)，說(shuō)明小明的猜想是正確的；

③保持卡片紙離光屏的距離s不變，逐漸增大方形孔，發(fā)現(xiàn)像由圓形慢慢變成方形，說(shuō)明光斑的形狀與孔的大小有關(guān)，證明小星的猜想是正確的；

由以上分析可知，小明與小星兩人的猜想都是正確的；

（2）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，a變?yōu)樵瓉?lái)的2、3、4倍時(shí)，s變?yōu)樵瓉?lái)的：4、9、16倍，說(shuō)明s與a的平方成正比，設(shè)s=ka2，將a=0.2cm、s=8cm代入解得：k=200/cm，

則臨界值s和小方孔的邊長(zhǎng)a之間的數(shù)量關(guān)系為s=200a2；如果小方孔的邊長(zhǎng)為1.0cm，s的臨界值：s=200a2=200/cm×（1.0cm）2=200cm，

則卡片紙到地面的距離至少為200cm時(shí)才能看到圓形的光斑；

（3）由小孔成像的特點(diǎn)可知日偏食經(jīng)小孔成的像的缺口正好在日偏食缺口的對(duì)稱，所以選項(xiàng)C符合題意；

故答案為：（1）兩人；（2）200a2；200；（3）C．