Question

20．晴天正午，小健與同學(xué)從樹蔭下走過時(shí)，發(fā)現(xiàn)地面上有許多大小、形狀不同的光斑，如圖1所示．光斑的形狀與什么要素有關(guān)呢？光斑又是如何形成的呢？對(duì)此他們馬上進(jìn)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(shí)，可確定猜想a是不合理 （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2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，讓太陽光通過卡片上的孔，觀察紙面上出現(xiàn)的光斑形狀．

若讓你在甲、乙、丙、丁四張卡片中選擇一張卡片用來驗(yàn)證光斑的形狀與樹葉間空隙形狀有關(guān)，你選用丙卡片；在探究光斑形狀與樹葉間空隙大小是否有關(guān)時(shí)，小健選用甲卡片進(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）．
（3）小健的同桌為了研究孔的大小對(duì)光斑形狀的影響，另外設(shè)計(jì)了四種開有不同形狀孔的卡片甲，并用另一張卡片乙覆蓋在甲上，如圖3所示．接著，從圖示位置沿箭頭方向水平移動(dòng)乙，觀察光斑形狀的變化情況．下列合乎要求的是A

（4）小健知道了光斑的成因后，又動(dòng)手制作簡易的針孔相機(jī)，他在空易拉罐的底部中央戳個(gè)小圓孔，將頂部剪去后，蒙上一層塑料薄膜，如圖4所示．

小健用針孔相機(jī)觀察校園內(nèi)旗桿頂上的國旗，如圖5所示．則他在塑料薄膜光屏上看到國旗的形狀是圖6中的A
（5）小健把針孔相機(jī)靠近旗桿頂上的國旗進(jìn)行觀察，則塑料薄膜光屏上看到的國旗的像變大（變大/變小/不變）．
（6）通過探究，他們得到了以下結(jié)論，其中錯(cuò)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．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均與孔到地面的距離有關(guān)
D．不管光斑是不是像，它們都是由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）小孔成像是光的直線傳播形成的，探究孔的大小對(duì)光斑形狀的影響，必須控制孔的形狀不變，只改變孔的大�。�
（4）小孔成像成的是倒立的實(shí)像，倒立的含義是指上下、左右均相反；
（5）像的大小與物到孔的距離、孔到薄膜的距離有關(guān)；孔到薄膜的距離一定時(shí)，物到孔的距離越小，所成的像越大；反之，所成的像越�。�
（6）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“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時(shí)，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和丙卡片；但乙卡片中由于孔太小，實(shí)驗(yàn)時(shí)現(xiàn)象是光斑形狀與孔的形狀無關(guān)，所以選擇丙卡片來證實(shí)“光斑形狀與樹葉間空隙形狀有關(guān)”．
②小健選用甲卡片進(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“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關(guān)”時(shí)，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）A圖中隨著卡片乙向左移動(dòng)，孔的形狀始終是三角形，并且逐漸變小，故A符合要求；BCD三圖中隨著卡片乙向左移動(dòng)，孔的形狀發(fā)生了變化，不符合要求．
（4）物體上部發(fā)出或反射的光經(jīng)小孔后射到薄膜的下部，物體下部發(fā)出或反射的光經(jīng)小孔后射到薄膜的上部，左面的光線射到右面，所成像上下和左右均相反；所以看到國旗的像應(yīng)為A圖；
（5）小華把針孔相機(jī)靠近旗桿頂上的國旗，國旗與小孔間的距離逐漸變小，所以成的像變大；
（6）圖1實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yuǎn)時(shí)，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(xiàng)錯(cuò)．
故答案為：（1）不合理；（2）丙；不可靠；（3）A；（4）A；（5）變大； （6）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．