Question

8．在學(xué)習(xí)光的直線傳播規(guī)律的課堂上，小明對(duì)老師關(guān)于“陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)葉縫隙在地面上形成的光斑形狀與樹(shù)葉間縫隙的形狀無(wú)關(guān)”的說(shuō)法感到懷疑，于是他決定在課后找?guī)讉�(gè)有興趣的同學(xué)共同探究“樹(shù)蔭下的光斑”．以下是他們的探究過(guò)程：
實(shí)驗(yàn)器材：10cm×5cm的卡紙兩張，小刀一把，白紙兩張
（1）探究光斑形狀是否與小孔形狀有關(guān)
步驟1：用小刀在一張卡紙上均勻刻出幾個(gè)不同形狀的小孔，請(qǐng)你在虛線框中畫出這些小孔的形狀（至少三個(gè)形狀），在刻這些小孔時(shí)，不同形狀的小孔尺寸需要（選填“需要”或“不需要”）大致相同．

步驟2：將其中的一張白紙鋪在地面上當(dāng)做光屏，把帶孔的卡紙置于白紙上方1m左右的位置，正對(duì)太陽(yáng)，使太陽(yáng)光透過(guò)卡片上不同形狀的小孔，觀察地面的白紙上出現(xiàn)的光斑形狀．
步驟3：比較光斑形狀與小孔形狀，若白紙上的光斑如乙圖所示，則可得出的結(jié)論是樹(shù)蔭下的太陽(yáng)光斑形狀與小孔形狀無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
（2）探究光斑的形狀是否與小孔的大小有關(guān)
方案一：在另一張卡片上挖幾個(gè)直徑不同的圓形小孔，如圖丙所示，正對(duì)太陽(yáng)，使太陽(yáng)光透過(guò)卡片上不同的小孔，觀察地面的白紙上出現(xiàn)的光斑形狀．
方案二：在另一張卡片上挖一個(gè)邊長(zhǎng)約1cm的菱形小孔，用另一張白紙遮住菱形小孔的一部分，如圖所示丁所示，正對(duì)太陽(yáng)，使太陽(yáng)光透過(guò)卡片上的小孔，移動(dòng)覆蓋在小孔上的白紙，改變通光孔的大小，觀察地面上的白紙上出現(xiàn)的光斑形狀的變化．
以上兩種方案，你認(rèn)為方案二更合理，理由是：方案一中孔的形狀與太陽(yáng)的形狀相同，無(wú)法區(qū)分光斑是太陽(yáng)的像，還是由于光通過(guò)孔形成的光斑．
（3）如果小明想繼續(xù)探究“光斑的形狀是否與小孔到地面的距離有關(guān)”，小明接下來(lái)的操作是：保持小孔的形狀、大小不變，改變小孔到地面的距離，觀察光斑的形狀是否改變；多次實(shí)驗(yàn)，分析得出結(jié)論．

Answer 1

分析 （1）探究光斑形狀是否與小孔形狀有關(guān)，根據(jù)控制變量法可知：不同形狀的小孔尺需要大致相同．
實(shí)像能用光屏承接；根據(jù)光斑和小孔形狀分析即可得出結(jié)論．
（2）要探究小孔成像是否與小孔的大小有關(guān)，應(yīng)該保持孔的形狀不變，改變孔的大小，觀察是否影響．
（3）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．

解答 解：（1）探究光斑形狀是否與小孔形狀有關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)控制變量法可知：用小刀在一張卡紙上均勻刻出幾個(gè)不同形狀的小孔，這些不同形狀的小孔尺需要大致相同；
實(shí)像能用光屏承接，將其中的一張白紙鋪在地面上當(dāng)做光屏，把帶孔的卡紙置于白紙上方1m左右的位置，正對(duì)太陽(yáng)，使太陽(yáng)光透過(guò)卡片上不同形狀的小孔，觀察地面的白紙上出現(xiàn)的光斑形狀．
比較光斑形狀與小孔形狀，白紙上的光斑如乙圖所示，則可得出的結(jié)論是樹(shù)蔭下的太陽(yáng)光斑形狀與小孔形狀無(wú)關(guān)
（2）要探究小孔成像是否與小孔的大小有關(guān)，應(yīng)該保持孔的形狀不變，改變孔的大小，由此可知方案一中孔的大小和形狀都發(fā)生了改變，存在兩個(gè)變量，無(wú)法研究；而方案二中保持了孔的形狀不變，只改變了孔的大小，符合實(shí)驗(yàn)要求．
（3）探究“光斑的形狀是否與小孔到地面的距離有關(guān)”，根據(jù)控制變量的思想，小明接下來(lái)的操作是：保持小孔的形狀、大小不變，改變小孔到地面的距離，觀察光斑的形狀是否改變；多次實(shí)驗(yàn)，分析得出結(jié)論．
故答案為：（1）需要；光屏；光斑；無(wú)關(guān)；
（2）二；方案一中孔的形狀與太陽(yáng)的形狀相同，無(wú)法區(qū)分光斑是太陽(yáng)的像，還是由于光通過(guò)孔形成的光斑；
（3）保持小孔的形狀、大小不變，改變小孔到地面的距離，觀察光斑的形狀是否改變；多次實(shí)驗(yàn)，分析得出結(jié)論．

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．