Question

【題目】小明與同學們在樹蔭下玩耍時發現：地上有許多圓形的和非圓形的光斑．小強認為：小孔成的是太陽的像，應該是圓形的，怎么會出現非圓形的呢？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．為此他們進行了下列實驗：①在卡片紙上挖一方形小孔，在地面上放一白紙作為光屏；讓太陽光穿過小孔，移動卡片紙，在光屏上形成圓形光斑；測出卡片紙離光屏的距離為s； ②讓卡片紙逐漸靠近光屏，發現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，發現像由圓形慢慢變成方形．

（1）通過以上探究證實了 （小星/小明/兩人）的猜想是正確的．

（2）小明通過進一步實驗發現：當小方孔的邊長一定時，若卡片紙到地面的距離大于某一個值 （通常稱為臨界值） 時，光斑是圓形；而當卡片紙到地面的距離小于臨界值時，光斑開始變成方形，且通過實驗收集了上表所示數據．通過數據分析可知：臨界值s和小方孔的邊長a之間的數量關系為 ，如果小方孔的邊長為1.0cm，則卡片紙到地面的距離至少為 cm時才能看到圓形的光斑．

小方孔的邊長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“”形狀的光源進行實驗，則光屏上所出現的像的形狀是

Answer 1

【答案】（1）兩人；（2）200a2；200；（3）C

【解析】

試題分析：（1）根據實驗控制的變量分析實驗步驟，然后得出結論．

（2）分析表中實驗數據，找出s與a的關系，然后分析答題．

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

解：（1）由實驗步驟可知，該實驗應用了控制變量法，探究電流與電壓、電阻關系實驗也應用了控制變量法．

②保持孔的大小與形狀不變，讓卡片紙逐漸靠近光屏，發現像由圓形慢慢變成方形，說明光斑的形狀與孔到光屏的距離有關，說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，發現像由圓形慢慢變成方形，說明光斑的形狀與孔的大小有關，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）由表中實驗數據可知，a變為原來的2、3、4倍時，s變為原來的：4、9、16倍，說明s與a的平方成正比，設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a之間的數量關系為s=200a2；如果小方孔的邊長為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時才能看到圓形的光斑；

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

故答案為：（1）兩人；（2）200a2；200；（3）C．