Question

10．综合实验活动，小明与同学从树荫下走过时，发现地面上有许多大小、形状不同的光斑，如图所示，光斑的形状与什么因素有关呢？光斑又如何形成的呢？对此小明决定探究，他们猜想光斑的形状：

a．与树叶形状有关，光斑是树叶的影子；
b．与树叶间空隙形状有关；
c．与树叶间空隙大小有关
（1）根据所学知识，可确定猜想a是不合理（选填“合理”或“不合理”）的； 
（2）为了进行探究，他们制作了带孔的卡片，如图甲所示，卡片中各孔尺寸相同（约为1cm），在进行探究时，他们在地上铺上一张白纸，把带孔的卡片置于上方，让太阳光通过卡片上的孔，观察纸面上出现的光斑形状；
（3）为验证猜想b，小明让带孔卡片，离地面白纸较近，看到的光斑与卡片中孔的形状相同，然后让带孔卡板远离白纸，到一定距离后，白纸上的光斑又成了圆形，这说明光斑的形状还与孔到白纸的距离有关；
（4）为验证猜想c，如图乙，让带孔的甲纸板离地面白纸的距离不变．让乙纸板向左运动，使孔径越来越小，当孔径小到一定程度时，发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形．这说明小孔形成的光斑与小孔的形状无关（选填“有关或无关“）
通过探究，他们初步得到了以下结论，圆形光斑（填光斑的形状）一般是太阳的像，光斑的形状与树叶间空隙形状、树叶间空隙大小、树叶间空隙与地面的距离有关．不管光斑是不是像，他们都是由光的直线传播形成的．

Answer 1

分析 （1）知道光斑是小孔成像现象，影子是光的直线传播时遇到不透明的物体而在物体后面出现的光射不到的区域．
（3）根据控制变量法可知：每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决．
（4）根据光斑和影子的形成原因分别分析各实验的结论即可判断．

解答 解：（1）猜想a是光斑是树叶的影子，因为光斑是小孔成像现象，不是影子，所以不合理．
（3）根据控制变量法可知：验证“光斑的形状与树叶间空隙形状（即孔的形状）有关”时，保持树叶间空隙大小不变，改变孔的形状，观察光斑的形状；
而实验时，保持孔的形状不变，改变孔与纸之间的距离，观察光斑的形状；且离地面白纸较近，看到的光斑与卡片中孔的形状相同，然后让带孔卡板远离白纸，到一定距离后，白纸上的光斑又成了圆形，这说明光斑的形状还与孔到白纸的距离有关．
（4）为验证猜想c，如图乙，让带孔的甲纸板离地面白纸的距离不变．让乙纸板向左运动，使孔径越来越小，当孔径小到一定程度时，发现白纸上的光斑由孔的形状变成圆形．这说明小孔形成的光斑与小孔的形状无关；
通过探究，他们初步得到了以下结论，圆形光斑一般是太阳的像，光斑的形状与树叶间空隙形状、树叶间空隙大小、树叶间空隙与地面的距离有关．不管光斑是不是像，它们都是由光的直线传播形成的．
故答案为：（1）不合理；
（3）孔到白纸的距离；
（4）无关；圆形；光的直线传播．

点评 本题考查了实验现象分析、小孔成像原因分析，重点是考查控制变量法的应用，应认真审题、根据题意获取所需信息是正确解题的关键．