题目内容
16．晴天正午，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1所示，光斑的形状与什么要素有关呢？光斑有如何形成的呢？对此小明马上进行了探究，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 （合理、不合理）的；
（2）为了进行探究，他们制作了甲乙丙丁四个带孔的卡片，如图1所示，其中甲乙卡片中小孔的尺寸均为3mm，甲、丙、丁卡片中的大孔的尺寸均为2cm，且丙丁卡片中大孔尺寸相同，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． 让你在甲乙丙丁四张卡片中选择一张卡片用来验证光斑的形状与树叶间空隙形状是否有关，你选用乙卡片；在探究光斑形状与树叶间空隙大小是否有关时，小明选用甲卡片进行实验探究，发现白纸上得到四个圆形光斑，由此得出光斑的形状与树叶间空隙大小无关的结论，这结论不可靠（可靠、不可靠），若由你进行探究，你将如何设计带孔的卡片？请在图2虚线框内画出孔的形状．
（3）通过探究，他们得到了以下结论，其中错误的是C．
A．通过小孔形成的圆形光斑是像，通过大孔形成的光斑不是像；
B．小孔形成的光斑与小孔的形状无关，大孔形成的光斑与大孔的形状有关
C．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均与孔到地面的距离有关；
D．不管光斑是不是像，他们都是有光的直线传播形成的．
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．
（2）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．
（3）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．
（2）①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，所以符合这一条件的是乙卡片；
②小明选用甲卡片进行实验探究，而甲卡片孔的形状相同，孔的大小改变，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，所以由此得出的结论是不可靠．
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，孔的形状不同，所以设计的带孔的卡片如图：
（3）图1实验说明：在光屏与小孔的距离相同的条件下，
如果孔较小，通过孔形成的光斑是小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关；
如果孔太大，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关；
图2与图3实验说明：在孔的形状一定的条件下，
如果光屏与小孔的距离较近，通过孔形成的光斑不再是小孔成像现象，而是影子的原因，则光斑形状与孔的形状有关；
如果光屏与小孔的距离较远时，通过孔形成的光斑属于小孔成像现象，光斑形状与孔的形状无关；
由上可知：A、B、D正确；
小孔所形成的光斑，其大小与孔到地面的距离有关；大孔所形成的光斑，其大小与孔到地面的距离无关；故C选项错．
故答案为：（1）不合理；（2）乙；不可靠；如上图；（3）C．
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．
（1）请指出他们在实验中两个错误之处：视线没有平视、温度计的玻璃泡碰到杯底
（2）实验过程中主要观察加热时间、水温的变化．
（3）为了节约能源适当缩短实验时间，可以采取的措施有（写出两种）：减少水量、用温水．
（4）如图（甲）（乙）所示，图乙是水沸腾时的情况．
（5）如表是本实验过程中不同时刻温度记录则该地水的沸点为98℃，当地的大气压小于1标准大气压（填“大于、等于”或“小于”）
| 时间/min | … | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | … |
| 温度/℃ | … | 96 | 97 | 98 | 98 | 98 | 98 | … |
（7）在“观察水的沸腾”实验中，可以看到沸腾现象在液体的同时发生，水在沸腾过程中需要吸热．
| A． | 汽车所受的重力和汽车对地面的压力 | |
| B． | 汽车所受的摩擦力和地面对汽车的支持力 | |
| C． | 汽车所受的重力和汽车的牵引力 | |
| D． | 汽车所受的牵引力和汽车受到的摩擦力 |
如图所示是一条细绳一端系一个小铁块做成的摆，小明用电子表测出了这个摆的周期（摆动一个来回所用的时间）后，想探究摆的周期与什么因素有关．他猜想可能与小铁块的质量有关，还可能与细绳的长短有关．于是他通过改变小铁块的质量和细绳的长度测出摆动30个周期所用的时间，得出如表的实验数据：| 测量值 次数 | 铁块质量（g） | 细绳长度（cm） | 30个周期（s） | 周期（s） |
| 1 | 10 | 50 | 42.0 | 1.4 |
| 2 | 10 | 80 | 54.0 | 1.8 |
| 3 | 20 | 50 | 42.0 | 1.4 |
| 4 | 20 | 80 | 54.0 | 1.8 |
（2）在第1、2次实验中，小明用“保持质量不变，改变细绳长度”方法来探究摆的周期与细绳长度的关系．这种方法是物理学中研究问题常用的控制变量法．
（3）通过比较第l、2次实验的两组数据，得出的实验结论是在摆的质量一定时，摆长越长，周期越大；通过比较第1、3或2、4实验的两组数据，得出的实验结论是：摆的周期与小铁块的质量无关．
（4）通过实验分析，小明得出的实验结论是摆的周期与小铁块的质量无关，与摆长有关．
比较各种情况下这段距离的大小就可以比较不同材料的隔声性能．进行实验后收集到的数据为：
| 材料 | 听不到闹钟指针走动声音时的实际距离/m |
| 泡沫塑料板 | 0.3 |
| 玻璃 | 0.6 |
| 木板 | 0.4 |
| 硬纸板 | 0.5 |
（2）按隔音效果好坏依次排列：泡沫塑料板、木板、硬纸板、玻璃．
（3）本实验中，通过比较听到声音的距离来间接比较音性能，这种研究方法叫做转换法．
（4）请你指出就小明的实验过程的一个不足之处：实验次数太少，实验结论具有偶然性．
小明观察到电风扇、落地灯等都有个大而重的底座，使它们不易翻倒．进而他提出两个猜想：①物体的稳定程度（稳度）可能与物体重心高低有关；②物体的稳度可能与接触面积大小有关．为了验证猜想①，他将三块相同的橡皮泥分别固定在三个相同的圆柱体的底部、中部和顶部，其重心位置如图甲所示，然后小心地推翻圆柱体，观察圆柱体刚好翻倒转过的角度θ（如图乙）并记录在表中．
| 实验次数 | 1 | 2 | 3 |
| 重心高低 | 低 | 中 | 高 |
| 圆柱体刚好翻倒时转过的角度θ | 大 | 较大 | 小 |
| 稳度 | 大 | 较大 | 小 |
（1）圆柱体刚好翻倒时转过的角度θ越小，反映圆柱体的稳度越小（填“大”或“小”）．
（2）分析表中的信息可知：物体的重心越低，其稳度越大．
（3）丙图所示实验表明稳度与支撑面积有关．
（4）依据以上结论：卡车装货物时，应把车中的货物装在下层（填“上”或“下”），可使货物不易翻倒；乘车时，两脚分开（填“分开”或“靠拢”）站得更稳．
| t（min） | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 35 | 45 | 55 | 65 | 80 | 95 | 100 | 125 | 140 |
| T甲（℃） | 80 | 72 | 64 | 59 | 55 | 51 | 50 | 41 | 37[ | 34 | 30 | 26 | 24 | 22 | 21 |
| T乙（℃） | 80 | 65 | 56 | 48 | 43 | 38 | 30 | 28 | 26 | 24 | 22 | 22 | 21 | 21 | 21 |
（2）经过20min后甲保温材料的烧瓶中的水温降低了25℃．
（3）记录数据中有一个最有可能是由于测量记录的疏忽而产生的错误，这个错误的数据是50，其测量数据可能是56．
（4）该实验探究可得出的结论为甲保温性能比较好．
（5）除了采用上述相同时间观察水降低温度来经这两种材料的保温性能．根据表中的数据你还可能采用降低相同的温度，比较所用时间的长短的方法比较两种材料的保温性能．
如图所示，一辆小车在斜面上从静止开始滑下，到达水平面后仍然能向前滑行一段距离，最后静止．同学们经过讨论认为，小车在水平面上滑行的距离S，可能与小车质量m有关，也可能与斜面高度h有关，还可能与斜面的坡度θ有关．现在从中选一个问题进行实验研究：
何玲同学向暖水壶内倒开水时，听到暖水壶竟然“唱起歌”了．刚开始瓶内传出低沉 的轰鸣声，随着水越来越多，声音逐渐变得尖厉．结合声音的三个特性，她认为，声音由低沉变尖厉说明“歌声”的音调越来越高，她又想，一切声音都是由于发声体振动产生的，那么这个声音的发声体是谁呢？到了学校，经过和同学们的讨论，他们提出以下猜想：