Question

12．为了研究影子长度与哪些因素有关，某科学兴趣小组的同学做了如下图的实验：在水平地面上竖直固定一根长杆，长杆上装有一个可以上下移动的点光源A，再在地面上竖立一根短木条（短木条始终低于点光源A）．
（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，测得数据如表：

点光源的高度H/cm	20	30	40	50	60
影子长度L/cm	30	15	10	7.5	6

该科学兴趣小组同学做此实验得出的结论是：当短木条的长度和位置相同时，点光源高度越大，影长越短；
（2）分析上述实验数据还可发现：在点光源逐渐上移过程中，若点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量减少（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）图中S可表示点光源到短木条的距离，如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，应操作：保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置（点光源到短木条的距离S），测量并比较影子长度L的大小．

Answer 1

分析 （1）分析表格中的光源的高度与影子的长度；
（2）分别计算光源每增加10cm后的影子的长度变化量得出结论；
（3）根据要研究的目的，研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，则应利用控制变量法，控制木条的长度和光源的高度不变，改变木条到光源的距离，即改变木条的位置．

解答 解：（1）保持短木条的长度和位置不变，该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动，光源的高度从20cm增加到60cm时，影子的长度从30cm变成了6cm，由此可得出结论：当短木条的长度和位置相同时，点光源高度越大，影长越短；
（2）光源每增加10cm后的影子的变形量分别为15cm；5cm；2.5cm；1.5cm，所以点光源高度的增加量相同，则影子长度L的变化量减小；
（4）要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系，根据控制变量法知，应当保持短木条的长度和点光源的高度不变，改变短木条的位置．
故答案为：（1）点光源高度越大，影长越短；
（2）减少；
（3）短木条的长度和点光源的高度不变，短木条的位置（点光源到短木条的距离S）．

点评 影子是由于光的直线传播而形成的，同一物体影子的长短与光源的照射角度有关，本题利用了控制变量法研究影子的长度与光源的高度、木条与光源的距离的关系．