Question

1．小明与同学们在树荫下玩耍时发现：地上有许多圆形的和非圆形的光斑．小强认为：小孔成的是太阳的像，应该是圆形的，怎么会出现非圆形的呢？小星猜想；非圆形的光斑可能是由于小孔太大造成的；小明猜想：非圆形的光斑可能是由于小孔离地面太近造成的．为此他们进行了下列实验：①在卡片纸上挖一方形小孔，在地面上放一白纸作为光屏；让太阳光穿过小孔，移动卡片纸，在光屏上形成圆形光斑；测出卡片纸离光屏的距离为s；  ②让卡片纸逐渐靠近光屏，发现像由圆形慢慢变成方形；③保持卡片纸离光屏的距离s不变，逐渐增大方形孔，发现像由圆形慢慢变成方形．
（1）通过以上探究证实了两人（小星/小明/两人）的猜想是正确的．
（2）小明通过进一步实验发现：当小方孔的边长一定时，若卡片纸到地面的距离大于某一个值 （通常称为临界值） 时，光斑是圆形；而当卡片纸到地面的距离小于临界值时，光斑开始变成方形，且通过实验收集了上表所示数据．通过数据分析可知：临界值s和小方孔的边长a之间的数量关系为200a²，如果小方孔的边长为1.0cm，则卡片纸到地面的距离至少为200cm时才能看到圆形的光斑．

小方孔的边长a/cm	0.2	0.4	0.6	0.8
临界值s/cm	8	32	72	128

（3）如果他们采用“”形状的光源进行实验，则光屏上所出现的像的形状是C

Answer 1

分析 （1）根据实验控制的变量分析实验步骤，然后得出结论．
（2）分析表中实验数据，找出s与a的关系，然后分析答题．
（3）小孔成像是光的直线传播现象；物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的像．

解答 解：（1）由实验步骤可知，该实验应用了控制变量法，探究电流与电压、电阻关系实验也应用了控制变量法．
②保持孔的大小与形状不变，让卡片纸逐渐靠近光屏，发现像由圆形慢慢变成方形，说明光斑的形状与孔到光屏的距离有关，说明小明的猜想是正确的；
③保持卡片纸离光屏的距离s不变，逐渐增大方形孔，发现像由圆形慢慢变成方形，说明光斑的形状与孔的大小有关，证明小星的猜想是正确的；
由以上分析可知，小明与小星两人的猜想都是正确的；
（2）由表中实验数据可知，a变为原来的2、3、4倍时，s变为原来的：4、9、16倍，说明s与a的平方成正比，设s=ka²，将a=0.2cm、s=8cm代入解得：k=200/cm，
则临界值s和小方孔的边长a之间的数量关系为s=200a²；如果小方孔的边长为1.0cm，s的临界值：s=200a²=200/cm×（1.0cm）²=200cm，
则卡片纸到地面的距离至少为200cm时才能看到圆形的光斑；
（3）由小孔成像的特点可知日偏食经小孔成的像的缺口正好在日偏食缺口的对称，所以选项C符合题意；
故答案为：（1）两人；（2）200a²；200；（3）C．

点评 本题考查了实验数据、实验现象分析，实验应用了控制变量法，应用控制变量法分析实验步骤与实验数据即可正确解题．