Question

晴天正午，小明與同學從樹蔭下走過時，發現地面上有許多大小、形狀不同的光斑，如圖所示，光斑的形狀與什么要素有關呢？光斑又是如何形成的呢？對此他們馬上進行了探究，他們猜想光斑的形狀：
a．與樹葉形狀有關，光斑是樹葉的影子
b．與樹葉間空隙形狀有關；
c．與樹葉間空隙大小有關．
（1）根據所學知識，可確定猜想a是______（選填“合理”或“不合理”）的；
（2）為了進行探究，他們制作了甲、乙、丙、丁四個帶孔的卡片，如圖所示，其中甲、乙卡片中小孔的尺寸均為3mm，甲、丙、丁卡片中的大孔的尺寸均為2cm，且丙、丁卡片中大孔尺寸相同，在進行探究時，他們在地上鋪上一張白紙，把帶孔的卡片置于上方，讓太陽光通過卡片上的孔，觀察紙面上出現的光斑形狀．

若讓你在甲、乙、丙、丁四張卡片中選擇一張卡片用來驗證光斑的形狀與樹葉間空隙形狀無關，你選用______卡片；
在探究光斑形狀與樹葉間空隙大小是否有關時，小明選用甲卡片進行實驗探究，發現白紙上得到四個圓形光斑，由此得出光斑的形狀與樹葉間空隙大小無關的結論，這結論______（選填“可靠”或“不可靠”），若由你進行探究，你將如何設計帶孔的卡片？請在虛線框內畫出孔的形狀．

（3）通過探究，他們得到了以下結論，其中錯誤的是______．
A．通過小孔形成的圓形光斑是像，通過大孔形成的光斑不是像；
B．小孔形成的光斑與小孔的形狀無關，大孔形成的光斑與大孔的形狀有關；
C．小孔和大孔所形成的光斑，其大小均與孔到地面的距離有關；
D．不管光斑是不是像，它們都是由光的直線傳播形成的．

Answer 1

（1）猜想a是光斑是樹葉的影子，因為光斑是小孔成像現象，不是影子，所以不合理．
（2）①根據控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關”時，保持樹葉間空隙大小不變，改變孔的形狀，觀察光斑的形狀，所以符合這一條件的是乙卡片；
②小明選用甲卡片進行實驗探究，而甲卡片孔的形狀相同，孔的大小改變，根據控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關”時，保持樹葉間空隙大小不變，改變孔的形狀，所以由此得出的結論是不可靠．
③根據控制變量法可知：驗證“光斑的形狀與樹葉間空隙形狀（即孔的形狀）有關”時，保持樹葉間空隙大小不變，孔的形狀不同，所以設計的帶孔的卡片如圖：

（3）圖1實驗說明：在光屏與小孔的距離相同的條件下，
如果孔較小，通過孔形成的光斑是小孔成像現象，光斑形狀與孔的形狀無關；
如果孔太大，通過孔形成的光斑不再是小孔成像現象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關；
圖2與圖3實驗說明：在孔的形狀一定的條件下，
如果光屏與小孔的距離較近，通過孔形成的光斑不再是小孔成像現象，而是影子的原因，則光斑形狀與孔的形狀有關；
如果光屏與小孔的距離較遠時，通過孔形成的光斑屬于小孔成像現象，光斑形狀與孔的形狀無關；
由上可知：A、B、D正確；
小孔所形成的光斑，其大小與孔到地面的距離有關；大孔所形成的光斑，其大小與孔到地面的距離無關；故C選項錯．
故答案為：（1）不合理；（2）乙；不可靠；如上圖；（3）C．