Question

為了研究影子長(zhǎng)度與哪些因素有關(guān)，某科學(xué)興趣小組的同學(xué)做了以下猜想：
①影子長(zhǎng)度可能與物體離光源的遠(yuǎn)近有關(guān)②影子長(zhǎng)度可能與光源的高度有關(guān)③影子長(zhǎng)度可能與物體高度有關(guān)。
于是同學(xué)們開(kāi)始設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖：在水平地面上豎直固定一根長(zhǎng)桿，長(zhǎng)桿上裝有一個(gè)可以上下移動(dòng)的點(diǎn)光源A，再在地面上豎立一根短木條(短木條始終低于點(diǎn)光源A)。（4分）

(1)保持短木條的長(zhǎng)度和位置不變，該同學(xué)將點(diǎn)光源A從圖示位置逐漸向上移動(dòng)，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表：

點(diǎn)光源的高度H/cm	20	30	40	50	60
影子長(zhǎng)度L/cm	30	15	10	7.5	6

 
該科學(xué)興趣小組同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)，想要驗(yàn)證的假設(shè)是        （填猜想序號(hào)）
（2）分析上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可：在點(diǎn)光源逐漸上移過(guò)程中，若點(diǎn)光源高度的增加量相同，則影子長(zhǎng)度L的變化量      (選填“增大”、“減小”或“不變”)
(3)圖中S可表示點(diǎn)光源到短木條的距離，如果要研究影子長(zhǎng)度L與點(diǎn)光源到短木條的距離S的關(guān)系，具體操作是：保持                 不變，改變                            。（兩空同時(shí)答對(duì)才可得分）

Answer 1

（1）2（2）減�。�3）點(diǎn)光源高度H、點(diǎn)光源到短木條的距離s

試題分析：（1）表中所述的兩個(gè)物理量是點(diǎn)光源的高度H和影子長(zhǎng)度L，這就說(shuō)明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在研究點(diǎn)光源離地面的高度H與影長(zhǎng)L的關(guān)系�！。�2）先要從題中分析出影子的變化是保持短木條的長(zhǎng)度和位置不變的條件下，改變了點(diǎn)光源A離地面的高度H，如圖所示，當(dāng)H增大時(shí)，點(diǎn)光源射出的光線與長(zhǎng)桿的夾角變小，短木條的影子L變短，從表中的數(shù)據(jù)同樣可以看出，當(dāng)H增大時(shí)，L變小，L的變化量在表中第一次30cm－15cm＝15cm，第二次15cm－10cm＝5cm，第三次10cm－7．5cm＝2．5cm，第四次7．5cm－6cm＝1．5cm，是在逐漸變小的。

（3）當(dāng)短木條的長(zhǎng)度不變，改變短木條到光源的位置，如圖所示，這時(shí)點(diǎn)光源離地面的高度H不變，短木條自身的長(zhǎng)度為h，它的影子長(zhǎng)度L，點(diǎn)光源到短木條的距離s，利用相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例，可得到的關(guān)系式，從式中可得L與s成正比。

點(diǎn)評(píng)：本題是用數(shù)學(xué)方法處理物理問(wèn)題。題中所用的物理知識(shí)是光的直線傳播，當(dāng)光照到不透明的物體上時(shí)，在物體后面形成物體的影，影長(zhǎng)和光線與豎直方向的夾角有關(guān)。求解本題的關(guān)鍵在于能根據(jù)題中所給的條件，找出控制的量和變化的量，然后根據(jù)相似三角形中的幾何關(guān)系去分析問(wèn)題。