第三章光现象综合实践活动2023-2024学年苏科版物理八年级上册（含
答案）
>研学案
学校：设计教师：设计时间：
【课题】
>
【教学目标】
1.通过仔细观察树荫下的光斑，描述观察到的现象，积极思考，发现并提出可探究的问题培养在对自然现象的观察中发现问题意识和能力。
2.体验探究树荫下光斑的过程，能针对问题提出猜想，设计简单实验，有控制变量的意识并能用已学知识论证结果。
【教学重点】
探究树荫下光斑的过程
【教学难点】
探究过程的设计
【教法学法】
观察法、实验法、科学探究法等
【教学器材】
有不同孔的卡片、光屏、照相机、直尺
【教学过程】
一、新课导入
由“①小孔成像的原理是什么？②小孔成像中所成像是什么性质？”两个问题引出新问题。
二、探究过程（活动方案）
发现问题：晴天的正午，从树荫下走过，你会看到地面上有一些光斑，如图所示
仔细观察可以发现，有些光斑形状不规则，还有一些光斑是圆形的，这些圆形光斑的亮度较暗。那么树荫下的光斑的形状和亮度与哪些因素有关呢？
提出猜想：
光斑的形状与树叶间的缝隙的形状有关。
光斑的形状与树叶间缝隙的大小有关。
光斑的形状与树叶间的缝隙到地面的距离有关。
光斑的亮度与树叶间缝隙的大小有关。
设计实验
在卡片制作不同形状、不同大小的孔。卡片1带有孔的尺寸都为1cm 的四个小孔（正方形、三角形、菱形、圆形），卡片2带有孔的尺寸都为3mm的四个小孔（正方形、三角形、菱形、圆形），卡片3带有一个孔的尺寸为3mm的正方形小孔，卡片4带有三个孔的尺寸依次为1mm、2mm、3mm的正方形小孔。
收集证据
针对猜想1和2进行探究，控制孔到地面的距离一定，让太阳光透过大小相近（孔的尺寸较大），形状不同的卡片1上的四个透光孔，观察光斑的形状和亮度。拍照并进行记录。
小孔的形状正方形三角形菱形圆形
光斑的形状正方形三角形菱形圆形
光斑的亮度通过四个小孔的光斑的亮度基本相同，均较亮
注：孔的尺寸都为1cm，置于白纸上方1m处
表1
控制孔到地面的距离一定，让太阳光透过大小相近（孔的尺寸较小），形状不同的卡片2上的四个透光孔，观察光斑的形状和亮度。拍照并进行记录。
表2
小孔的形状正方形三角形菱形圆形
光斑的形状圆形圆形圆形圆形
光斑的亮度通过四个小孔的光斑的亮度基本相同，均较暗
注：孔的尺寸都为3mm，置于白纸上方1m处
控制孔的大小、形状不变，改变孔到地面的距离，让太阳光透过卡片3上孔的尺寸为3mm的正方形小孔，观察光斑的形状和亮度。拍照并记录
表3
孔到地面的距离1m 0.5m 0.1m
光斑的形状圆形近似正方形正方形
光斑的亮度光斑的亮度基本相同，均较暗
注：小孔形状均为正方形，孔的尺寸为3mm，置于白纸上方1m处逐渐靠近地面
控制孔到地面的距离一定，让太阳光透过大小不同，形状相同的卡片4上的透光孔，观察光斑的形状和亮度。拍照片并进行记录。
小孔的尺寸3mm 2mm 1mm
光斑的形状圆形较暗，近似圆形很暗，看不清形状
光斑的亮度随着孔的尺寸的减小，光斑的亮度逐渐变暗
注：小孔形状均为正方形，孔的尺寸依次为3mm、2mm、1mm，置于白纸上方1m处
表4
分析论证
表1初步结论：光斑形状与孔的形状相似。
表2初步结论：光斑形状近似为圆形。
表1和表2综合结论：光斑的形状是由孔的大小决定的。通过小孔形成的光斑与孔的形状无关，通过大孔形成的光斑是由于卡片不透光部分在光屏上形成了影子。光斑的亮度是由孔的大小决定的，通过小孔形成的光斑由于进光量的减少而使像变暗。
表3初步结论：距离光屏越近，光斑形状与孔的形状越相似。
表4初步结论：小孔成像并非孔越小越好，因为像太暗，看不清。表3和表4综合结论：光斑的形状与小孔到地面的距离有关。当小孔
到地面的距离较小时，光屏上出现的是与小孔形状相同的光斑；当距离足够大时大孔所形成的亮斑也为圆形。光斑的亮度是由孔的大小决定的。
交流与小结
总体结论：由于太阳到地球的距离无法改变，所以树荫下的光斑形状和亮度主要受到两个因素影响，即树叶间缝隙的大小和树叶间缝隙到地面的距离。不管光斑是不是像，都是由于光沿直线传播形成的。
三、课后作业；
1.如图1所示为“小孔成像”的示意图，该现象可以用_________来解释；若小孔与火焰和光屏的距离分别为1m和2m，火焰正对小孔的横切面积S，则火焰在光屏上像的面积为_____。
(
图1
)
2.2023月5月21日早晨，台州地区天空出现了难得一见的日偏食景象（如图2）。此时，小明同学将太阳光垂直照射在纸板一个很小的“△”形孔上，那么在地面形成的光斑是（）
(
图2
)
A.“△”形B．形C．“○”方形D．“△”形
3.下表是小明同学在卡片上挖孔所做的研究太阳的小孔出现实验记
录。小明和他的同学分析下表的结果，得出一些结论，请你帮他补充完整。
小孔的形状□ ○ △
小孔的尺寸/ｍｍ1 5 10 1 5 10 1 5 10
地面光斑形状小孔距地10cm □ □ □ ○ ○ ○ △ △ △
小孔距地20cm ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △
小孔距地40cm ○ □ □ ○ ○ ○ ○ △ △
小孔距地80cm ○ ○ □ ○ ○ ○ ○ ○ △
小孔距地120cm ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
小孔距地200cm ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
(1)小孔成像是由于______形成的．
（2）由于太阳距我们很远，到达地面的光线几乎平行，所以，当小孔到地面的距离足够小时，地面上的光斑与小孔的形状是一致的，这不是太阳的像．要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越______ （填“大”或“小”），地面上就越容易得到太阳的像．
（3）小明另使用形状为“△”的小孔来研究太阳的小孔成像，当小孔距地面40cm时，地面上的光斑为“△”，则小孔距地面10cm时，地面上的光斑形状为______：
A．○ B．△ C．□ D．△
(4）如上表所示，当小孔的尺寸为5mm，小孔距地80cm时，用一张卡片覆盖在△孔上（相当于把孔变小），遮住孔的一部分，让太阳光透
