Question

16．學習了光學知識后，小桐和小朵想自己探究小孔成像現(xiàn)象．如圖1所示，她們給兩個空罐的底部中央分別打上一個圓孔和一個方孔，再用兩片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，分別將小孔對著燭焰和燈絲，可以看到燭焰和燈絲通過小孔所成的像．
（1）甲圖中點燃的蠟燭距小孔a，像距小孔b（a＞b），則半透明膜上的像是C．
A．倒立、放大的虛像     B．正立、縮小的虛像
C．倒立、縮小的實像     D．正立、放大的實像

（2）由甲、乙兩圖可知實驗是在研究小孔成像與孔的形狀的關系．
（3）分析比較乙丙兩圖，可以得出小孔成像與物體的形狀有關；
（4）該實驗說明小孔成像的原理是在同種均勻介質中沿直線傳播．請在圖2中畫圖解釋蠟燭AB在屏上所成A′B′像的原因．
（5）2009年夏季，中國出現(xiàn)了日食奇觀．若小華借助小孔成像實驗裝置對“”形太陽進行觀察，如圖3所示，則在圖4中，她在半透明光屏上看到像的形狀是B

（6）①小朵發(fā)現(xiàn)蠟燭和小孔的位置固定后，像離小孔越遠，像就越大．她測出了不同距離時像的高度，填在表格中．請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在圖5中作出像的高度h隨像到小孔的距離s變化的圖線．根據(jù)表中的數(shù)據(jù)及描繪的圖線可得到：蠟燭和小孔的位置固定后，像的高度h與像到小孔的距離S關系的數(shù)學表達式為S=2h．

像的高度h/cm	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
像到小孔的距離S/cm	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0

②如圖6所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只將蠟燭AB由甲位置移到乙位置，可觀察到屏上蠟燭的像  變小（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（7）晴天的正午時分，走在宜興森林公園茂密的樟樹林下，你會看到陽光透過樹葉的縫隙而在地上留下許多大小不同的圓形光斑（如圖7所示），這是太陽選填“太陽”、“樹葉的縫隙”或“樹葉”）的像（選填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是縫隙到地面的距離不同．

Answer 1

分析 根據(jù)以下內容答題：
（1）蠟燭發(fā)出的光在空氣中沿直線傳播，經(jīng)過小孔射在半透明紙上，從而形成一個倒立的燭焰的像；
（2）找出甲乙中相同的量和不同的量，分析研究小孔成像與變化量間的關系；
（3）研究小孔成像與物體的形狀有關，控制其它因素相同，只改變物體的形狀，據(jù)此回答；
（4）小孔成像的原理是光沿直線傳播；
（5）根據(jù)小孔成像的原理作答；
（6）根據(jù)表格中像的高度和像到小孔的距離，在圖中描點作圖；同時能看出它們間的具體關系式．
（7）根據(jù)小孔成像的特點分析．

解答 解：（1）小孔成像成的是一個倒立的像，像是由實際光線會聚而成的，是實像．
（2）甲乙兩圖中，物體（蠟燭焰）形狀相同，物體到小孔的距離相同，像距相同，而小孔的形狀不同，所成的像形狀相同，所以，由甲、乙兩圖可知實驗是在研究小孔成像與小孔形狀的關系；
（3）研究小孔成像與物體的形狀有關，控制物體到小孔的距離、像距、小孔的形狀相同，只改變物體的形狀，所以，應分析比較乙、丙兩圖，因成像形狀不同，所以得出的結論是：小孔成像與物體的形狀有關．
（4）三個實驗都表明，物體發(fā)出的沿直線傳播的光，經(jīng)過小孔后在后面的屏上形成物體的像，即小孔成像，證明了光是沿直線傳播的；蠟燭AB在屏上所成A′B′像的原因是由光的直線傳播形成的，如圖：
；
（5）根據(jù)小孔成像成像的原理：光是沿直線傳播的，所以成的像是上下顛倒、左右顛倒的，故選B；
（6）①據(jù)表格中的數(shù)據(jù)不難看出，蠟燭和小孔的位置固定后，像的高度h與像到小孔的距離S關系的數(shù)學表達式為S=2h；再據(jù)描點連線的方法做出對應的圖即可：

②如圖所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只將蠟燭AB由甲位置移到乙位置，據(jù)光的直線傳播可知，屏上蠟燭的像將變小，同時像距也變�。�
（7）光斑是太陽通過樹葉間的小孔所成的像，由于樹葉縫隙到地面的距離（或樹葉縫隙的高度）不同，使得光斑大小不同．
故答案為：（1）C；（2）孔的形狀；（3）乙丙；（4）在同種均勻介質中沿直線傳播；圖略；（5）B；（6）S=2h；如圖；變小；（7）太陽；像；縫隙到地面的距離不同．

點評 知道小孔成像的原因和特點，并熟悉成像的大小取決于像到小孔的距離是解決該題的關鍵．