Question

15．小明同學(xué)用易拉罐做小孔成像實(shí)驗(yàn)，他用釘子在易拉罐底部中央戳了個(gè)三角形的小孔．

（1）小明把易拉罐正對(duì)著點(diǎn)燃的蠟燭（如圖1所示），則在半透明紙上會(huì)看到蠟燭的倒立（選填“正立”或“倒立”）的像，這現(xiàn)象可用光的直線傳播知識(shí)解釋?zhuān)?br />（2）小明實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)小孔成像的大小會(huì)變化，于是他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究小孔所成像的大小與哪些因素有關(guān)．他猜想所成像的大小可能與蠟燭到小孔的距離、物體的高度以及像到小孔的距離有關(guān)．于是他用同一支蠟燭實(shí)驗(yàn)，且保持蠟燭到小孔的距離不變，在多次改變小孔到半透明紙之間的距離時(shí)，他測(cè)出了像的高度（見(jiàn)下表）．

小孔到半透明紙的距離s/cm	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0
像的高度h/cm	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0

請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2中畫(huà)出h與s的關(guān)系圖象．
（3）從圖象中可以看出：當(dāng)蠟燭和小孔的距離保持不變時(shí)，半透明紙離小孔越遠(yuǎn)，所成的像越大．
（4）請(qǐng)你根據(jù)有關(guān)結(jié)論判斷：當(dāng)半透明紙距小孔12cm時(shí)，像的高度是6cm．
（5）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，小明得到了正確的結(jié)論后很高興．但他又想，像的大小會(huì)不會(huì)跟蠟燭離小孔的距離有關(guān)呢？在設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)小明應(yīng)注意控制蠟燭的高度、小孔到半透明紙的距離不變．

Answer 1

分析 （1）蠟燭發(fā)出的光在空氣中沿直線傳播，經(jīng)過(guò)小孔射在半透明紙上，從而形成一個(gè)倒立的燭焰的像．
（2）圖象的橫坐標(biāo)代表小孔到半透明紙的距離，縱坐標(biāo)代表像的高度，利用描點(diǎn)法就能夠畫(huà)出圖象．
（3）分析圖象，發(fā)現(xiàn)蠟燭到小孔的距離不變時(shí)，小孔到半透明紙之間的距離與像的高度的關(guān)系．
（4）由表中數(shù)據(jù)可以看出：在蠟燭到小孔的距離不變時(shí)，小孔到半透明紙之間的距離是像的高度的二倍．
（5）小孔成像中，像的大小與蠟燭的大小、蠟燭到小孔的距離、小孔到半透明紙的距離有關(guān)，研究與其中某一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，采用控制變量法的思想．

解答 解：（1）小孔成像原理是光的直線傳播現(xiàn)象，蠟燭上部的光線通過(guò)小孔后，射到了光屏的下部；蠟燭下部的光線通過(guò)小孔后，射到了光屏的上部，因此通過(guò)小孔后所成的像是倒立的像．
（2）橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)小孔到半透明紙的距離，縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)像的高度，利用描點(diǎn)法繪出圖象如下：

（3）從圖象中可以看出：當(dāng)蠟燭和小孔的距離保持不變時(shí)，半透明紙離小孔越遠(yuǎn)，所成的像越大．
（4）由表中數(shù)據(jù)可以得出，在蠟燭到小孔的距離不變時(shí)，小孔到半透明紙之間的距離是像的高度的二倍，因此當(dāng)半透明紙距小孔12cm時(shí)，像的高度是6cm．
（5）根據(jù)控制變量法的思想，小明在探究像的大小會(huì)不會(huì)跟蠟燭離小孔的距離有關(guān)時(shí)，應(yīng)該控制蠟燭的高度和小孔到半透明紙的距離不變．
故答案為：（1）倒立；直線傳播；
（2）如上圖；
（3）大；
（4）6；
（5）蠟燭的高度；小孔到半透明紙的距離．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了小孔成像實(shí)驗(yàn)的探究，考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，是新課標(biāo)考查的重點(diǎn)．