Question

7．學(xué)習(xí)了光的直線傳播知識(shí)后，小明和同學(xué)一起利用生活中的廢舊物品探究小孔成像

（1）小明用硬紙筒制作“針孔照相機(jī)”探究小孔成像，如圖1所示．請(qǐng)?jiān)趫D中畫出小明用“針孔照相機(jī)”看到的蠟燭AB在屏（半透明薄膜）上成的像A′B′；
（2）小明發(fā)現(xiàn)蠟燭和小孔的位置固定后，移動(dòng)內(nèi)筒改變半透明薄膜離小孔的距離，像的大小會(huì)發(fā)生改變，于是他測出了小孔到半透明薄膜的距離不同時(shí)像的高度，填在表格中：

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

從數(shù)據(jù)可以看出：當(dāng)蠟燭和小孔的距離保持不變時(shí)，半透明薄膜離小孔越遠(yuǎn)，像越大（選填：“大”或“小”）；根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)一步判斷：當(dāng)半透明薄膜距小孔12cm時(shí)，像的高度是6cm．
（3）小華用一次性杯子和半透明薄膜也做了一個(gè)“針孔照相機(jī)”，他在一次性杯子的底部用針戳了一個(gè)小孔，在杯口蒙上一層半透明薄膜．小華在明亮的實(shí)驗(yàn)室用這個(gè)“針孔照相機(jī)”來觀察蠟燭通過小孔所成的像，圖2中觀察方法正確的是A．（選填：“A”或“B”）
（4）小華采用正確的觀察方法，發(fā)現(xiàn)實(shí)際觀察時(shí)，無論如何調(diào)節(jié)孔到蠟燭的距離，半透明薄膜上蠟燭的像不容易看清，你能幫她想個(gè)可行的辦法解決這一問題嗎？關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室的燈．
（5）小華在另一個(gè)一次性杯子底部挖了一個(gè)小三角形的小孔，繼續(xù)觀察同一個(gè)蠟燭，發(fā)現(xiàn)在半透明薄膜上的像的形狀沒有（選填：“有”或“沒有”）變化．

Answer 1

分析 （1）小孔成像的原理是光的直線傳播，小孔所成的像一定是倒立的實(shí)像，至于成像的大小取決于像到小孔的距離．據(jù)此畫出光路圖來即可．
（2）從圖象中可以看出：當(dāng)蠟燭和小孔的距離保持不變時(shí)，當(dāng)像離小孔越遠(yuǎn)，像的大小是變大的；
（3）針孔照相機(jī)是利用光的直線傳播形成的倒立實(shí)像，成在半透明薄膜上；
（4）物體射出的光線對(duì)人眼刺激越強(qiáng)，人眼感覺物體越亮，物體經(jīng)過平面鏡反射，反射光線進(jìn)入人眼的光線越多，人眼感到物體的像越亮．在比較亮的環(huán)境中，很多物體射出光都對(duì)眼睛有刺激，干擾人的視線．
（5）在小孔成像現(xiàn)象中，物體經(jīng)小孔成的像的形狀由物體決定，像的形狀與物體的形狀相同，與孔的形狀無關(guān)．

解答 解：（1）由于小孔成像是據(jù)光的直線傳播的原理形成的，所以據(jù)光的直線傳播的特點(diǎn)畫出即可，見下圖：

（2）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)，像越大，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(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式為h=$\frac{1}{2}$（或S=2h）；當(dāng)半透明紙距小孔12cm時(shí)，像的高度是6cm；
（3）如圖，用簡易針孔照相機(jī)觀察窗外景物時(shí)，孔對(duì)著窗外，光線從小孔直射入“相機(jī)”，在半透明薄膜上成倒立的實(shí)像，故正確的觀察像的方法是A，眼睛緊貼在薄膜上看不清圖象．
（4）在比較明亮的環(huán)境中，很多物體都在射出光線，干擾人的視線，在較黑暗的環(huán)境中，蠟燭是最亮的，蠟燭射向平面鏡的光線最多，反射光線最多，進(jìn)入人眼的光線最多，感覺蠟燭的像最亮．所以可以關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室的燈在最比較黑暗的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（5）若只將小圓孔改為三角形小孔，則像的形狀不變，只與物體的形狀有關(guān)，和小孔的形狀無關(guān)．
故答案為：（1）見上圖；
（2）大；6；
（3）A；
（4）關(guān)閉實(shí)驗(yàn)室的燈；
（5）沒有．

點(diǎn)評(píng) 本題利用了光沿直線傳播作圖：小孔成的像是倒立的像，像的大小和物體與小孔的距離、小孔到光屏的距離有關(guān)．