Question

初中课外实践课上，小明做了个小实验，如图所示，找一个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，将易拉罐的顶部剪去后，蒙上一层塑料薄膜，这样就制成了一个针孔照相机，其实就是小孔成像的实验装置．将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点：
（1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是______（填“实像”或“虚像”）；
其成像的原理是______；
（2）将蜡烛在孔前绕顺时针旋转，则它在塑料薄膜上所成的像是______（选填“顺”或“逆”）时针旋转的；如果易拉罐底部小孔是三角形，则他在半透明纸上看到的像是______ 
A．三角形光斑      B．圆形光斑
C．蜡烛的正立像   D．蜡烛的倒立像
（3）小明想研究像的大小与哪些因素有关，为此他利用自己的器材反复进行观察、试验，如图18由此提出了自己的猜想：
①与物体的大小有关；②与小孔到物体的距离有关；
接着，小明利用下图中的器材进行了实验，其中A是不透明的挡板，中央开有透光的缝隙．测量数据如表所示．

挡板缝隙长/cm	实验次数	挡板与小孔间距/cm	像的大小/cm
6	1	5	6
	2	10	3
	3	15	2
9	4	5	9
	5	10	4.5
	6	15	3
12	7	5	12
	8	10	6
	9	15	4

要验证猜想1，应选择______实验的数据进行比较，实验结论是：______．
分析比较1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）三次实验的数据，可得结论：______．
小明在进行实验评价时，发现受所用器材的限制，上述影响因素还缺少一项，它是______；小明对此因素进行了探究，为此对原有器材进行的改进是______，具体探究步骤为______．

Answer

（1）物体发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，这就是小孔成像．
（2）光线沿直线传播，当蜡烛沿顺时针旋转时，蜡烛上各点发出的光线也沿顺时针旋转，所成的像也沿顺时针旋转；物体经小孔成的像的形状由物体决定，像的形状与物体的形状相同，与孔的形状无关．
（3）根据小明的猜想可知，像的大小可能与物体的大小和小孔到物体的距离有关，所以在探究像的大小可能与物体的大小有关时，必须控制挡板与小孔的距离不变，改变物体的大小；分析实验像的大小与物的大小关系即可得出结论．
（4）分析比较1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）三次实验的数据可知，物体的大小不变，挡板与小孔的距离变大，而像变小，据此得出结论．
（5）小孔成的像不仅与与物体的大小和小孔到物体的距离有关，还与小孔到光屏的距离有关；可以用双筒制成可以移动的光屏，改变小孔到光屏的距离观察光屏上像是否变化即可．
【解析】
（1）蜡烛在塑料薄膜上所成的像是实像，其成像的原理是光的直线传播；
（2）将蜡烛在孔前绕顺时针旋转，则它在塑料薄膜上所成的像是顺时针旋转的；蜡烛经小孔成倒立的实像，像的形状与蜡烛形状相同，像与小孔的形状无关，即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立像．
（3）在探究像的大小可能与物体的大小有关时，必须控制挡板与小孔的距离不变，改变物体的大小，结合表格可知1、4、7 或2、5、8（或 3、6、9 ）符合；
由1、4、7 或2、5、8（或 3、6、9 ）可知，像随物体的增大而增大，故可得结论：物体到小孔的距离一定时，物体越大，所成的像越大．
（4）分析比较1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）三次实验的数据可知，物体的大小不变，挡板与小孔的距离变大，而像变小；故可得结论：当物体大小一定时，物体到小孔距离越大，所成的像越小．
（5）小孔成像的大小还与小孔到光屏的距离有关，我们可以在易拉罐外面包一层厚纸，将塑料薄膜封在纸筒末端，移动纸筒探究，即保持挡板缝隙长和挡板与小孔间距不变，改变易拉罐的长度（塑料薄膜到小孔的距离）进行实验，观察并记录像的大小．
故答案为：（1）实像；光的直线传播；
（2）顺；D；
（3）1、4、7（或2、5、8或3、6、9）；在小孔到物体的距离相同时，像随物体增大而增大；物体大小一定时，像随挡板与小孔间距的增大而减小；塑料薄膜（像）到小孔的距离；
在易拉罐外面包一层厚纸，将塑料薄膜封在纸筒末端，移动纸筒；保持挡板缝隙长和挡板与小孔间距不变，改变易拉罐的长度（塑料薄膜到小孔的距离）进行实验，观察并记录像的大小．