Question

学习了光学知识后，小桐和小朵想自己探究小孔成像现象。如图1所示，她们给两个空罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔，再用两片半透明的塑料膜蒙在空罐的口上，分别将小孔对着烛焰和灯丝，可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像。

（1）甲图中点燃的蜡烛距小孔a，像距小孔b（a>b），则半透明膜上的像是    ．

A．倒立、放大的虚像     B．正立、缩小的虚像

C．倒立、缩小的实像     D．正立、放大的实像

（2）由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与    的关系。

（3）分析比较    两图，可以得出小孔成像与物体的形状有关；

（4）该实验说明小孔成像的原理是    ．请在图a中画图解释蜡烛AB在屏上所成A′B′像的原因．

（5）2009年夏季，中国出现了日食奇观．若小华借助小孔成像实验装置对“”形太阳进行观察，如图b所示，则在下图中，她在半透明光屏上看到像的形状是

（6）①小朵发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大。她测出了不同距离时像的高度，填在表格中。请根据表格中的数据，在图c中作出像的高度h随像到小孔的距离s变化的图线。根据表中的数据及描绘的图线可得到：蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S关系的数学表达式为    ．

②如图d所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只将蜡烛AB由甲位置移到乙位置，可观察到屏上蜡烛的像    （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（7）晴天的正午时分，走在宜兴森林公园茂密的樟树林下，你会看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑（如图e所示），这是    选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）的    （选填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是    。

Answer

（1）C；（2）孔的形状；（3）甲、丙（或乙丙）；（4）光的直线传播；图见解析（5）C；h=0．5s（6）变大（7）太阳 缝隙到地面的距离不同

【解析】

试题分析：（1）小孔成像成的是一个倒立的像，像是由实际光线会聚而成的，是实像；像到小孔光的距离b小于蜡烛到小孔的距离a，所成的像是缩小的像，故选C；

（2）甲乙两图中，物体（蜡烛焰）形状相同，物体到小孔的距离相同，像距相同，而小孔的形状不同，所成的像形状相同，所以，由甲、乙两图可知实验是在研究小孔成像与小孔形状的关系；

（3）研究小孔成像与物体的形状有关，控制物体到小孔的距离、像距、小孔的形状相同，只改变物体的形状，所以，应分析比较 甲、丙两图，因成像形状不同，所以得出的结论是：小孔成像与物体的形状有关；（4）三个实验都表明，物体发出的沿直线传播的光，经过小孔后在后面的屏上形成物体的像，即小孔成像，证明了光是沿直线传播的；

由于小孔成像是据光的直线传播的原理形成的，所以据光的直线传播的特点画出即可，见下图

（5）根据小孔成像成像的原理：光是沿直线传播的，所以成的像是上下颠倒、左右颠倒的，故选C；

（6）①据表格中的数据不难看出，蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S关系的数学表达式为h=0．5S（或S=2h）；再据描点连线的方法做出对应的图即可，答案见下图；

②如图d所示，小孔的位置和屏的位置固定后，只将蜡烛AB由甲位置移到乙位置，据光的直线传播可知，屏上蜡烛的像将变小，同时像距也变小；

（7）光斑是太阳通过树叶间的小孔所成的像，由于树叶缝隙到地面的距离（或树叶缝隙的高度）不同，使得光斑大小不同。

考点：光学实验设计与探究；光在均匀介质中直线传播；光直线传播的应用