Question

學(xué)習(xí)了光學(xué)知識(shí)后，愛(ài)動(dòng)腦筋的小桐和小朵想自己探究小孔成像現(xiàn)象．如圖所示，她們給兩個(gè)空罐的底部中央分別打上一個(gè)圓孔和一個(gè)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(duì)著燭焰和燈絲，可以看到燭焰和燈絲通過(guò)小孔所成的像．
（1）分析比較甲、乙兩圖，可以得出怎樣的結(jié)論？

物體通過(guò)小孔所成的像與孔的形狀無(wú)關(guān)

．
（2）分析比較甲、丙兩圖，可以得出怎樣的結(jié)論？

所成的像的形狀由物體的形狀決定

．
（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以看到燭焰和燈絲在塑料膜上成的都是

倒立

（選填“正立”或“倒立”）的實(shí)像，說(shuō)明小孔成像的原理是

光的直線(xiàn)傳播

．
（4）她們還發(fā)現(xiàn)蠟燭和小孔的位置固定后，像離小孔越遠(yuǎn)，像就越大．他測(cè)出了不同距離時(shí)像的高度，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填在了表格中，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可以得到的結(jié)論是：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成

正比

（選填“正比”或“反比”）

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

（5）她們知道樹(shù)蔭下的圓形光斑就是太陽(yáng)通過(guò)樹(shù)葉間的小孔在地面上成的像，于是測(cè)出了某一個(gè)光斑的直徑為1.4cm，光斑到小孔的距離為1.5m，從書(shū)上查到太陽(yáng)到地球的距離為1.5×10¹¹m，由此可以估算出太陽(yáng)的直徑為

1.4×10⁹m．

．

Answer 1

分析：（1）比較甲、乙兩圖象的形狀可知，小孔成像與小孔的形狀是否有關(guān)；
（2）比較甲、丙兩圖象的形狀可知，小孔成像與物體的形狀是否有關(guān)；
（3）通過(guò)觀(guān)察像的情況可知像的性質(zhì)；
（4）算出表格中像的高度和像到小孔的距離的比值，可以看出比值是一個(gè)定值，由此得出像的高度和像到小孔的距離成正比．
（5）根據(jù)像的直徑和像到小孔的距離的比值等于物體的直徑和物體到小孔的距離的比值，列式求解．

解答：解：（1）在甲圖和乙圖中不同的是孔的形狀，但所成的像相同．故小孔成像（的形狀）與小孔的形狀無(wú)關(guān)．
（2）在甲圖和丙圖中不同的是物體的形狀，所成的像也不同．故小孔成像（的形狀）與物體的形狀由物體的形狀決定．
（3）觀(guān)察三次成像可知：所成的像是倒立的，說(shuō)明小孔成像的原理是光沿直線(xiàn)傳播．
（4）由表格上的數(shù)據(jù)可知，像的高度隨像到小孔距離的增大而增大，求出像的高度和像到小孔距離的比值，可以發(fā)現(xiàn)比值是一個(gè)定值．所以像的高度h與像到小孔的距離S成正比．
（5）光斑的直徑與光斑到小孔的距離的比值是一個(gè)定值．根據(jù)光線(xiàn)傳播的可逆性可知：太陽(yáng)直徑和太陽(yáng)與小孔之間的距離的比值是一個(gè)定值，且和光斑的直徑與光斑到小孔的距離的比值相等．
太陽(yáng)的直徑：d=

1.4cm

1.5m

×1.5×10¹¹m=1.4×10¹¹cm=1.4×10⁹m．
故答案為：（1）物體通過(guò)小孔所成的像與孔的形狀無(wú)關(guān)；（2）所成的像的形狀由物體的形狀決定；（3）倒立；光的直線(xiàn)傳播；（4）正比；（5）1.4×10⁹m．

點(diǎn)評(píng)：此題考查的是小孔成像的特點(diǎn)，以及像物大小關(guān)系的判斷；第四問(wèn)和第五問(wèn)是難點(diǎn)，要用物體所成像的直徑和像到小孔距離的比值是一個(gè)定值來(lái)解答．是一道比較難的題目．
認(rèn)真審題，仔細(xì)觀(guān)察，從題干中得到有用的信息，是解題的關(guān)鍵；解題時(shí)注意控制變量法的應(yīng)用．