Question

15．小明同学用易拉罐做小孔成像实验，他用钉子在易拉罐底部中央戳了个三角形的小孔．

（1）小明把易拉罐正对着点燃的蜡烛（如图1所示），则在半透明纸上会看到蜡烛的倒立（选填“正立”或“倒立”）的像，这现象可用光的直线传播知识解释．
（2）小明实验时发现小孔成像的大小会变化，于是他设计实验探究小孔所成像的大小与哪些因素有关．他猜想所成像的大小可能与蜡烛到小孔的距离、物体的高度以及像到小孔的距离有关．于是他用同一支蜡烛实验，且保持蜡烛到小孔的距离不变，在多次改变小孔到半透明纸之间的距离时，他测出了像的高度（见下表）．

小孔到半透明纸的距离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

请你根据表中的数据在图2中画出h与s的关系图象．
（3）从图象中可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，所成的像越大．
（4）请你根据有关结论判断：当半透明纸距小孔12cm时，像的高度是6cm．
（5）通过实验，小明得到了正确的结论后很高兴．但他又想，像的大小会不会跟蜡烛离小孔的距离有关呢？在设计这个实验时小明应注意控制蜡烛的高度、小孔到半透明纸的距离不变．

Answer 1

分析 （1）蜡烛发出的光在空气中沿直线传播，经过小孔射在半透明纸上，从而形成一个倒立的烛焰的像．
（2）图象的横坐标代表小孔到半透明纸的距离，纵坐标代表像的高度，利用描点法就能够画出图象．
（3）分析图象，发现蜡烛到小孔的距离不变时，小孔到半透明纸之间的距离与像的高度的关系．
（4）由表中数据可以看出：在蜡烛到小孔的距离不变时，小孔到半透明纸之间的距离是像的高度的二倍．
（5）小孔成像中，像的大小与蜡烛的大小、蜡烛到小孔的距离、小孔到半透明纸的距离有关，研究与其中某一个因素的关系时，采用控制变量法的思想．

解答 解：（1）小孔成像原理是光的直线传播现象，蜡烛上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；蜡烛下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，因此通过小孔后所成的像是倒立的像．
（2）横坐标对应小孔到半透明纸的距离，纵坐标对应像的高度，利用描点法绘出图象如下：

（3）从图象中可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，所成的像越大．
（4）由表中数据可以得出，在蜡烛到小孔的距离不变时，小孔到半透明纸之间的距离是像的高度的二倍，因此当半透明纸距小孔12cm时，像的高度是6cm．
（5）根据控制变量法的思想，小明在探究像的大小会不会跟蜡烛离小孔的距离有关时，应该控制蜡烛的高度和小孔到半透明纸的距离不变．
故答案为：（1）倒立；直线传播；
（2）如上图；
（3）大；
（4）6；
（5）蜡烛的高度；小孔到半透明纸的距离．

点评 本题考查了小孔成像实验的探究，考查了学生的实验探究能力、实验数据的分析能力以及设计实验的能力，是新课标考查的重点．