Question

小明在课外用如图所示装置做小孔成像实验：

（1）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
（2）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、实验，由此提出了自己的猜想：
A、像的大小可能与物体的大小有关；　　　 B、像的大小可能与小孔到物体的距离有关．
接着小明利用上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，测量数据如下表所示：

挡板缝隙长/cm	实验次数	挡板与小孔的距离/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a，应选择______实验的数据进行比较，可得出实验结论是：______．
（3）分析比较1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）三次实验的数据，可得出实验结论是：______．
（4）小明在进行实验评价时，发现受所用器材的限制，上述影响像的大小因素还缺少一项，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方案是______，具体探究步骤为______．

Answer 1

解：（1）成像物体是蜡烛，所以像是蜡烛的倒立像．
（2）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．
（3）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，物体倒小孔距离越大，所成的像越小．
（4）小孔成像的大小还与小孔到光屏的距离有关，我们可以用双筒制成可以移动的光屏来探究，即改变小孔到光屏的距离观察光屏上的像是否变化．
故答案为：（1）D；
（2）1、4、7（或2、5、8或 3、6、9）；当物体到小孔的距离一定时，物体越大，所成的像越大；
（3）当物体大小一定时，物体倒小孔距离越大，所成的像越小；
（4）小孔到光屏的距离；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的像是否变化．
分析：（1）依据光的直线传播原理，小孔成的像是倒立的实像，与物体的形状相同，与小孔的形状无关．
（2）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．
（3）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．
（4）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．
点评：本题考查了小孔成像的原理和影响成像大小的因素，关键是控制变量法在实验中的应用和知道影响成像的因素以及实验的方法．