Question

7．学习了光的直线传播知识后，小明和同学一起利用生活中的废旧物品探究小孔成像

（1）小明用硬纸筒制作“针孔照相机”探究小孔成像，如图1所示．请在图中画出小明用“针孔照相机”看到的蜡烛AB在屏（半透明薄膜）上成的像A′B′；
（2）小明发现蜡烛和小孔的位置固定后，移动内筒改变半透明薄膜离小孔的距离，像的大小会发生改变，于是他测出了小孔到半透明薄膜的距离不同时像的高度，填在表格中：

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

从数据可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明薄膜离小孔越远，像越大（选填：“大”或“小”）；根据数据进一步判断：当半透明薄膜距小孔12cm时，像的高度是6cm．
（3）小华用一次性杯子和半透明薄膜也做了一个“针孔照相机”，他在一次性杯子的底部用针戳了一个小孔，在杯口蒙上一层半透明薄膜．小华在明亮的实验室用这个“针孔照相机”来观察蜡烛通过小孔所成的像，图2中观察方法正确的是A．（选填：“A”或“B”）
（4）小华采用正确的观察方法，发现实际观察时，无论如何调节孔到蜡烛的距离，半透明薄膜上蜡烛的像不容易看清，你能帮她想个可行的办法解决这一问题吗？关闭实验室的灯．
（5）小华在另一个一次性杯子底部挖了一个小三角形的小孔，继续观察同一个蜡烛，发现在半透明薄膜上的像的形状没有（选填：“有”或“没有”）变化．

Answer 1

分析 （1）小孔成像的原理是光的直线传播，小孔所成的像一定是倒立的实像，至于成像的大小取决于像到小孔的距离．据此画出光路图来即可．
（2）从图象中可以看出：当蜡烛和小孔的距离保持不变时，当像离小孔越远，像的大小是变大的；
（3）针孔照相机是利用光的直线传播形成的倒立实像，成在半透明薄膜上；
（4）物体射出的光线对人眼刺激越强，人眼感觉物体越亮，物体经过平面镜反射，反射光线进入人眼的光线越多，人眼感到物体的像越亮．在比较亮的环境中，很多物体射出光都对眼睛有刺激，干扰人的视线．
（5）在小孔成像现象中，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．

解答 解：（1）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：

（2）当蜡烛和小孔的距离保持不变时，半透明纸离小孔越远，像越大，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=$\frac{1}{2}$（或S=2h）；当半透明纸距小孔12cm时，像的高度是6cm；
（3）如图，用简易针孔照相机观察窗外景物时，孔对着窗外，光线从小孔直射入“相机”，在半透明薄膜上成倒立的实像，故正确的观察像的方法是A，眼睛紧贴在薄膜上看不清图象．
（4）在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮．所以可以关闭实验室的灯在最比较黑暗的环境中进行实验；
（5）若只将小圆孔改为三角形小孔，则像的形状不变，只与物体的形状有关，和小孔的形状无关．
故答案为：（1）见上图；
（2）大；6；
（3）A；
（4）关闭实验室的灯；
（5）没有．

点评 本题利用了光沿直线传播作图：小孔成的像是倒立的像，像的大小和物体与小孔的距离、小孔到光屏的距离有关．