Question

11．小华用两个硬纸筒制成针孔照相机探究小孔成像，如图a所示．
（1）请在图a中画图解释蜡烛AB在屏上所成A′B′像的原因．

（2）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，则她在半透明光屏上看到像的形状是B．

（3）①小华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h=$\frac{1}{2}$S（或S=2h）．

像的高度h/cm	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
像到小孔的距离S/cm	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0

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变小（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）晴天的正午时分，走在浓密的树林下，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），这是太阳（选填“太阳”、“树叶的缝隙”或“树叶”）像（选填“像”或“影子”），光斑大小不同的原因是树叶缝隙到地面的距离（或树叶缝隙的高度）不同．

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）小孔成像是光的直线传播现象；物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部；物体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．
（3）根据表格中像的高度和像到小孔的距离，在图中描点作图；同时能看出它们间的具体关系式．
（4）结合（1）中小孔成像的知识分析即可判断．

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）由小孔成像的特点可知日偏食经小孔成的像的缺口正好在日偏食缺口的对侧，所以选项B符合题意；
（3）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=$\frac{1}{2}$S（或S=2h）；再据描点连线的方法做出对应的图即可，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．
 （4）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．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3）①见上图； h=$\frac{1}{2}$S（或S=2h）； ②变小；（4）太阳；像；树叶缝隙到地面的距离（或树叶缝隙的高度）不同．

点评 知道小孔成像的原因和特点，并熟悉成像的大小取决于像到小孔的距离是解决该题的关键．