Question

一位同學按老師的要求，用硬紙筒做針孔照相機實驗．
 （1）如圖甲裝置中，對小孔的要求是

 

．
（2）該同學發現蠟燭和小孔的位置固定后，像離小孔越遠，像就越大．他想進一步研究像高和像距的關系，測出了不同距離時像的高度，填在表格中：

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

請你根據表中的數據在圖乙坐標中畫出h與S的關系圖象；
（3）分析圖象可以得到的結論是

 

；
（4）在學習小孔成像的應用時，該同學知道樹蔭下的圓形光斑就是太陽通過樹葉間的小孔在地面上成的像，他測出了光斑的直徑為7.0cm，光斑到小孔的距離為7.5m，從書上查到太陽到地球的距離為1.5×10¹¹m，由此可以估算出太陽的直徑為

 

m．

Answer 1

分析：（1）由于光有沿直線傳播的特點；當光通過小孔時物體的上下部位顛倒，在小孔的后方形成一個倒立的像；
（2）根據表中所給數據描點連線即可畫出圖象；
（3）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定值，由此得出像的高度和像到小孔的距離成正比；
（4）根據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）“小孔成像”時，對小孔的要求是小孔應很小，如果小孔過大，則通過的是大面積的光束，不再呈現小孔成像現象；小孔成像說明光具有沿直線傳播特點．
（2）根據表中所示，當像離小孔越遠，像就越大，則如圖所示．

直線L就是h與s的關系圖象．
（3）由表格上的數據可知，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，可以發現比值是一個定值，所以像的高度h與像到小孔的距離S成正比；
（4）光斑的直徑與光斑到小孔的距離的比值是一個定值，
根據光線傳播的可逆性可知太陽直徑和太陽與小孔之間的距離的比值是一個定值，且和光斑的直徑與光斑到小孔的距離的比值相等，
所以，太陽的直徑d=

0.07m

7.5m

×1.5×10¹¹m=1.4×10⁹m．
故答案為：（1）小孔應很小；（2）如圖：（3）像的高度隨著像離小孔的距離的增大而增高；（4）1.4×10⁹．

點評：本題考查的是小孔成像的知識，第三問和第四問是難點，要用物體所成像的直徑和像到小孔距離的比值是一個定值來解答，是一道比較難的題目．