Question

初中課外實踐課上，小明做了個小實驗，如圖所示，找一個空的易拉罐，用釘子在易拉罐底部的中央敲一個小孔，將易拉罐的頂部剪去后，蒙上一層塑料薄膜，這樣就制成了一個針孔照相機，其實就是小孔成像的實驗裝置．將點燃的蠟燭置于小孔前的適當位置，觀察并研究小孔成像的特點：
（1）蠟燭在塑料薄膜上所成的像是______（填“實像”或“虛像”）；
其成像的原理是______；
（2）將蠟燭在孔前繞順時針旋轉，則它在塑料薄膜上所成的像是______（選填“順”或“逆”）時針旋轉的；如果易拉罐底部小孔是三角形，則他在半透明紙上看到的像是______ 
A．三角形光斑      B．圓形光斑
C．蠟燭的正立像   D．蠟燭的倒立像
（3）小明想研究像的大小與哪些因素有關，為此他利用自己的器材反復進行觀察、試驗，如圖18由此提出了自己的猜想：
①與物體的大小有關；②與小孔到物體的距離有關；
接著，小明利用下圖中的器材進行了實驗，其中A是不透明的擋板，中央開有透光的縫隙．測量數據如表所示．

擋板縫隙長/cm	實驗次數	擋板與小孔間距/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

要驗證猜想1，應選擇______實驗的數據進行比較，實驗結論是：______．
分析比較1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）三次實驗的數據，可得結論：______．
小明在進行實驗評價時，發現受所用器材的限制，上述影響因素還缺少一項，它是______；小明對此因素進行了探究，為此對原有器材進行的改進是______，具體探究步驟為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）物體發出或反射的光通過小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的實像，這就是小孔成像．
（2）光線沿直線傳播，當蠟燭沿順時針旋轉時，蠟燭上各點發出的光線也沿順時針旋轉，所成的像也沿順時針旋轉；物體經小孔成的像的形狀由物體決定，像的形狀與物體的形狀相同，與孔的形狀無關．
（3）根據小明的猜想可知，像的大小可能與物體的大小和小孔到物體的距離有關，所以在探究像的大小可能與物體的大小有關時，必須控制擋板與小孔的距離不變，改變物體的大小；分析實驗像的大小與物的大小關系即可得出結論．
（4）分析比較1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）三次實驗的數據可知，物體的大小不變，擋板與小孔的距離變大，而像變小，據此得出結論．
（5）小孔成的像不僅與與物體的大小和小孔到物體的距離有關，還與小孔到光屏的距離有關；可以用雙筒制成可以移動的光屏，改變小孔到光屏的距離觀察光屏上像是否變化即可．
解答：解：（1）蠟燭在塑料薄膜上所成的像是實像，其成像的原理是光的直線傳播；
（2）將蠟燭在孔前繞順時針旋轉，則它在塑料薄膜上所成的像是順時針旋轉的；蠟燭經小孔成倒立的實像，像的形狀與蠟燭形狀相同，像與小孔的形狀無關，即蠟燭在塑料薄膜上成的像是蠟燭的倒立像．
（3）在探究像的大小可能與物體的大小有關時，必須控制擋板與小孔的距離不變，改變物體的大小，結合表格可知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，像隨物體的增大而增大，故可得結論：物體到小孔的距離一定時，物體越大，所成的像越大．
（4）分析比較1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）三次實驗的數據可知，物體的大小不變，擋板與小孔的距離變大，而像變小；故可得結論：當物體大小一定時，物體到小孔距離越大，所成的像越小．
（5）小孔成像的大小還與小孔到光屏的距離有關，我們可以在易拉罐外面包一層厚紙，將塑料薄膜封在紙筒末端，移動紙筒探究，即保持擋板縫隙長和擋板與小孔間距不變，改變易拉罐的長度（塑料薄膜到小孔的距離）進行實驗，觀察并記錄像的大小．
故答案為：（1）實像；光的直線傳播；
（2）順；D；
（3）1、4、7（或2、5、8或3、6、9）；在小孔到物體的距離相同時，像隨物體增大而增大；物體大小一定時，像隨擋板與小孔間距的增大而減小；塑料薄膜（像）到小孔的距離；
在易拉罐外面包一層厚紙，將塑料薄膜封在紙筒末端，移動紙筒；保持擋板縫隙長和擋板與小孔間距不變，改變易拉罐的長度（塑料薄膜到小孔的距離）進行實驗，觀察并記錄像的大小．
點評：本題考查了小孔成像的原理和影響成像大小的因素，關鍵是控制變量法在實驗中的應用和知道影響成像的因素以及實驗的方法．