Question

19．小明同學用易拉罐做小孔成像實驗，他用釘子在易拉罐底部中央戳了個三角形的小孔．

（1）小明把易拉罐正對著點燃的蠟燭（如圖1所示），則在半透明紙上會看到蠟燭的倒立（選填“正立”或“倒立”）的像，這現象可用光的直線傳播知識解釋．
（2）小明實驗時發現小孔成像的大小會變化，于是他設計實驗探究小孔所成像的大與哪些因素有關．他猜想所成像的大小可能與蠟燭到小孔的距離、物體的高度以及像到小孔的距離有關．于是他用同一支蠟燭實驗，且保持蠟燭到小孔的距離不變，在多次改變小孔到半透明紙之間的距離時，他測出了像的高度（見下表）．

小孔到半透明紙的距離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

請你根據表中的數據在圖2中畫出h與s的關系圖象．
（3）從圖象中可以看出：當蠟燭和小孔的距離保持不變時，半透明紙離小孔越遠，所成的像越高．
（4）請你根據有關結論判斷：當半透明紙距小孔12cm時，像的高度是6.0cm．
（5）通過實驗，小明得到了正確的結論后很高興．但他又想，像的大小會不會跟蠟燭離小孔的距離有關呢？在設計這個實驗時小明應注意控制蠟燭的高度、小孔到半透明紙的距離不變．

Answer 1

分析 （1）蠟燭發出的光在空氣中沿直線傳播，經過小孔射在半透明紙上，從而形成一個倒立的燭焰的像．
（2）圖象的橫坐標代表小孔到半透明紙的距離，縱坐標代表像的高度，利用描點法就能夠畫出圖象．
（3）分析圖象，發現蠟燭到小孔的距離不變時，小孔到半透明紙之間的距離與像的高度的關系．
（4）由表中數據可以看出：在蠟燭到小孔的距離不變時，小孔到半透明紙之間的距離是像的高度的二倍．
（5）小孔成像中，像的大小與蠟燭的大小、蠟燭到小孔的距離、小孔到半透明紙的距離有關，研究與其中某一個因素的關系時，采用控制變量法的思想．

解答 解：（1）小孔成像是光的直線傳播現象，蠟燭上部的光線通過小孔后，射到了光屏的下部；蠟燭下部的光線通過小孔后，射到了光屏的上部，因此通過小孔后所成的像是倒立的像．
（2）橫坐標對應小孔到半透明紙的距離，縱坐標對應像的高度，利用描點法繪出圖象如下：

（3）從圖象中可以看出：當蠟燭和小孔的距離保持不變時，半透明紙離小孔越遠，所成的像越高．
（4）由表中數據可以得出，在蠟燭到小孔的距離不變時，小孔到半透明紙之間的距離是像的高度的二倍，因此當半透明紙距小孔12cm時，像的高度是6.0cm．
（5）根據控制變量法的思想，小明在探究像的大小會不會跟蠟燭離小孔的距離有關時，應該控制蠟燭的高度和小孔到半透明紙的距離不變．
故答案為：（1）倒立；直線傳播；
（2）如上圖；
（3）高；
（4）6.0；
（5）蠟燭的高度；小孔到半透明紙的距離．

點評 本題考查了小孔成像實驗的探究，考查了學生的實驗探究能力、實驗數據的分析能力以及設計實驗的能力，是新課標考查的重點．