Question

10．學習了光的直線傳播知識后，小明利用生活中的廢舊物品探究小孔成像，他用一次性杯子和半透明薄膜做了一個“針孔照相機”，他在一次性杯子的底部用針戳了一個小孔，在杯口蒙上一層半透明薄膜．（如圖所示）

（1）小明在明亮的實驗室用這個“針孔照相機”來觀察蠟燭通過小孔所成的像，以下觀察方法正確的是A（選填“A”或“B”）

（2）小明采用正確的觀察方法，發現實際觀察時，無論如何調節孔到蠟燭的距離，半透明薄膜上蠟燭的像不容易看清，你能幫她想個可行的辦法解決這一問題嗎？答：在較暗的環境中做實驗．
（3）小明改進方法后用“針孔照相機”再觀察蠟燭通過小孔所成的像，并發現增大孔到蠟燭的距離，可觀察到半透明薄膜上蠟燭的像變小 （選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）若小明借助“針孔照相機”對形太陽進行觀察，則他在半透明紙上看到像的形狀是B  
（5）小明在另一個一次性杯子底部挖了一個小三角形的小孔，繼續在同位置觀察同一個蠟燭，發現在半透明薄膜上的像的形狀沒有（選填“有”或“沒有”）變化．
（6）小明和小華在硬紙板上挖孔來研究太陽的小孔成像，為了研究孔的大小對光斑形狀的影響，小明設計了圖1的裝置，小華設計了圖2的裝置，（其中乙均為不透明卡紙），如圖所示．接著，從圖示位置沿箭頭方向水平移動乙，改變孔的大小，同時觀察光斑形狀的變化情況．你認為圖1 （選填“圖1”或“圖2”）設計更合理，依據是實驗中應控制孔的形狀不變，改變孔的大小．
 

Answer 1

分析 （1）針孔照相機是利用光的直線傳播形成的倒立實像，成在半透明薄膜上；
（2）物體射出的光線對人眼刺激越強，人眼感覺物體越亮，物體經過平面鏡反射，反射光線進入人眼的光線越多，人眼感到物體的像越亮．在比較亮的環境中，很多物體射出光都對眼睛有刺激，干擾人的視線．
（3）用“針孔照相機”再觀察蠟燭通過小孔所成的像，當增大孔到蠟燭的距離，像的大小是變小的；
（4）小孔成像的原理是光的直線傳播，小孔所成的像一定是倒立的實像，據此分析；
（5）在小孔成像現象中，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．
（6）小孔成像是光的直線傳播形成的，探究孔的大小對光斑形狀的影響，必須控制孔的形狀不變，只改變孔的大小．

解答 解：（1）如圖，用簡易針孔照相機觀察窗外景物時，孔對著窗外，光線從小孔直射入“相機”，在半透明薄膜上成倒立的實像，故正確的觀察像的方法是A，眼睛緊貼在薄膜上看不清圖象．
（2）在比較明亮的環境中，很多物體都在射出光線，干擾人的視線，在較黑暗的環境中，蠟燭是最亮的，蠟燭射向平面鏡的光線最多，反射光線最多，進入人眼的光線最多，感覺蠟燭的像最亮．所以可以關閉實驗室的燈在比較黑暗的環境中進行實驗；
（3）小明改進方法后用“針孔照相機”再觀察蠟燭通過小孔所成的像，若增大孔到蠟燭的距離，可觀察到半透明薄膜上蠟燭的像將變小；
（4）小明借助“針孔照相機”對形太陽進行觀察，小孔所成的像一定是倒立的實像，由此可知，只有B符合題意；
（5）若只將小圓孔改為三角形小孔，則像的形狀不變，只與物體的形狀有關，和小孔的形狀無關．
（6）實驗中應控制孔的形狀不變，改變孔的大小，圖1中隨著卡片乙向左移動，孔的形狀始終是三角形，并且逐漸變小，符合要求；
圖2中隨著卡片乙向左移動，孔的形狀發生了變化，不符合要求．
故答案為：（1）A；
（2）在較暗的環境中做實驗；
（3）變小；
（4）B；
（5）沒有；
（6）圖1； 實驗中應控制孔的形狀不變，改變孔的大小．

點評 （6）小題盡管是考查小孔成像，實際上是考查學生對控制變量法的理解，抓住變量和不變量是解題的關鍵．