登录
1. |科学思维 如图所示，小明找了个空的易拉罐，用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔，在另一侧蒙上一层塑料薄膜，制成了一个针孔照相机，将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置，观察并研究小孔成像的特点。
(1)小孔成像的原理是
(2)为了增大烛焰所成的像，可采取的办法是：
(3)晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是
(1)小孔成像的原理是
光沿直线传播
；眼睛从右侧看过去，将蜡烛靠近针孔照相机少许，蜡烛的像将变大
（填“变大”“变小”或“不变”）。(2)为了增大烛焰所成的像，可采取的办法是：
将蜡烛靠近小孔(答案合理即可)
。(3)晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同，其圆形光斑大小不一的原因是
树叶缝隙离地面的距离不同
。答案
(1)光沿直线传播 变大
(2)将蜡烛靠近小孔(答案合理即可)
(3)树叶缝隙离地面的距离不同
【解析】(1)物体发出或反射的光沿直线传播通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,小孔成像的原理是光沿直线传播。由于小孔所成像的大小与物到小孔的距离有关,所以当蜡烛靠近针孔照相机少许,则物到小孔的距离减小,所以蜡烛的像将变大。(2)由于小孔所成像的大小与物体的大小、物到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关,所以在小孔到光屏距离一定的情况下,为了增大蜡烛所成的像,可以将蜡烛靠近小孔。(3)由于小孔成像中像的大小与像距、物距有关,晴天太阳与树叶缝隙的距离相同,即物距相同,树叶缝隙与地面的距离不同,即像距不同,所以其圆形光斑大小不同是因为树叶缝隙离地面的距离不同。
(2)将蜡烛靠近小孔(答案合理即可)
(3)树叶缝隙离地面的距离不同
【解析】(1)物体发出或反射的光沿直线传播通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,小孔成像的原理是光沿直线传播。由于小孔所成像的大小与物到小孔的距离有关,所以当蜡烛靠近针孔照相机少许,则物到小孔的距离减小,所以蜡烛的像将变大。(2)由于小孔所成像的大小与物体的大小、物到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关,所以在小孔到光屏距离一定的情况下,为了增大蜡烛所成的像,可以将蜡烛靠近小孔。(3)由于小孔成像中像的大小与像距、物距有关,晴天太阳与树叶缝隙的距离相同,即物距相同,树叶缝隙与地面的距离不同,即像距不同,所以其圆形光斑大小不同是因为树叶缝隙离地面的距离不同。
解析
【分析】
本题考查小孔成像的相关知识，解题思路：首先明确小孔成像的原理是光的直线传播，成像大小受物距（物体到小孔的距离）、像距（光屏到小孔的距离）影响，物距越小、像距越大，像越大。针对各问题逐一分析：(1) 小孔成像的原理是光沿直线传播，蜡烛靠近时物距减小，像会变大；(2) 增大像可通过减小物距或增大像距实现；(3) 太阳光斑是小孔成像，物距相近时，像距不同导致光斑大小不同。
【解析】
(1) 小孔成像的原理是物体发出的光在同种均匀介质中沿直线传播，通过小孔后在光屏上形成倒立实像；小孔成像的大小与物距有关，当蜡烛靠近针孔照相机时，物距减小，因此蜡烛的像将变大。
(2) 小孔成像的大小受物距、像距影响，在像距（塑料薄膜到小孔的距离）一定时，减小物距（将蜡烛靠近小孔）可增大烛焰的像，该方法合理。
(3) 晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑属于小孔成像，太阳作为物体，树叶缝隙为小孔，地面为光屏；太阳到树叶缝隙的距离（物距）大致相同，而树叶缝隙到地面的距离（像距）不同，因此圆形光斑大小不一。
【答案】
(1) 光沿直线传播；变大
(2) 将蜡烛靠近小孔（答案合理即可）
(3) 树叶缝隙离地面的距离不同
【知识点】
光的直线传播、小孔成像
【点评】
本题围绕小孔成像的原理和成像大小的影响因素展开，结合生活实例考查基础光学知识，注重对核心概念的理解与应用，属于初中物理光学的基础题目。
【难度系数】
0.7
本题考查小孔成像的相关知识，解题思路：首先明确小孔成像的原理是光的直线传播，成像大小受物距（物体到小孔的距离）、像距（光屏到小孔的距离）影响，物距越小、像距越大，像越大。针对各问题逐一分析：(1) 小孔成像的原理是光沿直线传播，蜡烛靠近时物距减小，像会变大；(2) 增大像可通过减小物距或增大像距实现；(3) 太阳光斑是小孔成像，物距相近时，像距不同导致光斑大小不同。
【解析】
(1) 小孔成像的原理是物体发出的光在同种均匀介质中沿直线传播，通过小孔后在光屏上形成倒立实像；小孔成像的大小与物距有关，当蜡烛靠近针孔照相机时，物距减小，因此蜡烛的像将变大。
(2) 小孔成像的大小受物距、像距影响，在像距（塑料薄膜到小孔的距离）一定时，减小物距（将蜡烛靠近小孔）可增大烛焰的像，该方法合理。
(3) 晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑属于小孔成像，太阳作为物体，树叶缝隙为小孔，地面为光屏；太阳到树叶缝隙的距离（物距）大致相同，而树叶缝隙到地面的距离（像距）不同，因此圆形光斑大小不一。
【答案】
(1) 光沿直线传播；变大
(2) 将蜡烛靠近小孔（答案合理即可）
(3) 树叶缝隙离地面的距离不同
【知识点】
光的直线传播、小孔成像
【点评】
本题围绕小孔成像的原理和成像大小的影响因素展开，结合生活实例考查基础光学知识，注重对核心概念的理解与应用，属于初中物理光学的基础题目。
【难度系数】
0.7
2. |探究实践 在观察小孔成像特点时，小波发现：光屏到小孔的距离(像距)越远，所成的像越大，像的大小与该距离有什么定量关系？于是他在光线较暗的环境中进一步探究：
①用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图1甲所示。
②将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板(光屏)依次置于光具座上，使“F”正立面对小孔，如图1乙所示。
请回答下列问题：
(1)给二极管通电，随即在半透明塑料板上呈现出“F”的像，小波观察到半透明塑料板上呈现的
像是图2中的
(2)保持如图1乙所示的摆放位置，在半透明塑料板上出现了清晰的像，该像的大小相比于物体而言，是
(3)保持“F”字样纸板、小孔位置不变，只改变半透明塑料板到小孔的距离(像距)，用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示：
(4)于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是
①用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，如图1甲所示。
②将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板(光屏)依次置于光具座上，使“F”正立面对小孔，如图1乙所示。
请回答下列问题：
(1)给二极管通电，随即在半透明塑料板上呈现出“F”的像，小波观察到半透明塑料板上呈现的
像是图2中的
②
(填写序号)。(2)保持如图1乙所示的摆放位置，在半透明塑料板上出现了清晰的像，该像的大小相比于物体而言，是
放大
(填“放大”“缩小”或“等大”)的像。(3)保持“F”字样纸板、小孔位置不变，只改变半透明塑料板到小孔的距离(像距)，用刻度尺逐次测量像高，记录数据如表所示：
(4)于是小波得出结论：小孔成像时，同一物体像的大小与像距成正比，你认为这一结论需要补充的条件是
物距一定时
。答案
(1)②
(2)放大
(4)物距一定时
【解析】(1)小孔成像成倒立的实像,即观察到的像是倒立的。图乙中小波是从半透明塑料板的背后观察,将“F”旋转180°即看到的形状,故选②。(2)由于光沿直线传播,根据几何知识可知,在小孔成像中,物距等于像距时,像与物体等大;物距大于像距时,成缩小的像;物距小于像距时,成放大的像。图乙中物距小于像距,则成放大的像。(4)保持“F”字样纸板、小孔位置不变,即物距不变。由表中数据可知,像距与像高的比值是一定值,说明在小孔成像中,物距一定时,同一物体像的大小与像距成正比。小波的结论中没有说明“物距一定”的前提条件,故应补充这一条件。
(2)放大
(4)物距一定时
【解析】(1)小孔成像成倒立的实像,即观察到的像是倒立的。图乙中小波是从半透明塑料板的背后观察,将“F”旋转180°即看到的形状,故选②。(2)由于光沿直线传播,根据几何知识可知,在小孔成像中,物距等于像距时,像与物体等大;物距大于像距时,成缩小的像;物距小于像距时,成放大的像。图乙中物距小于像距,则成放大的像。(4)保持“F”字样纸板、小孔位置不变,即物距不变。由表中数据可知,像距与像高的比值是一定值,说明在小孔成像中,物距一定时,同一物体像的大小与像距成正比。小波的结论中没有说明“物距一定”的前提条件,故应补充这一条件。
解析
【分析】
本题围绕小孔成像的探究实验展开，需结合光的直线传播原理分析小孔成像的特点，同时运用控制变量法分析实验结论的前提条件。首先，小孔成像是倒立的实像，需据此判断像的形状；其次，通过比较物距（物体到小孔的距离）和像距（光屏到小孔的距离）的大小判断像的放大缩小；最后，探究像的大小与像距的关系时，需明确控制变量的要求，补充结论的前提条件。
【解析】
(1) 小孔成像的原理是光的直线传播，所成的像是倒立的实像（上下、左右均颠倒）。从半透明塑料板的背后观察，“F”字样旋转180°后对应图中的②，故答案为②；
(2) 图乙中，“F”纸板到小孔的距离（物距）小于光屏到小孔的距离（像距），根据小孔成像规律，物距小于像距时，成放大的像；
(4) 探究同一物体像的大小与像距的关系时，需控制物距不变，因此结论“同一物体像的大小与像距成正比”需要补充“物距一定时”的前提条件。
【答案】
(1)②；(2)放大；(4)物距一定时
【知识点】
小孔成像、光的直线传播、像距与物距的关系
【点评】
本题为小孔成像的探究实验题，考查学生对小孔成像原理、像的性质的理解，以及实验结论的严谨性（控制变量法的应用），属于光学基础实验题，注重学生的实验探究能力。
【难度系数】
0.6
本题围绕小孔成像的探究实验展开，需结合光的直线传播原理分析小孔成像的特点，同时运用控制变量法分析实验结论的前提条件。首先，小孔成像是倒立的实像，需据此判断像的形状；其次，通过比较物距（物体到小孔的距离）和像距（光屏到小孔的距离）的大小判断像的放大缩小；最后，探究像的大小与像距的关系时，需明确控制变量的要求，补充结论的前提条件。
【解析】
(1) 小孔成像的原理是光的直线传播，所成的像是倒立的实像（上下、左右均颠倒）。从半透明塑料板的背后观察，“F”字样旋转180°后对应图中的②，故答案为②；
(2) 图乙中，“F”纸板到小孔的距离（物距）小于光屏到小孔的距离（像距），根据小孔成像规律，物距小于像距时，成放大的像；
(4) 探究同一物体像的大小与像距的关系时，需控制物距不变，因此结论“同一物体像的大小与像距成正比”需要补充“物距一定时”的前提条件。
【答案】
(1)②；(2)放大；(4)物距一定时
【知识点】
小孔成像、光的直线传播、像距与物距的关系
【点评】
本题为小孔成像的探究实验题，考查学生对小孔成像原理、像的性质的理解，以及实验结论的严谨性（控制变量法的应用），属于光学基础实验题，注重学生的实验探究能力。
【难度系数】
0.6
