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15. 如图,路灯下站着小明和小华两人,地上留下了他们的影子,通过作图确定路灯灯泡S的位置.
答案
15.
解析:根据光的直线传播,分别连接两人头部最高点及其对应的影子,这两条直线的相交点,即灯泡S的位置,而这两条直线即灯泡射向两人的两条光线.解析
【分析】要确定路灯灯泡S的位置，需依据光的直线传播原理：路灯发出的光线沿直线传播，被人遮挡后在地面形成影子，因此连接每个人的头顶与其影子的末端，两条直线的交点即为光源S的位置。
【解析】1. 分别找到小明、小华的头顶位置，以及他们各自影子的末端位置；2. 用直线连接小明的头顶和其影子的末端，再用直线连接小华的头顶和其影子的末端；3. 两条直线的相交点就是路灯灯泡S的位置。
【答案】
【知识点】光的直线传播
【点评】本题考查光的直线传播在生活中的应用，属于基础光学作图题，核心是理解光线沿直线传播的规律，能准确通过作图确定光源位置。
【难度系数】0.6
【解析】1. 分别找到小明、小华的头顶位置，以及他们各自影子的末端位置；2. 用直线连接小明的头顶和其影子的末端，再用直线连接小华的头顶和其影子的末端；3. 两条直线的相交点就是路灯灯泡S的位置。
【答案】
【知识点】光的直线传播
【点评】本题考查光的直线传播在生活中的应用，属于基础光学作图题，核心是理解光线沿直线传播的规律，能准确通过作图确定光源位置。
【难度系数】0.6
16.（2026·无锡侨谊实验中学期中）
小明利用如图所示的装置探究小孔成像规律.
（1）小孔成像原理是________，为了便于观察，该装置应在较________（填“亮”或“暗”）的环境中实验.
（2）若将光屏向右移动一段距离，则光屏上的像将________（填“变大”“变小”或“不变”）.
（3）LED光源是由多个LED灯泡构成的发光灯组，请根据光屏上的成像情况和眼睛观察的位置，画出看到的LED光源发光灯组是________（填“$\mathrm{ж}$”“$\mathrm{F}$”“$\mathrm{Г}$”或“$\mathrm{E}$”）形.
（4）在探究孔的大小对小孔成像的影响时，将遮光板慢慢插入卡槽，改变三角形孔的大小，这样设计的优点是：______
______.
小明利用如图所示的装置探究小孔成像规律.
（1）小孔成像原理是________，为了便于观察，该装置应在较________（填“亮”或“暗”）的环境中实验.
（2）若将光屏向右移动一段距离，则光屏上的像将________（填“变大”“变小”或“不变”）.
（3）LED光源是由多个LED灯泡构成的发光灯组，请根据光屏上的成像情况和眼睛观察的位置，画出看到的LED光源发光灯组是________（填“$\mathrm{ж}$”“$\mathrm{F}$”“$\mathrm{Г}$”或“$\mathrm{E}$”）形.
（4）在探究孔的大小对小孔成像的影响时，将遮光板慢慢插入卡槽，改变三角形孔的大小，这样设计的优点是：______
______.
答案
16. (1) 光的直线传播 暗 (2) 变大 (3) $\mathrm{F}$的上下左右颠倒的倒立形状 (4) 不改变孔的形状,只改变大小 解析:(1)小孔成像的原理是光在同种均匀的介质中沿直线传播.在进行实验时,LED 光源自身能够发光,为了使现象更加明显,需要在较暗的环境中进行.(2)小孔成像时,物体到小孔的距离一定时,同一物体像的大小与像距成正比,因此若将光屏向右移动一段距离,则光屏上的像将变大.(3)LED 光源发光灯组通过小孔所成的是一个倒立的(上下、左右都颠倒)实像,根据光屏上像的特点和眼睛观察的位置,可知 LED 光源发光灯组为倒立F形.(4)在探究孔的大小对小孔成像的影响时,将遮光板慢慢插入卡槽,改变三角形孔的大小,这样设计能够做到保证孔的形状不变,只改变小孔的大小.
解析
【分析】
要解决这道小孔成像的实验题，需明确：①小孔成像的原理是光的直线传播，实验环境亮度会影响像的清晰度；②小孔成像中，当物距（物体到小孔的距离）不变时，像的大小随像距（光屏到小孔的距离）增大而变大；③小孔成的是上下、左右均颠倒的实像，可通过光屏上的像反推光源形状；④探究孔的大小对成像的影响时，需控制孔的形状不变，该操作能满足控制变量的要求，便于实验探究。
【解析】
（1）小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播；实验时，较暗的环境中，光源的像与背景的亮度差更大，像更清晰，便于观察，因此填“暗”。
（2）小孔成像时，若物距固定，像的大小与像距成正比，光屏向右移动时像距增大，因此光屏上的像将变大。
（3）小孔所成的像是上下、左右都颠倒的实像，将光屏上的像上下、左右颠倒后，对应的LED光源发光灯组为F形的倒立形状，故答案为F的上下左右颠倒的倒立形状。
（4）将遮光板慢慢插入卡槽，改变三角形孔的大小时，孔的形状始终保持三角形不变，仅改变孔的大小，这样设计的优点是控制了孔的形状这一变量不变，只改变孔的大小，符合控制变量法的要求，便于探究孔的大小对小孔成像的影响。
【答案】
（1）光的直线传播；暗
（2）变大
（3）$\mathrm{F}$的上下左右颠倒的倒立形状
（4）不改变孔的形状，只改变大小
【知识点】
光的直线传播；小孔成像；控制变量法
【点评】
本题围绕小孔成像实验展开，考查了成像原理、像的大小变化规律、像的特点及实验设计的合理性，注重对基础光学实验核心知识点的应用，难度适中，适合学生巩固相关知识。
【难度系数】
0.5
要解决这道小孔成像的实验题，需明确：①小孔成像的原理是光的直线传播，实验环境亮度会影响像的清晰度；②小孔成像中，当物距（物体到小孔的距离）不变时，像的大小随像距（光屏到小孔的距离）增大而变大；③小孔成的是上下、左右均颠倒的实像，可通过光屏上的像反推光源形状；④探究孔的大小对成像的影响时，需控制孔的形状不变，该操作能满足控制变量的要求，便于实验探究。
【解析】
（1）小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播；实验时，较暗的环境中，光源的像与背景的亮度差更大，像更清晰，便于观察，因此填“暗”。
（2）小孔成像时，若物距固定，像的大小与像距成正比，光屏向右移动时像距增大，因此光屏上的像将变大。
（3）小孔所成的像是上下、左右都颠倒的实像，将光屏上的像上下、左右颠倒后，对应的LED光源发光灯组为F形的倒立形状，故答案为F的上下左右颠倒的倒立形状。
（4）将遮光板慢慢插入卡槽，改变三角形孔的大小时，孔的形状始终保持三角形不变，仅改变孔的大小，这样设计的优点是控制了孔的形状这一变量不变，只改变孔的大小，符合控制变量法的要求，便于探究孔的大小对小孔成像的影响。
【答案】
（1）光的直线传播；暗
（2）变大
（3）$\mathrm{F}$的上下左右颠倒的倒立形状
（4）不改变孔的形状，只改变大小
【知识点】
光的直线传播；小孔成像；控制变量法
【点评】
本题围绕小孔成像实验展开，考查了成像原理、像的大小变化规律、像的特点及实验设计的合理性，注重对基础光学实验核心知识点的应用，难度适中，适合学生巩固相关知识。
【难度系数】
0.5
17. 正常天气情况下,看到的太阳为圆形时,小明想估测太阳直径$ D $.他将11个相同的一次性纸杯对接起来,并将中间打通,前部戳一个小孔,尾部用半透明塑料薄膜套封住作为观察屏,制作了一个观察装置(如图1).将带小孔的一端正对着太阳方向,拍下此时观察屏的照片(如图2,与实际大小一致).设地球与太阳之间的距离为$ a $.从小孔到观察屏的距离为$ L $.以下有关数据可供选择性使用:地球与太阳之间的距离$ a = 1.5×10^{11}\ \mathrm{m} $;杯口直径$ d = 80\ \mathrm{mm} $;从小孔到观察屏的距离$ L = 1\ \mathrm{m} $.
(1) 在此实验中还需测量的物理量是________.
(2) 测量结果的表达式$ D = \_\_\_\_\_\_$ (用已知量和测量量的字母表示).
(3) 请你完成测量,求出测量值为$ D = \_\_\_\_\_\_\ \mathrm{m}$ (用科学记数法表示).
(1) 在此实验中还需测量的物理量是________.
(2) 测量结果的表达式$ D = \_\_\_\_\_\_$ (用已知量和测量量的字母表示).
(3) 请你完成测量,求出测量值为$ D = \_\_\_\_\_\_\ \mathrm{m}$ (用科学记数法表示).
答案
17. (1) 光斑的直径$ c $ (2) $\dfrac{ac}{L}$ (3) $1.5×10^9$ 解析:(1)在此实验中,还需要测量的物理量是光斑的直径$ c $.(2)根据光的直线传播可知,太阳最边缘发出的光线经小孔后射向光斑的边缘,根据数学中相似三角形特点得到$\dfrac{L}{a}=\dfrac{c}{D}$,则太阳的直径$ D=\dfrac{ac}{L}$.(3)用刻度尺测出光斑的直径约为1 cm,那么测得的太阳的直径$ D=\dfrac{ac}{L}=\dfrac{1.5×10^{11}\ \mathrm{m}×1×10^{-2}\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{m}}=1.5×10^9\ \mathrm{m}$.
解析
【分析】
本题利用小孔成像原理估测太阳直径，核心是光的直线传播。解题思路：小孔成像时，太阳的光线经小孔后在光屏上形成圆形光斑（太阳的像），此时太阳直径、太阳到小孔的距离，与光斑直径、小孔到光屏的距离构成相似三角形，对应边成比例。已知太阳到地球的距离$a$、小孔到光屏的距离$L$，因此需要测量光屏上光斑的直径$c$，通过相似三角形的比例关系即可计算太阳直径$D$。
【解析】
(1) 根据小孔成像的相似三角形关系，已知太阳到小孔的距离为$a$，小孔到光屏的距离为$L$，要计算太阳直径$D$，还需要测量光屏上光斑的直径$c$，因此还需测量的物理量是光斑的直径$c$。
(2) 由相似三角形的性质，对应边成比例：$\frac{D}{a} = \frac{c}{L}$，整理得太阳直径的表达式为 $D = \frac{ac}{L}$。
(3) 测量得光斑直径$c$约为$1\ \mathrm{cm}=1×10^{-2}\ \mathrm{m}$，代入已知量$a=1.5×10^{11}\ \mathrm{m}$，$L=1\ \mathrm{m}$，则$D = \frac{1.5×10^{11}\ \mathrm{m} × 1×10^{-2}\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{m}} = 1.5×10^9\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 光斑的直径$c$；(2) $\dfrac{ac}{L}$；(3) $1.5×10^9$
【知识点】
光的直线传播、小孔成像、相似三角形
【点评】
本题结合小孔成像与相似三角形知识，考查光的直线传播的实际应用，要求学生将物理规律与几何知识结合，解决估测天体直径的问题，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
本题利用小孔成像原理估测太阳直径，核心是光的直线传播。解题思路：小孔成像时，太阳的光线经小孔后在光屏上形成圆形光斑（太阳的像），此时太阳直径、太阳到小孔的距离，与光斑直径、小孔到光屏的距离构成相似三角形，对应边成比例。已知太阳到地球的距离$a$、小孔到光屏的距离$L$，因此需要测量光屏上光斑的直径$c$，通过相似三角形的比例关系即可计算太阳直径$D$。
【解析】
(1) 根据小孔成像的相似三角形关系，已知太阳到小孔的距离为$a$，小孔到光屏的距离为$L$，要计算太阳直径$D$，还需要测量光屏上光斑的直径$c$，因此还需测量的物理量是光斑的直径$c$。
(2) 由相似三角形的性质，对应边成比例：$\frac{D}{a} = \frac{c}{L}$，整理得太阳直径的表达式为 $D = \frac{ac}{L}$。
(3) 测量得光斑直径$c$约为$1\ \mathrm{cm}=1×10^{-2}\ \mathrm{m}$，代入已知量$a=1.5×10^{11}\ \mathrm{m}$，$L=1\ \mathrm{m}$，则$D = \frac{1.5×10^{11}\ \mathrm{m} × 1×10^{-2}\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{m}} = 1.5×10^9\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 光斑的直径$c$；(2) $\dfrac{ac}{L}$；(3) $1.5×10^9$
【知识点】
光的直线传播、小孔成像、相似三角形
【点评】
本题结合小孔成像与相似三角形知识，考查光的直线传播的实际应用，要求学生将物理规律与几何知识结合，解决估测天体直径的问题，属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
