题目内容

15.小明同学用易拉罐做小孔成像实验,他用钉子在易拉罐底部中央戳了个三角形的小孔.

(1)小明把易拉罐正对着点燃的蜡烛(如图1所示),则在半透明纸上会看到蜡烛的倒立(选填“正立”或“倒立”)的像,这现象可用光的直线传播知识解释.
(2)小明实验时发现小孔成像的大小会变化,于是他设计实验探究小孔所成像的大小与哪些因素有关.他猜想所成像的大小可能与蜡烛到小孔的距离、物体的高度以及像到小孔的距离有关.于是他用同一支蜡烛实验,且保持蜡烛到小孔的距离不变,在多次改变小孔到半透明纸之间的距离时,他测出了像的高度(见下表).
小孔到半透明纸的距离s/cm2.04.06.08.010.0
像的高度h/cm1.02.03.04.05.0
请你根据表中的数据在图2中画出h与s的关系图象.
(3)从图象中可以看出:当蜡烛和小孔的距离保持不变时,半透明纸离小孔越远,所成的像越大.
(4)请你根据有关结论判断:当半透明纸距小孔12cm时,像的高度是6cm.
(5)通过实验,小明得到了正确的结论后很高兴.但他又想,像的大小会不会跟蜡烛离小孔的距离有关呢?在设计这个实验时小明应注意控制蜡烛的高度、小孔到半透明纸的距离不变.

分析 (1)蜡烛发出的光在空气中沿直线传播,经过小孔射在半透明纸上,从而形成一个倒立的烛焰的像.
(2)图象的横坐标代表小孔到半透明纸的距离,纵坐标代表像的高度,利用描点法就能够画出图象.
(3)分析图象,发现蜡烛到小孔的距离不变时,小孔到半透明纸之间的距离与像的高度的关系.
(4)由表中数据可以看出:在蜡烛到小孔的距离不变时,小孔到半透明纸之间的距离是像的高度的二倍.
(5)小孔成像中,像的大小与蜡烛的大小、蜡烛到小孔的距离、小孔到半透明纸的距离有关,研究与其中某一个因素的关系时,采用控制变量法的思想.

解答 解:(1)小孔成像原理是光的直线传播现象,蜡烛上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;蜡烛下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的像.
(2)横坐标对应小孔到半透明纸的距离,纵坐标对应像的高度,利用描点法绘出图象如下:

(3)从图象中可以看出:当蜡烛和小孔的距离保持不变时,半透明纸离小孔越远,所成的像越大.
(4)由表中数据可以得出,在蜡烛到小孔的距离不变时,小孔到半透明纸之间的距离是像的高度的二倍,因此当半透明纸距小孔12cm时,像的高度是6cm.
(5)根据控制变量法的思想,小明在探究像的大小会不会跟蜡烛离小孔的距离有关时,应该控制蜡烛的高度和小孔到半透明纸的距离不变.
故答案为:(1)倒立;直线传播;
(2)如上图;
(3)大;
(4)6;
(5)蜡烛的高度;小孔到半透明纸的距离.

点评 本题考查了小孔成像实验的探究,考查了学生的实验探究能力、实验数据的分析能力以及设计实验的能力,是新课标考查的重点.

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