Question

一位同学按老师的要求，用硬纸筒做针孔照相机实验．
 （1）如图甲装置中，对小孔的要求是

 

．
（2）该同学发现蜡烛和小孔的位置固定后，像离小孔越远，像就越大．他想进一步研究像高和像距的关系，测出了不同距离时像的高度，填在表格中：

像的高度h/cm	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
像到小孔的距离S/cm	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0

请你根据表中的数据在图乙坐标中画出h与S的关系图象；
（3）分析图象可以得到的结论是

 

；
（4）在学习小孔成像的应用时，该同学知道树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶间的小孔在地面上成的像，他测出了光斑的直径为7.0cm，光斑到小孔的距离为7.5m，从书上查到太阳到地球的距离为1.5×10¹¹m，由此可以估算出太阳的直径为

 

m．

Answer 1

分析：（1）由于光有沿直线传播的特点；当光通过小孔时物体的上下部位颠倒，在小孔的后方形成一个倒立的像；
（2）根据表中所给数据描点连线即可画出图象；
（3）算出表格中像的高度和像到小孔的距离的比值，可以看出比值是一个定值，由此得出像的高度和像到小孔的距离成正比；
（4）根据像的直径和像到小孔的距离的比值等于物体的直径和物体到小孔的距离的比值，列式求解．

解答：解：（1）“小孔成像”时，对小孔的要求是小孔应很小，如果小孔过大，则通过的是大面积的光束，不再呈现小孔成像现象；小孔成像说明光具有沿直线传播特点．
（2）根据表中所示，当像离小孔越远，像就越大，则如图所示．

直线L就是h与s的关系图象．
（3）由表格上的数据可知，像的高度随像到小孔距离的增大而增大，求出像的高度和像到小孔距离的比值，可以发现比值是一个定值，所以像的高度h与像到小孔的距离S成正比；
（4）光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值是一个定值，
根据光线传播的可逆性可知太阳直径和太阳与小孔之间的距离的比值是一个定值，且和光斑的直径与光斑到小孔的距离的比值相等，
所以，太阳的直径d=

0.07m

7.5m

×1.5×10¹¹m=1.4×10⁹m．
故答案为：（1）小孔应很小；（2）如图：（3）像的高度随着像离小孔的距离的增大而增高；（4）1.4×10⁹．

点评：本题考查的是小孔成像的知识，第三问和第四问是难点，要用物体所成像的直径和像到小孔距离的比值是一个定值来解答，是一道比较难的题目．