Question

17．小明在探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成的像的高度和像距的关系”时，所用的实验器材有：用发光二极管做成的物体、有小孔的方纸板、用半透明塑料膜做成的屏、量程为0～30cm的直尺，实验装置的示意图如图所示．
（1）该实验应该在较暗的环境下进行．（选填“亮”或“暗”）
（2）记录的实验数据如表，请在方格纸上画出像高与像距的关系图象．

实验次数	1	2	3	4	5	6
物距u/cm	相同
物高h1/cm	相同
像距v/cm	4.0	8.0	12.0	16.0	20.0	24.0
像高h2/cm	2.0	4.1	6.0	8.0	9.9	12.0

（3）根据图象，得出的探究结论是：在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比．
（4）另一名同学在做该实验时，更换了部分实验器材，其实验装置的示意图如图所示．外筒（足够长）用不透明的材料制成，左端开有小孔；内筒（内径约14cm）的筒壁用不透明的材料制成，左端用半透明塑料膜做屏，并可以在外筒中自由地拉出或推入．其他器材不变．和小明所用的装置相比较，请说出该同学用这样的装置做实验的好处和不足．（各写一条即可）
好处：方便改变像距；
不足：像高不方便测量．

Answer 1

分析 （1）探究小孔成像实验时，成像的物体和环境对比度越大，成像物体越亮，像越清晰；
（2）根据表格中的数据描点连线即可得到像高与像距的关系图象；
（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）从实验操作和实验测量方面对比两位同学的实验装置即可得出该装置做实验的好处和不足．

解答 解：（1）本实验探究“物距和物高一定时，物体经小孔所成的像的高度和像距的关系”时，发光二极管是成像物体，
在明亮的环境中，发光二极管和明亮环境的对比度降低，成像不太清晰，故该实验应该在较暗的环境下效果更好．
（2）根据表格中的数据描点，并用平滑的线连接起来，见下图：

（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，且像的高度与像到小孔距离的比值是一个定值，
所以得出的探究结论是：在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比．
（4）另一名同学所用的实验装置，左端用半透明塑料膜做屏可以在外筒中自由地拉出或推入，可以很方便的改变像距；
外筒（足够长）用不透明的材料制成，不受外界实验环境亮暗的影响，便于观察所成的像；
但是由于左端用半透明塑料膜做成的屏在外筒里面，不方便测量像高．
故答案为：（1）暗；
（2）见上图；
（3）在物距和物高一定时，物体经小孔所成像的高度和像距成正比；
（4）方便改变像距；像高不方便测量．

点评 本题是一道探究题，注意运用控制变量的思路考虑问题，学会从实验表格数据分析并得出结论，同时要了解小孔成像的原理和特点，有一定的难度．