Question

7．某同学用两个硬纸筒探究小孔成像，如图所示：
（1）小孔成像现象可以由光的直线传播知识来解释．“像”是倒立的实像（选填“虚”和“实”）
（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．他测出了不同距离时像的高度，并将实验结果填在了表格中，根据表中的数据可以得到的结论是：蜡烛和小孔的位置固定后，像的高度h与像到小孔的距离S成正比（选填“正比”或“反比”）．

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

（3）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，他从书上查到太阳到地球的距离为1.5×10¹¹m，则日光到达地面的时间是多少？

Answer 1

分析 （1）小孔成像的原理是光沿直线传播，物体上部的光线通过小孔后，射到了光屏的下部，物体下部的光线通过小孔后，射到了光屏的上部，倒立的实像是小孔成像的特点．
（2）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．
（3）已知太阳到地球的距离（光传播的量程），而光速v=3×10⁸m/s，由速度公式的变形公式可以求出光的传播时间．

解答 解：
（1）小孔成像的原理是光沿直线传播；物体上部发出或反射的光经小孔后射到光屏的下部；物体下部发出或反射的光经小孔后射到光屏的上部，所以小孔成像成的是倒立的像；小孔所成的像是由实际光线汇聚而成的，是实像．
（2）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．
（3）光在真空中的传播速度c=3×10⁸m/s，
根据v=$\frac{s}{t}$，
所以光的传播时间：t=$\frac{s}{c}$=$\frac{1.5×1{0}^{11}m}{3×1{0}^{8}m/s}$=500s．
故答案为：（1）光的直线传播；倒；实；（2）正比；（3）日光到达地面的时间是500s．

点评 本题主要考查学生对光沿直线传播的应用，即小孔成像的原理、特点的了解和掌握，以及对数据分析处理能力，应用速度公式的解题的能力；属于有一定难度的中等题目．