Question

7．“阳明”实验小组在王老师的指导下探究小孔成像，如图所示．
（1）蜡烛在屏上所成的像是倒立（选填“正立”或“倒立”）的实（选填“虚”或“实”）像．
（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，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	3.0	6.0	9.0	12.0	15.0

（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，他测出了某一个光斑的直径为2cm，光斑到小孔的距离为1.5m，从书上查到太阳到地球的距离为1.5×10¹¹m，由此可以估算太阳的直径为1.4×10⁹m．

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）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．
太阳的直径：d=$\frac{1.4cm}{1.5m}$×1.5×10¹¹m=1.4×10¹¹cm=1.4×10⁹m．
故答案为：（1）倒立；实；
（2）正比；
（3）1.4×10⁹m．

点评 此题考查的是小孔成像的知识，第二问和第三问是难点，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．