Question

如下图所示，某同学用硬纸筒探究小孔成像．
（1）小孔成像的原理是

光在均匀介质中沿直线传播

．
（2）请在下图中作出蜡烛AB在屏上所成的像A′B′（要求标出A′、B′）．
（3）该同学将一根高3cm的蜡烛固定在小孔前6cm处，改变像到小孔的距离，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

根据表中的数据及实验观察到的现象可以得到的结论是：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”），当像到小孔的距离小于蜡烛到小孔的距离时，所成的像是

缩小

（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的，物体通过小孔所成的像一定是

倒立的

（选填：“倒立的”、“放大的”、“等大的”、“缩小的”）．

Answer 1

分析：（1）物体发出或反射的光通过小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的实像，这就是小孔成像．
（2）根据光直线传播的性质做出AB所成的像．
（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；当像到小孔的距离小于蜡烛到小孔的距离时，分析表格中像的高度与蜡烛的高度，即可得出所成的像与物的关系．

解答：解：（1）小孔成像的原理是：光在均匀介质中沿直线传播．
（2）发光物体的每一个点都可看作为点光源，每个点光源发出的光都会通过小孔照到屏幕的某个区域．蜡烛A点发出的光线经小孔下边缘，到达光屏下部，蜡烛B点发出的光线经小孔上边缘，到达光屏的上部，成的像是倒立的实像，蜡烛成像的光路图如图所示．
、
（3）①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．
②由表中的数据可知，当像到小孔的距离为2.0cm、4.0cm时，成像的长度为1.0cm、2.0cm，均小于蜡烛的长3cm，
所以当像到小孔的距离小于蜡烛到小孔的距离时，所成的像是缩小的．
③由表可知，当像到小孔的距离和蜡烛到小孔的距离相等时，即为6.0cm，此时蜡烛和像均为3.0cm；
当像到小孔的距离大于蜡烛到小孔的距离相等时，即8.0cm、10．cm，成像的长度为4.0cm、5.0cm，均大于蜡烛的长3cm；
所以物体通过小孔所成的像可能是放大的、可能是等大、可能是缩小的，但一定是倒立的．
故答案为：（1）光在均匀介质中沿直线传播；（2）如上图所示；（3）正比；缩小；倒立的．

点评：本题利用了光沿直线传播作图：小孔成的像是倒立的像，像的大小和物体与小孔的距离、小孔到光屏的距离有关．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．