Question

18．在觀察小孔成像特點(diǎn)時(shí)，小波發(fā)現(xiàn)：光屏到小孔的距離越遠(yuǎn)，所成的像越大，像的大小與該距離有什么定量關(guān)系？于是他在光線較暗的環(huán)境中進(jìn)一步探究：
1．用發(fā)光二極管按“F”字樣拼裝在不透明的紙板上，如圖1甲所示．
2．將“F”字樣紙板、帶小孔的不透明紙板、半透明塑料板（光屏）依次置于光具座的A、B、C位置，使“F”正立面對小孔，如圖1乙所示．
請你回答下列問題：
（1）給二極管通電，隨即在光屏上呈現(xiàn)出“F”的像，小波觀察到光屏上呈現(xiàn)的像是圖2中的②（填寫序號）．
（2）由于小孔成像的原理是光的直線傳播，所以這個(gè)像是實(shí)像（選填“實(shí)像”或“虛像”）
（3）保持“F”字樣紙板，小孔位置不變，只改變光屏到小孔的距離（像距），用刻度尺逐次測量像高，記錄數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
像距v/cm	12.0	16.0	20.0	24.0
像高h(yuǎn)/cm	3.0	4.0	5.0	6.0

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，請你用一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式來表示h與v的關(guān)系h=0.25v
（4）于是小波得出結(jié)論：小孔成像時(shí)，同一物體像的大小與相距成正比，你認(rèn)為這一結(jié)論需要補(bǔ)充的條件是物體到小孔的距離一定．

Answer 1

分析 （1）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律：
當(dāng)u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像．照相機(jī)、攝像機(jī)就是根據(jù)這個(gè)原理制成的．
當(dāng)u=2f時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像．
當(dāng)f＜u＜2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像．幻燈機(jī)、投影儀就是根據(jù)這個(gè)原理制成的，
當(dāng)u＜f時(shí)，成正立、放大的虛像．放大鏡就是根據(jù)這個(gè)原理制成的；
（2）物體發(fā)出或反射的光通過小孔后，在小孔后面的光屏上形成倒立的實(shí)像，這就是小孔成像；
（3）（4）算出表格中像的高度和像到小孔的距離的比值，可以看出比值是一個(gè)定值，由此得出像的高度和像到小孔的距離成正比；

解答 解：（1）能用光屏承接的為實(shí)像，由凸透鏡成像規(guī)律知：實(shí)像都是倒立的，故選②；
（2）蠟燭在塑料薄膜上所成的像是倒立的實(shí)像，其成像的原理是光的直線傳播；
（3）由表格上的數(shù)據(jù)可知，像的高度隨像到小孔距離的增大而增大，且像的高度與像到小孔距離的比值是一個(gè)定值，即$\frac{h}{V}$=$\frac{3.0cm}{12.0cm}$=0.25，即h=0.25v；
（4）由（3）得在物距和物高一定時(shí)，物體經(jīng)小孔所成像的高度和像距成正比．即小孔成像時(shí)，物體到小孔的距離一定，同一物體像的大小與相距成正比．
故答案為：（1）②；（2）直線傳播；實(shí)像；（3）h=0.25v；（4）物體到小孔的距離一定．

點(diǎn)評 此題考查的是凸透鏡成像的規(guī)律，小孔成像現(xiàn)象，學(xué)會從實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)分析并得出結(jié)論，同時(shí)要了解小孔成像的原理和特點(diǎn)，有一定的難度．