7.2實(shí)驗二 探究：小孔成像教材第4節(jié)（解析版）

實(shí)驗二探究：小孔成像[教材第4節(jié)]實(shí)驗梳理提出問題：小孔成像中所成像的形狀受哪些因素影響?1、小孔成像中所成像的形狀與▲有關(guān)；2、小孔成像中所成像的形狀與▲有關(guān)。設(shè)計方案：1、取幾張硬紙片,用小刀在紙片上刻出各種不同形狀(三角形、正方形、菱形、梯形等)的小孔,小孔大小約為1cm,把刻有小孔的紙片放在陽光下,是為了探究陽光通過小孔所成的像的形狀是否與▲有關(guān)。2、再取一張硬紙片,用小刀在紙片上刻出正方形的大孔,大孔大小約為5cm,把刻有大孔的紙片放在陽光下,觀察陽光通過大孔后在地面上形成的光斑形狀。另取一張硬紙片把正方形的大孔遮去一部分,觀察陽光通過變小的孔在地面上形成的光斑形狀。移動紙片減小孔的大小,直到陽光通過孔在地面上形成圓形的光斑為止。這樣的實(shí)驗操作是為了探究▲對小孔成像的影響。實(shí)驗結(jié)果與結(jié)論：1、小孔大小約1cm,陽光通過不同形狀的小孔后在地面上都形成圓形的光斑,說明陽光通過小孔所成的像的形狀與小孔的形狀▲。2、大孔大小約5cm,通過硬紙片逐步遮去一部分來減小孔的大小過程中,陽光通過孔在地面上形成的光斑先與孔的形狀相同,直到孔足夠小時,才會出現(xiàn)圓形的光斑。說明小孔成像的形成條件是孔的大小要足夠小?！敬鸢浮拷⒓僭O(shè)：1.小孔的形狀；2.小孔的大?。辉O(shè)計方案：1.小孔的形狀；2.小孔的大??；實(shí)驗結(jié)果與結(jié)論：1.無關(guān)【解析】【分析】【詳解】建立假設(shè)：1、小孔成像中所成像的形狀與小孔的形狀有關(guān)；2、小孔成像中所成像的形狀與小孔的大小有關(guān)。實(shí)驗結(jié)果與結(jié)論：當(dāng)紙片上的小孔大小為1厘米時，在地面上形成一個個圓形的光斑。光斑是太陽通過小孔成的像，像的形狀與孔的形狀無關(guān)。實(shí)驗小貼士1、陽光通過小孔后在地面上形成的圓形光斑,是太陽的像,因此,為了保證實(shí)驗結(jié)果的可靠性,小孔不能用圓形的。樹蔭下的光斑是太陽的像,但很少見到圓形的,原因是樹的縫隙層層疊疊,導(dǎo)致地面上太陽的像往往是多個重疊的,因此,很難看見完整的圓形光斑。2、“像”與“光斑”：像是物體的發(fā)光點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)過小孔后聚集而成的,與物體的形狀相同且清晰；光斑是光通過孔后在另一側(cè)形成的與孔的形狀相同的輪廓。3、“小孔”與“大孔”：孔的大小是相對的,具體要求與發(fā)光物體本身大小、物距、像距有關(guān)。實(shí)驗素養(yǎng)提升例1學(xué)習(xí)了光學(xué)知識后,小童和小朵想自己探究小孔成像現(xiàn)象。如圖所示,她們給兩個空罐的底部中央分別打上一個圓孔和一個方孔,再將兩片半透明塑料膜蒙在空罐的口上,分別將小孔對著燭焰和燈絲,可以看到燭焰和燈絲通過小孔所成的像。(1)圖甲中點(diǎn)燃的蠟燭與小孔距離為a,像與小孔距離為b(a＞b),則蠟燭通過小孔在屏(半透明的塑料膜)上成的像是▲的(選填“正立”或“倒立”),形狀與▲(選填“小孔”或“蠟燭”)相同。(2)由甲、乙兩圖可知實(shí)驗是在研究小孔成像與▲的關(guān)系。(3)分析比較▲兩圖,可以得出小孔成像與物體的形狀有關(guān)。(4)小孔成像的原理是▲。(5)圖中,日食奇觀時,如果利用丙實(shí)驗裝置對形太陽進(jìn)行觀察,在半透明膜上看到的像的形狀是▲(填字母)。(6)晴天的正午時分,走在公園茂密的樹林下,你會看到陽光透過樹葉的縫隙而在地上留下許多大小不同的圓形光斑(如圖所示),這是▲(選填“太陽”“樹葉的縫隙”或“樹葉”)的▲(選填“像”或“影子”),光斑大小不同的原因是▲?！敬鸢浮浚?）倒立；蠟燭；（2）孔的形狀；（3）甲、丙；（4）光的直線傳播；（5）C；（6）太陽；像；樹葉縫隙到地面的距離不同【解析】根據(jù)以下內(nèi)容答題：（1）（2）（3）（4）（5）蠟燭發(fā)出的光在空氣中沿直線傳播，經(jīng)過小孔射在半透明紙上，從而形成一個倒立的燭焰的像；小孔成像的原理是光沿直線傳播，小孔成像的形狀和孔的形狀無關(guān)，與物體的形狀有關(guān)；（5）結(jié)合（1）中小孔成像的知識分析即可判斷?！痉治觥看祟}考查的是小孔成像的特點(diǎn)，以及像物大小關(guān)系的判斷，是一道基礎(chǔ)題；認(rèn)真審題，仔細(xì)觀察，從題干中得到有用的信息，是解題的關(guān)鍵?！驹斀狻浚?）小孔成像成的是燭焰倒立的像，像是由實(shí)際光線會聚而成的，是實(shí)像；形狀與蠟燭的火焰相同；（2）甲圖和乙圖中孔的形狀不同，物體（蠟燭焰）形狀相同，所成的像形狀相同，由此可見：實(shí)驗是在研究小孔成像與孔的形狀的關(guān)系；（3）要探究小孔成像的形狀與物體的形狀的關(guān)系，需要控制小孔的形狀相同，物體的形狀不同，甲丙符合題意；（4）三個實(shí)驗都表明，物體發(fā)出的沿直線傳播的光，經(jīng)過小孔后在后面的屏上形成物體的像，即小孔成像，證明了光是沿直線傳播的；（5）由小孔成像的特點(diǎn)可知日偏食經(jīng)小孔成的像的缺口正好在日偏食缺口的對側(cè)，所以選項C符合題意；（6）光斑是太陽通過樹葉間的小孔所成的像，由于樹葉縫隙到地面的距離（或樹葉縫隙的高度）不同，使得光斑大小不同。故答案為：（1）倒立；蠟燭；（2）孔的形狀；（3）甲、丙；（4）光的直線傳播；（5）C；（6）太陽；像；樹葉縫隙到地面的距離不同。例2如圖所示,觀察并研究小孔成像的特點(diǎn)：(1)蠟燭在半透明膜上所成的像是▲(選填“實(shí)像”或“虛像”)；其成像的原理是▲。(2)如果易拉罐底部小孔是三角形,則半透明膜上所成的像是▲(填字母)。A、三角形光斑B、圓形光斑C、蠟焰的正立像D、蠟焰的倒立像(3)當(dāng)u不變,υ減小,半透明膜上所成的像將▲(選填“變大”或“變小”)?！敬鸢浮浚?）實(shí)像；光沿直線傳播；（2）D；（3）變小?！窘馕觥浚?）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；其原理是光沿直線傳播。（2）在小孔成像現(xiàn)象中，物體經(jīng)小孔成的像的形狀由物體決定，像的形狀與物體的形狀相同，與孔的形狀無關(guān)；（3）成像的大小取決于物體到小孔的距離、光屏到小孔的距離。【分析】小孔所成的像一定是倒立的實(shí)像，成像的大小取決于物距和像距的大小，成的像可能比物體大，可能比物體小，也可能與物體相等。【詳解】（1）實(shí)像可以用光屏承接，虛像不能用光屏承接，故蠟燭在半透明膜上所成的像是倒立的實(shí)像；其成像的原理是