Question

一位同學(xué)按老師的要求，用硬紙筒做針孔照相機(jī)實(shí)驗(yàn)．
 （1）如圖甲裝置中，對(duì)小孔的要求是

 

．
（2）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)蠟燭和小孔的位置固定后，像離小孔越遠(yuǎn)，像就越大．他想進(jìn)一步研究像高和像距的關(guān)系，測(cè)出了不同距離時(shí)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
像到小孔的距離S/cm	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0

請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖乙坐標(biāo)中畫(huà)出h與S的關(guān)系圖象；
（3）分析圖象可以得到的結(jié)論是

 

；
（4）在學(xué)習(xí)小孔成像的應(yīng)用時(shí)，該同學(xué)知道樹(shù)蔭下的圓形光斑就是太陽(yáng)通過(guò)樹(shù)葉間的小孔在地面上成的像，他測(cè)出了光斑的直徑為7.0cm，光斑到小孔的距離為7.5m，從書(shū)上查到太陽(yáng)到地球的距離為1.5×10¹¹m，由此可以估算出太陽(yáng)的直徑為

 

m．

Answer 1

分析：（1）由于光有沿直線傳播的特點(diǎn)；當(dāng)光通過(guò)小孔時(shí)物體的上下部位顛倒，在小孔的后方形成一個(gè)倒立的像；
（2）根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線即可畫(huà)出圖象；
（3）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；
（4）根據(jù)像的直徑和像到小孔的距離的比值等于物體的直徑和物體到小孔的距離的比值，列式求解．

解答：解：（1）“小孔成像”時(shí)，對(duì)小孔的要求是小孔應(yīng)很小，如果小孔過(guò)大，則通過(guò)的是大面積的光束，不再呈現(xiàn)小孔成像現(xiàn)象；小孔成像說(shuō)明光具有沿直線傳播特點(diǎn)．
（2）根據(jù)表中所示，當(dāng)像離小孔越遠(yuǎn)，像就越大，則如圖所示．

直線L就是h與s的關(guān)系圖象．
（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，求出像的高度和像到小孔距離的比值，可以發(fā)現(xiàn)比值是一個(gè)定值，所以像的高度h與像到小孔的距離S成正比；
（4）光斑的直徑與光斑到小孔的距離的比值是一個(gè)定值，
根據(jù)光線傳播的可逆性可知太陽(yáng)直徑和太陽(yáng)與小孔之間的距離的比值是一個(gè)定值，且和光斑的直徑與光斑到小孔的距離的比值相等，
所以，太陽(yáng)的直徑d=

0.07m

7.5m

×1.5×10¹¹m=1.4×10⁹m．
故答案為：（1）小孔應(yīng)很小；（2）如圖：（3）像的高度隨著像離小孔的距離的增大而增高；（4）1.4×10⁹．

點(diǎn)評(píng)：本題考查的是小孔成像的知識(shí)，第三問(wèn)和第四問(wèn)是難點(diǎn)，要用物體所成像的直徑和像到小孔距離的比值是一個(gè)定值來(lái)解答，是一道比較難的題目．