1. 大约两千四百年前,我国的学者墨翟和他的学生做了世界上第一个小孔成像的实验,解释了小孔成像的原因;在制作“小孔成像观察仪”的活动中,小明同学将圆筒插入易拉罐中制成如图的仪器(圆筒能在易拉罐中前后移动)。

(1) 圆筒的(A/B)端是用半透明塑料薄膜制成的光屏;
(2) 开始实验时,眼睛从光屏一侧看过去,无论怎样调节易拉罐与蜡烛之间的距离,屏上都看不到烛焰的像,而只能看到一片光亮,最有可能的是:______; A. 小孔扎成了三角形 B. 小孔扎成了正方形 C. 小孔太大 D. 小孔太小
(3) 图乙中,保持易拉罐和圆筒位置不变,应将蜡烛向移动(左/右),可以使得屏上的像变大;
(4) 小明到室外研究小孔成像,正午时,在地上铺一张白纸,将刻有边长为2cm等边三角形孔的纸板正对着太阳,当纸板逐渐远离白纸时,白纸上光斑的形状(由圆形变成三角形/由三角形变成圆形),同时光斑的亮度(增强/不变/减弱);
(5) 保持纸板与白纸的距离不变,用另一卡片覆盖在三角形孔上向左移动(如图丙),当看到光斑是圆形时,继续用卡片遮挡,减小通光孔的大小,白纸上光斑大小将(变大/不变/变小),光斑亮度(增强/不变/减弱);
(6) 小明进一步实验,分别测出烛焰的高度h1 , 烛焰到小孔的距离x1 , 像的高度h2 , 像到小孔的距离x2 , 测得多组数据后发现,它们之间满足关系: ,树荫下的圆形光斑就是太阳通过树叶中间的小孔在地面上成的像,小明从网上查到太阳到地面的距离约为 m,一个直径为3.5cm的光斑到它对应的小孔间距为375cm,则太阳的直径约为m。
【考点】
光的直线传播及其应用; 光的传播速度与光年;
【答案】

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2. 行人在路灯下的影长与哪些因素有关呢?小明猜想;

猜想一:影长与光源到物体的距离有关;猜想二:影长与灯光照射的角度有关;

小明设计了图1实验,保持橡皮到墙壁间的距离不变,左右移动手电筒,分别测出墙壁上所形成的影子的纵向长度,记录实验数据如下表:

光源到橡皮的距离L/cm

5

10

15

20

25

影子的长度H/cm

10

6

4.5

3.7

3.1

(1) 此实验是为了寻找猜想(一/二)的证据;分析数据后可以发现,若保持其他因素不变,当手电筒由近处逐渐远离橡皮时,影子的长度变
(2) 为了进一步发现其中的规律,根据表中数据,以手电筒到橡皮的距离L为横坐标、影子的长度H为纵坐标,H随L变化关系如图2,由图像可知,当手电筒到橡皮的距离L=17.5cm时,影子的长度H大约是cm;观察图像的变化趋势发现,当手电筒距离橡皮较远时,影子的长度变小得越(快/慢);
(3) 为了寻找另一个猜想的证据,小明保持橡皮擦位置不变,将手电筒竖直向上移动并始终让灯光对准橡皮擦照,测量影子的长度,并得出结论,在交流环节,有同学认为该方案并不完善,因为没有控制不变;
(4) 在交流过程中,有同学发现有时影子边缘模糊,有时清晰,这是什么原因造成的呢?查阅资料后得知:第一种原因是橡皮擦与影子之间的距离会影响影子的清晰度。第二种原因是光源性质不同,点光源形成的影子边缘往往比较清晰;光源较大时,光线就会从多个方向照射到物体上,使得影子边缘的光强分布变得复杂,从而导致边缘模糊。同学们通过下面实验继续寻找证据:

①为了验证第一种原因是否正确,只改变橡皮擦与墙壁的距离,发现距离越近,影子边缘越来越清晰了,则说明第一种原因(正确/不正确);

②实验后,有同学通过画光路图方法,对上述两种原因进行验证,如图3,对比两个光路图可以说明第二种原因是正确的。

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