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,如图甲所示小明将圆筒插入易拉罐中制成针孔相机,圆筒能在易拉罐中前后移动.小明在观察像时发现小孔成像时像的大小会变化,于是他又设计了探究“小孔所成像的大小与哪些因素有关”的实验.他猜想:小孔所成像的大小可能与烛焰到小孔的距离、烛焰AB的高度以及像到小孔的距离有关.于是他用同一个蜡烛AB实验,且保持烛焰AB到小孔的距离为8cm不变,多次改变小孔到半透明纸(光屏)之间的距离时,他测出了像的高度填入表格内。

实验次数

小孔到半透明纸的距离s/cm

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

像的高度h/cm

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

(1) 为了减小光屏附近亮度,使观察到的像更清晰,半透明纸(光屏)应安装在圆筒的(A/B)端;
(2) 图中烛焰在半透明纸上所成的是(正立/倒立)的像,其成像的原理是
(3) 从表中数据可以看出:当烛焰AB和小孔的距离保持不变时,半透明纸离小孔越远,所成的像越
(4) 在第④次实验时,半透明纸上像的高度与烛焰AB的高度(相等/不相等);
(5) 晴天的正午时分,小明走在宜兴森林公园茂密的樟树林下,看到阳光透过树叶的缝隙而在地上留下许多大小不同的圆形光斑,根据表中数据可知其圆形光斑大小不一的原因是不同。
【考点】
光的直线传播及其应用;
【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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