在观察小孔成像特点时,小波发现:光屏到小孔的距离越远,所成的像越大,像的大小与该距离有什么定量关系?于是他在光线较暗的环境中进一步探究:
1.用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上,如图1甲所示。
2.将“F”字样纸板、带小孔的不透明纸板、半透明塑料板(光屏)依次置于光具座的A、B、C位置,使“F”正立面对小孔,如图1乙所示。
请你回答下列问题:
(1)给二极管通电,随即在光屏上呈现出“F”的像,小波观察到光屏上呈现的像是图2中的 (填写序号)。
(2)由于小孔成像的原理是光的 ,所以这个像是 (选填“实像”或“虚像”)
(3)保持“F”字样纸板,小孔位置不变,只改变光屏到小孔的距离(像距),用刻度尺逐次测量像高,记录数据如表所示:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
像距v/cm |
12.0 |
16.0 |
20.0 |
24.0 |
像高h/cm |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
根据表中的数据,请你用一个数学表达式来表示h与v的关系
(4)于是小波得出结论:小孔成像时,同一物体像的大小与像距成正比,你认为这一结论需要补充的条件是 。
利用太阳光可以完成以下实验。
(1)如图甲所示,太阳光照到人身上形成影子,该现象说明 。
(2)如图乙所示,太阳光经过三棱镜发生色散现象,该现象说明 。
(3)如图丙所示,太阳光垂直照向凸透镜可在距凸透镜 处的白纸上得到一个最小、最亮的光斑,该凸透镜的焦距为 ;若将一个物体放在此透镜前 处,可在透镜的另一侧光屏上得到一个 像。
学习小组用图1中甲所示的圆柱形纸质套筒做"探究小孔成像规律"的实验,发现像的大小不同,亮度也不一样。
(1)关于像的亮度与哪些因素有关,他们提出以下猜想:
猜想1:与小孔到光屏的距离有关;
猜想2:与小孔的形状有关;
猜想3:与小孔的大小有关;
①类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑越大越暗的现象,可判断猜想1是
的。
②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图1中乙所示的三个小孔进行实验,分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是 。
③为验证猜想3,固定烛焰、小孔和光屏位置,只改变圆孔直径,观察到的现象如下表:
圆孔的直径/mm |
小于1.0 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
4.0 |
像的清晰度 |
清晰 |
清晰 |
清晰 |
清晰 |
较模糊 |
模糊 |
像的明亮程度 |
﹣﹣﹣﹣﹣逐渐变亮→ |
实验现象表明:在小孔成像清晰时, 。
(2)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究,如图2所示:
①在纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,光屏上观察到三个像。在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是 。
②他们设想在b、c两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所成的像都与b、c两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过b、c两孔处三棱镜的要 (选填"大"或"小")
③若开一个大孔,并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后,恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像,则此像是 倒立的实像;若只用a孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度 ,像的大小 。
某校研究性学习小组同学进行一组光学综合实践活动.
(1)如图(a)所示,通过三个小孔能看到的烛焰 (选填“是”或“不是”)烛焰通过小孔成的像;
(2)如图(b)所示是用易拉罐制作的简易针孔照相机,利用它观察烛焰时,孔对着 ,膜对着 ,(选填“烛焰”、“眼睛”),可以看见倒立的 像(选填“实”或“虚”);像的形状跟孔的形状 (选填“有关”或“无关”)。
(1)如图所示,小明将一枚硬币放在碗的底部,眼睛在A处恰好看不到它,这是因为光的 现象。沿碗壁缓缓向碗中加水,小明在A处又看到硬币,这是利用了光的 现象,此时小明看到的是硬币的 (选填“虚”或“实”)像。
(2)如图所示,在水平桌面上放置一个硬币并沿箭头所示方向吹气,发现有几次“硬币起飞”了,小明思考产生这一现象的原因:通过硬币上部空气流速大,压强 ;而硬币下面没有气流通过,下方气压始终是p0,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力。
(3)“硬币起飞”的条件是什么呢?查寻规律:在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为1/2ρv2+p = p0(其中ρ表示空气密度,p0是常数,表示没有气流时的环境气压)。本研究需要知道硬币的质量m(或重力G)和硬币上(或下)表面面积S。
(4)小明同学用如图所示的方法测定硬币表面面积,图中刻度尺的示数为 cm ,由此测得硬币的直径,算出硬币的表面积S。
(5)先利用天平称出多个硬币的总质量,然后计算出单个硬币的质量。(4)(5)两次实验中用了同一种方法测物理量,这样做的目的是 。
(6)请导出刚好将硬币吹起时吹气速度v的表达式 v=_____ ____(用ρ、S、m表示)。
给你一个圆柱形平底玻璃杯、一桶水、一支笔、一张纸、一小勺奶粉、一把激光手电筒。请你选择以上器材设计出二个不同的光学实验,并按以下要求填写
器材 |
简要操作方法 |
可能观察到的现象 |
简单解释 |
例如:杯、水、笔 |
①将杯盛满水 ②将笔放在玻璃杯一侧,从另一侧看笔 |
笔被放大了 |
盛水玻璃杯相当于放大镜 |
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根据你所学的知识回答下列问题
(1)如图中是小孔成像的实验,在屏幕上成蜡烛明亮清晰的像,小孔成像现象可以由 知识来解释。
(2)为了探究光反射时的规律,小明进行了如图所示的实验。当他把纸板B旋转一定的角度,发现反射光看不到了,说 明 。如果让光线逆着OF的方向射向镜面,会发现反射光线沿着OE方向射出,这表明 。
.如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央钻个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像的特点:
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是 (填“实像”或“虚像”);其成像的原理
是 。
(2)如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在塑料薄膜上看到的像是( )
A.三角形光斑 | B.圆形光斑 | C.蜡烛的正立像 | D.蜡烛的倒立像 |
(3)将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则它在塑料薄膜上所成的像是 (选填“顺”或“逆”)时针旋转的。
(4)为了增大蜡烛所成的像,可采取的办法是:
a. ; b. 。
为了研究影子长度与哪些因素有关,某科学兴趣小组的同学做了如图实验:在水平地面上竖直固定一根长杆,长杆上装有一个可以上下移动的点光源A,再在地面上竖立一根短木条(短木条始终低于点光源A)。
(1)保持短木条的长度和位置不变,该同学将点光源A从图示位置逐渐向上移动,测得数据如下表:
点光源的高度H/cm |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
影子长度L/cm |
30 |
15 |
10 |
7.5 |
6 |
该科学兴趣小组同学做此实验,想要验证的假设是
(2)分析上述实验数据还可看出:在点光源逐渐上移过程中,若点光源高度的增加量相同,则影子长度L的变化量 (选填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)图中S可表示点光源到短木条的距离,如果要研究影子长度L与点光源到短木条的距离S的关系,应如何操作
如图所示,找一个空的易拉罐,用钉子在易拉罐底部的中央敲一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层塑料薄 膜,这样就制成了一个针孔照相机,其实就是小孔成像的实验装置。将点燃的蜡烛置于小孔前的适当位置,观察并研究小孔成像的特点:
(1)蜡烛在塑料薄膜上所成的像是 (填“实像”或“虚像”);其成像的原理
是 ;
(2)如果易拉罐底部小孔是三角形,则他在半透明纸上看到的像是( )
A.三角形光斑 | B.圆形光斑 | C.蜡烛的正立像 | D.蜡烛的倒立像 |
(3)将蜡烛在孔前绕顺时针旋转,则它在塑料薄膜上所成的像是 (选填“顺”或“逆”)
时针旋转的;
(4)为了增大蜡烛所成的像,可采取的办法是:
a. ; b.