學習小組用圖*所示的圓柱形紙質套筒做“探究小孔成像規律”的實驗，發現像的大小不同，亮度也不一樣．  （1）關於...

問題詳情：

學習小組用圖*所示的圓柱形紙質套筒做“探究小孔成像規律”的實驗，發現像的大小不同，亮度也不一樣．

   （1）關於像的亮度與哪些因素有關，他們提出以下猜想：

    猜想1：與小孔到光屏的距離有關；

    猜想2：與小孔的形狀有關；

    猜想3：與小孔的大小有關．

    ①類比利用太陽光測凸透鏡焦距時，光屏從焦點處遠離透鏡過程中，光斑越大越暗的現象，可判斷猜想1是_________的．

    ②驗*猜想2時，固定燭焰、紙筒和光屏的位置，更換使用如圖乙所示的三個小孔進行實驗，分別觀察比較所成像的亮度．他們實驗中存在的問題是______________________．

    ③為驗*猜想3，固定燭焰、小孔和光屏位置，只改變圓孔直徑，觀察到的現象如下表．

    實驗現象表明：在小孔成像清晰時，_____________________．

   （2）學習小組對像的清晰度與亮度問題作進一步探究．

①在紙筒底部中心開一小孔a，又在a上下等距的位置再開兩個小孔b、c，光屏上觀察到三個像．在b、c兩孔處放置兩相同的三稜鏡，移動光屏到圖*位置時，光屏上只出現一個清晰的更亮的像．則b、c兩小孔處三菱鏡放置的方式可能是________．

②他們設想在b、c兩孔之間再開若干個小孔，並在小孔處放置稜鏡，所成的像都與b、c兩孔處三稜鏡所成的像重合，則光線通過這些稜鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三稜鏡的要________（選填“大”或“小”）．

③若開一個大孔，並在大孔處放一合適的凸透鏡替代上述所有稜鏡後，恰能在圖*位置光屏上呈現清晰的像，則此像是_______的倒立實像；若只用a孔替代凸透鏡，在圖*位置光屏上所成的像與該透鏡所成的像相比，像的亮度________，像的大小_________．

【回答】

正確  沒有控制小孔的大小相等  小孔越大亮度越亮  C  小  縮小  更亮  相等

【解析】

（1）①根據題意知道，當光屏從焦點處遠離透鏡過程中，出現光斑越大越暗的現象，則說明像的亮度與小孔到光屏的距離有關，故可判斷猜想1是正確的；

②要探究像的亮度與小孔的形狀的關係，則需要控制孔的大小不變，只改變形狀，而圖乙中即改變了孔的形狀，沒有改變孔的大小，所以，此過程中存在的問題是：沒有控制小孔的大小相等；

③分析表格的實驗資料知道：在小孔成像清晰時，小孔越大，像的明亮程度越亮；

（2）①三稜鏡具有偏折光的能力，要想使光都會聚在光屏中心的位置，則在bc兩處放置的三稜鏡的方式可能是凸透鏡的形狀，即圖C的形狀；

②在b、c兩孔之間再開若干個小孔，並在小孔處放置稜鏡，此裝置類似凸透鏡，過光心時傳播方向不變，越靠近光心的光線偏折程度的越小，故則光線通過這些稜鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三稜鏡的要小；

③根據圖知，物距大於像距，可以判斷出此時凸透鏡成的是一個倒立縮小的實像，因為凸透鏡和小孔都成倒立縮小的實像，像距和物距相等，所以像的大小是相等的，因為入*到凸透鏡上的光數量較多，經凸透鏡折*後，經過的像點的光線多，所以看起來亮一些

（2）①因為凸透鏡對光線有會聚作用，三稜鏡具有偏折光的能力，所以，要想使光都會聚在光屏中心的位置，則在bc兩處放置的三稜鏡的方式應是凸透鏡的形狀，即圖C所示的形狀。

②根據題意知道，在b、c兩孔之間再開若干個小孔，並在小孔處放置稜鏡，此裝置類似凸透鏡，由於過光心時傳播方向不變，越靠近光心的光線偏折程度的越小，所以光線通過這些稜鏡的偏折程度比通過b、c兩孔處三稜鏡的要小些。

③由圖知道，此時物距大於像距，所以此時凸透鏡成的是一個倒立縮小的實像，由於像的大小由物距和像距共同決定，物距和像距都不變，像的大小不變，但凸透鏡越大，像越亮，因為入*到凸透鏡上的光數量較多，經凸透鏡折*後，經過的像點的光線多，所以看起來亮一些。

【點睛】

本題考查的是小孔成像的探究和凸透鏡成像的應用，考查了根據題中資訊分析解答能力，有一定的難度。

知識點：光的直線傳播

題型：實驗,探究題