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核心素养
科学观念:通过实验理解光在同种均匀介质中是沿直线传播的;
科学思维:了解光的直线传播在生产生活中的应用;
探究实践:通过一些有趣的小活动,初步感受科学就在身边,科学与生活息息相关,初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法;
态度责任:知道光在真空中的传播速度,知道光在不同介质中的传播速度不同。
【课前预习】
光的直线传播
1、光沿直线传播的条件
光在 。如果介质不是同种或不均匀,光的传播方向将会发生 。
<名师指点>:光能在真空中传播,还能在空气、水、玻璃等物质中传播。
2、光线
为了表示光的传播情况,我们通常用 表示 和 ,这样的直线叫 。
3、小孔成像
光源上部发出的 ,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了 ; 发出的 ,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了 ,就 了相对于光源 。
4、光在真空中的传播速度
真空中的 是宇宙间最快的速度,在物理学中用字母 表示, 。
5、光在其他介质中的传播速度
光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度,可视为c=3×108m/s,光在水中的传播速度约为,光在玻璃中的传播速度约为(即 )
6、光在真空中1年传播的距离等于1光年,天文学上常用光年作为单位来计量天体之间的 。
【课中研学】
一、光的直线传播
2000多年以前,我国思想家墨翟(墨子)和他的学生做了世界上第一个小孔成像实验:用一块带有小孔的板遮挡在墙体与物之间,墙体上就会形成物的倒影,并由此推测光的传播路径。
墨翟指出,物体通过小孔所形成的像是倒像,据此推测光是沿直线传播的。
茂密的森林,城市的夜晚,浓雾弥漫的公路,也能看到一束束沿直线传播的光。那么,我们能否通过实验来证实呢?
探索活动:
1.在有机玻璃容器中,加入适量的水,用水溶性荧光笔在水中搅拌几次;再点燃一小段艾叶条,在水面上方充入少量的艾条烟尘。
2.将一束激光依次射到空气、水、有机玻璃板中,观察激光在空气、水、有机玻璃板中传播的路径。
3.用注射器将200mL浓糖水缓慢注射到荧光液的下方,再将激光束逐渐向下移动,观察激光的传播路径。
4.搅拌糖水,再让激光束射过溶液,观察光的传播路径。
实验结论: 。
1、光的直线传播
(1)光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
(2)光线
①概念:我们常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向,这样的线叫作光线。
②作用:形象地表示光的传播情况
2、光沿直线传播的实例
(1)影子的形成
(2)步枪瞄准
当看到瞄准点、准星尖和缺口三者重合时,就认为三者处于同一直线上。
(3)排队看齐、激光准直、小孔成像
科学拓展:
树荫下的圆形光斑是光沿直线传播形成的太阳的像,属于小孔成像现象。
3、光速
光能在空气、液体、固体等透明物体中传播,也能在真空中传播,光在不同介质中传播的快慢是不同的。
(1)在真空中的传播速度最大,为3×108m/s
(2)在空气中的传播速度接近于真空中的传播速度
(3)在水中的传播速度约为真空中的3/4
(4)光在玻璃中的传播速度比在水中的传播速度更小
探索实践:制作“针孔照相机”
目标:制作“针孔照相机”,探究针孔成像的特点。
器材:不透明纸盒,卡纸,半透明纸,剪刀等。
过程:
1.设计制作。
制作或寻找一个不透明纸盒,在A端开一小孔,作为镜头;在B端蒙一张半透明纸,作为光屏。小孔的大小要能改变,半透明纸到小孔的距离也要能改变。这样,一架简易的“针孔照相机”便制作完成了。
2.观察记录。
(1)依次插入大孔、中孔、小孔的镜头,将镜头对着窗外很亮的景物,在表中记录景物呈现在半透明纸上的像的特征。
(2)保持镜头的位置不动,缩短光屏到小孔的距离,半透明纸上所呈现的景物范围变 ,景物的大小变 。
问题讨论
1.为什么用针孔照相机“拍摄”出来的像是倒立的?请画图解释。
2.如何使光屏上的像更明亮?
4、小孔成像
(1)原理:光在同一均匀介质中沿直线传播
(2)成像规律
①一般来说,孔径越小,成像越清晰,像的亮度越暗。
②像的形状与孔的形状无关,与光源的形状有关。
③缩短光屏到小孔的距离,像的大小会变小;反之,会变大。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025七上·德清期末)沈括在《梦溪笔谈》中写道:“若鸢飞空中,其影随鸢而移(如图甲);或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违:鸢东则影西,鸢西则影东(如图乙)……”。则下列说法正确的是
A.图甲、乙中的现象都可用光的直线传播解释
B.光在任何情况下都沿直线传播
C.图甲、乙中“影”移动的方向与物移动的方向相反
D.要形成如图乙的现象,对窗隙大小没有要求
(1题图) (2题图)
2.(2025七上·德清期末)如图所示,小德制作了一个简易针孔照相机,A端开一圆形小孔作为镜头,B端蒙一张半透明纸作为光屏。将其水平放置,将镜头对着窗外很亮的景物,可在半透明纸上看到 (选填“倒立”或“正立”)的像。若保持镜头位置不动,缩短光屏到小孔的距离,半透明纸上呈现的景物大小变 。若将圆形小孔改为三角形小孔,则像的形状 (选填“改变”或“不变”)。
3.(2025七上·余杭期末)在学习了光的直线传播后,某科学小组做了以下实验:
(1)同学们先利用如图甲所示的器材进行探究。在水中加入适量的白糖,不搅拌。等白糖溶解完后,打开激光器,出现了如图所示的光线。说明水槽中的溶液是 的(填“均匀”或“不均匀”)。
(2)图乙是同学们制作的简易“针孔照相机”。能看到烛焰在半透明的塑料膜上成的像是 (选填“正立”或“倒立”)的实像。为了增大烛焰所成的像,可采取的办法是: (写出一种方法即可)。
(3)最后他们又想探究路灯下人影长度的影响因素,用如图丙所示高度可调的台灯模拟“路灯”、用竖立起来的铅笔模拟“人” (铅笔顶端始终低于灯泡的高度)进行实验。
光源高度 H/cm 20 30 40 50. 60
影长L/ cm 30 15 10 7.5 6
表中为实验所测数据,根据数据可得结论: 。
4.(2025七上·椒江期末)小明完成“针孔照相机”制作后,发现可以利用该设备估测太阳的直径,如图甲所示。他在A卡片上的铝箔纸中间戳一小孔,B卡片中间画一个直径10毫米的圆。将A卡片垂直朝向太阳,移动B卡片,直到太阳的像刚好与画的圆圈重合。
(1)若A卡片上的小孔为“◇”形状,则B卡片上观察到太阳像的形状为 。
(2)在实验过程中,小明发现B卡片上的光斑如图乙所示,则接下来应该让B卡片 (选填“靠近”或“远离”)A卡片,直到太阳的像刚好与画的圆圈重合,测得AB卡片间的距离为100厘米。
(3)数据分析:
①已知:太阳与地球之间的平均距离为1.5×108千米。
②可以利用比例式:=
根据以上信息,计算太阳的直径约为 千米。
5.(2025七上·临海期末)兴趣小组的同学用纸筒和半透明纸制作“针孔照相机”,如图甲所示,探究针孔成像的特点。
(1) “针孔成像”的原理是 。
(2)将细纸筒插入粗纸筒,保持蜡烛、细纸筒不动,顺时针转动粗纸筒,观察半透明纸上像的转动情况是 (填“顺时针转动”、 “逆时针转动”或“不转动”)。
(3)小组同学在硬纸板上挖孔,研究太阳的小孔成像规律,实验结果如表所示。
小孔形状 孔径/ mm 地面光斑形状
小孔距地面 10cm 小孔距地面 20cm 小孔距地 面 40cm 小孔距地面80cm 小孔距地面 120cm 小孔距地面 200cm
□ 1 □ O O O O O
5 □ □ □ O O O
10 □ □ □ □ O O
①当小孔离地面的距离足够远时,地面上的光斑是圆形的,这是 的像。
②某小组用如图乙所示小孔进行实验,已知正方形小孔的边长分别是 1mm和5mm,将纸板正对着太阳,调节纸板离地面的距离,在地面上形成光斑。请画出一种可能观察到的光斑形状。
【课后练习】
1.(2025七上·余姚期末)早在战国时期,我国古代著名教育家、思想家墨翟就在研究小孔成像的现象。如图所示,他用蜡烛作为光源,在木板上钻一个小孔,发现光线透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是
A.蜡烛在墙上形成的像是正立的
B.木板上的小孔必须是圆形的
C.物体离小孔越远,墙壁上的像越大
D.该现象与“针孔照相机”的成像原理相同
2.(2025七上·椒江期末)关于光的传播,下列说法正确的是
A.光在同种均匀介质中沿直线传播
B.光不能在真空中传播
C.空气中光比声音传播速度慢
D.光在水中的传播速度是3×108米/秒
3.(2025七上·拱墅开学考)下列各成语所反映的情景中,能说明光沿直线传播的是( )。
A.海市蜃楼 B.波光粼粼 C.镜花水月 D.凿壁偷光
4.(2025七上·镇海区期末)2024年7月25日我国境内出现奇观天象——月掩土星,月球在巡天过程中遮挡住土星(如图甲)。下列有关这天日、地、月、土星的相对位置图正确的是( )
A B. C. D.
(4题图) (5题图)
5.(2025七上·镇海区期末)夏日树荫下会有大小不同的圆形光斑(如图甲),下图中与圆形光斑成因相同的是( )
A.日晷计时 B.水中倒影 C.筷子弯折 D.雨后彩虹
6.(2024七上·临平期末)如图,用自制的针孔照相机观察烛焰,有以下四种说法:①薄膜上出现烛焰的像是倒立的;②薄膜上烛焰的像是放大的也可能是缩小的;③保持小孔和烛焰的距离不变,向右拉动内筒,增加筒长,烛焰的像变大;④保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,烛焰的像更明亮。这四种说法中正确的是( )
A.①②③④ B.①③④ C.①②③ D.③④
7.(2025七上·金华期末)小明同学用易拉罐做小孔成像实验,他用钉子在易拉罐底部中央戳了个三角形的小孔。
(1)小明把易拉罐正对着点燃的蜡烛(如图所示),则在半透明纸上看到的像的形状为 (选填“烛焰形”或“三角形”)的像。
(2)当把蜡烛向左(远离易拉罐)移动时,在半透明纸上的像将 (选填“变大”, “不变”或“变小”)。
(3)小明想进一步研究小孔成像所成像的其他特点,于是将A处的蜡烛换成装有LED字母灯带的白色塑料板,则在该塑料板最适宜打上的字母为____。
A.“O” B.“U” C.“D” D.“F”
8.在“制作小孔成像观察仪”活动中,需要把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图所示,圆筒的 (填“A”或“B”)端是用半透明薄纸制成的光屏。用制成的小孔成像观察仪观察静物时,移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上像将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(2025七上·衢州期末)如图所示,小科用大小两个长方体形的筒制作“针孔照相机”,探究小孔成像的特点。
(1)请画出小科在半透明薄膜B上看到的像的轮廓。
(2)小科发现蜡烛和小孔的位置固定后,移动内筒改变半透明薄膜离小孔的距离,像的大小会发生改变,他测出了小孔到半透明薄膜的距离及对应的像的高度,数据见下表:
小孔到半透明纸的距离 s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0
像的高度 h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0
根据表中数据判断:当半透明薄膜距小孔 10cm时,像的高度是 cm。
(3)由于蜡烛火焰左右对称的缘故,在探究像与物体左右是否颠倒时小科遇到了困难。在只有蜡烛可作光源的前提下,请你帮助小科设计一个可行的方法来解决这一问题。
10.(2025七上·鄞州期末)某同学用易拉罐、半透明塑料薄膜和钉子制作了一个简易的“针孔相机”。方法如下:用钉子在易拉罐底部中央戳一个小孔,剪去易拉罐的顶部,蒙上一层半透明塑料薄膜。
(1)为确保人的眼睛看到清晰的像,易拉罐的摆放和眼睛观察的位置正确的是 。
(2)如果易拉罐底部小孔的形状是三角形,则他在塑料薄膜上看到的是____。
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)若想使看到的像更亮一些,可以采取的措施是 。
11.(2025七上·拱墅期末)小乐自制如图甲所示的针孔照相机,探究小孔成像的特点。
制作过程:准备两个两端开口且可套在一起的不透明纸盒,将外盒的前端蒙一张中心带小孔的黑纸,内盒的前端蒙一张半透明纸。然后将内盒塞入外盒(内盒在外盒中可自由推拉)。
探究过程:
(1)小乐用针孔照相机观察蜡烛,半透明纸上会呈现蜡烛的倒像,在图乙中作出蜡烛(用箭头AB表示)所成像的光路图。
(2)小乐保持蜡烛、外盒不动,只将内盒向外拉,半透明纸上蜡烛的像将 (填写像的大小和亮暗的变化情况)。
12.(2025七上·吴兴期末)为研究小孔成像与哪些因素有关,小科在硬纸板上挖了不同大小与形状的小孔,进行实验,其结果记录如表所示:
小孔的形状 。 △ □
小孔最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10
地面光斑形状 小孔距地面10cm 。 。 。 △ △ △ □ □ □
小孔距地面20cm 。 。 。 。 △ △ 。 □ □
小孔距地面40cm 。 。 。 。 △ △ 。 □ □
小孔距地面80cm 。 。 。 。 。 △ 。 。 □
小孔距地面160cm 。 。 ○ 。 。 。 。 。 。
分析表中数据,请回答:
(1)小孔成像的原理是:光在同一种均匀介质中是沿 传播的。
(2)当小孔的形状、大小一定时,在一定范围内小孔到地面的距离 (选填“越大”或“越小”),地面上就越容易得到太阳的像。
(3)小明受到启发,改用形状为“☆”小孔进行实验,当“☆”外径为10mm,小孔距离地面160cm时,地面光斑的形状为____(填字母)。
A.☆ B.○ C.△ D.□
13.(2025七上·金华期末)小开同学和妹妹爱玩“变成大巨人 变成小矮人”的游戏,当小开的妹妹坐在离墙壁有一定距离的床上,小开从妹妹的身后打开电筒,在墙上会出现妹妹的影子。对此,小开进行了研究和分析,请回答:
【原理分析】
(1)通过上述操作,墙壁上会出现妹妹的影子,其中所蕴含的科学原理是 。
【实践活动】
(2)若妹妹和墙壁的距离不变,要完成由图甲到图乙所示,其原理图如图丙,要使妹妹的影子变大,则手电筒的位置应 (选填“靠近”或“远离”)妹妹。
(3)小开在游戏过程中发现若保持光源、妹妹和墙壁三者的位置不变,手电筒照射的角度不变,通过上下移动手电筒的位置,可以使墙上的影子的位置发生变化,那么要使影子变高应将手电筒 (选填“上移”或“下移”)。
【反思总结】
(4)要使此游戏成功,应选择在 (选填“黑暗”或“明亮”)的环境中进行。
14.(2025七上·义乌期末)小义参加学校开展的“自制小孔成像观测仪”项目化学习活动,他利用水管、卡片、手机等材料制作了一台“小孔成像观测仪”(如图所示)。
(1)小孔成像的原理是 ;
(2)为了使所成的像更明亮,小义可以采取的措施是___________;
A.增加手机亮度 B.增加光屏与小孔间的距离
C.增加手机与小孔间的距离 D.增加小孔的孔径
(3)以下是项目化评价小组制定的“自制小孔成像观测仪”评价表。请根据评价表对“自制小孔成像观测仪”装置进行等级评定: ;
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 物距与像距的大小判断和调节 可直接读数、可调节 能大致判断、可调节 无法判断、无法调节
指标二 物体和像的大小比较 能准确比较 能大致比较 无法比较
(4)为了能更清晰地观察到像且能测量像的大小,对光屏材料的选择及处理要求是 。
15.(2025七上·钱塘期末)项目化学习小组制作的针孔照相机(如图甲所示),请回答下列问题:
(1)根据图甲的信息,光源“F”字通过针孔成的像的形状应该是______(填序号);
A.倒立的缩小的像 B.倒立的放大的像
C.正立的缩小的像 D.正立的放大的像
(2)小塘在操作时,发现在半透明纸上出现一个如图乙所示的像,应如何操作才能在半透明纸的正中央成像? ;
(3)实验时小塘发现:针孔相机所成像的高度(大小)会变化,于是他将蜡烛与小孔的距离固定,拉动纸筒,改变半透明纸到小孔距离s,测量出在纸上的像的高度值h并记录在表中。请根据表中的数据,有一个数据2.60明显是错误的,你判断的理由是 (写出一点即可)。
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
像的高度h/cm 1.0 2.60 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
(4)在乙图的坐标中画出h与s的关系图像(画图时请去除错误数据组) 。
16.(2025七上·上虞期末)图甲为小虞自制的“针孔照相机”来探究小孔成像的特点,用一个不透明的纸盒在A端开一小孔,作为镜头;在B端蒙一张半透明纸,作为光屏。小孔的大小和形状都能改变,半透明纸到小孔的距离也能改变。
(1)将镜头对着点燃的蜡烛,小虞在光屏上会看到一个 (选填“倒立”或“正立”)的实像。固定烛焰和纸盒的位置,让光屏从图示位置慢慢远离小孔,在此过程中光屏上蜡烛像的大小会 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)固定烛焰、小孔和光屏位置,依次插入小孔、中孔、大孔的镜头,在表中记录蜡烛呈现在半透明纸上像的特征。
镜头孔径 小孔 中孔 大孔
清晰度 清晰 较模糊 模糊
明亮度 逐渐变亮
根据表格中的实验现象,可以得出的结论是 。
(3)进一步探究像的亮度与小孔形状的关系时,小虞使用如图乙所示的三种形状的小孔进行实验。小虞实验中存在的问题是 。
17.(2025七上·浙江期末)在研究“小孔成像”实验中,小宁选取了“F”形LED光源、带小孔的纸板、光屏等材料,按如图顺序依次固定在光具座上,通过左右移动光源和光屏,探寻小孔成像的规律。
(1)为了使观测的现象更加明显,实验应在较 的环境下进行。
(2)若水平向左移动光屏,像的大小会 。
(3)如图所示,小宁看到光屏上像的形状和大小分别是____。
A.E 、放大 B.月 、放大 C.E 、缩小 D.E.缩小
(4)晴天太阳光透过树叶的缝隙在地面上形成圆形光斑与上述实验原理相似。地面上的圆形光斑大小不一的原因是 。
18.(2025七上·镇海区期末)小科用易拉罐自制小孔成像仪,做针孔成像实验。
(1)F光源由圆形灯珠组成,将易拉罐去盖,在底部中心钻个三角形的小孔,AB 为两端开口的圆筒(直径略小于易拉罐直径)。为使观察到的像更清楚,圆筒 (填“A”或“B”)端是用半透明膜制成的光屏。该实验最好在 (填“较亮”或“较暗”)环境中完成。
(2)如图所示,人眼从光屏右侧观察,将F光源顺时针旋转,则光屏上的像将 (填“顺”或“逆”)时针旋转。
(3)将小孔成像仪远离光源,则光屏上的像将 (填“变大”、 “变小”或“不变”)。
(4)调整小孔到F光源的距离,并前后移动圆筒,则光屏上可能出现的像有 (可多选)。
19. 皮影戏是一种使用平面的、关节可动的物品,将其置于光源与半透明幕布(比如白纱布)之间,用以叙说故事的传统表演艺术。科学课上,同学们开展了“自制皮影戏道具”项目化学习活动,利用灯光照射皮影,使其呈现在幕布上,此次活动包括原理探究、项目评价、制作改进三个环节。
(1)【原理探究】
小组同学利用事先制作好的道具进行了皮影展示,如图甲所示,屏幕上的“投影”均是黑白,形成黑白“投影”所利用的科学原理是 。
(2)【项目评价】
评价量规既是作品制作过程的指引,又是作品等级评定的依据,小组同学制定了如下评价量规:
自制皮影戏道具评价量规
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
皮影效果 可用两种方法改变“投影”大小 无法改变大小
装置搭建 内部元件稳定,不会轻易翻转或移动 内部元件较稳定,会翻转或移动 元件会轻易翻转或移动
装置外形 外形简约、美观,材料外形轻便不易破损 外形简约,材料轻便但易破损 没有外包装
评价量规表格中的“ ”处应该写 。
(3)根据评价量规中的评价指标“皮影效果”,该小组的道具的等级被评价为“优秀”;在幕布固定不动的前提下,结合图乙,你认为该小组同学若想将屏幕中的“投影”变大,所采用的方法有 (写出其中一种)。
20.(2024七上·杭州期末)学习了光学知识后,同学们想自己探究小孔成像现象,他们给两个相同的空易拉罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜覆盖在另一侧开口处,分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像(如图所示)。
(1)分析和比较 两图,可以得出结论:物体通过小孔所成的像与孔的形状无关。
(2)烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 (填“正立”或“倒立”)的实像。
(3)如图戊所示为同学们制作的小孔成像观察仪,圆筒的B端用半透明薄纸制成光屏,A端开口。用它观察静物时,移动圆筒,仅减小光屏与小孔之间的距离,则光屏上像的大小和像的亮度变化情况是 。
(4)拓展:晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同,这些圆形光斑大小不一的原因是 。
21.(2024七上·义乌期末)学习了光的直线传播知识后,小宁和同学一起利用生活中的废旧物品探究小孔成像特点。
(1)如图所示,小宁用硬纸筒制作“针孔照相机”来探究小孔成像。他发现蜡烛和小孔的位置固定后,移动内筒改变半透明薄膜离小孔的距离,像的大小会发生改变,于是他测出了小孔到半透明薄膜的距离不同时像的高度,填在表格中:
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
从数据可以看出:当蜡烛和小孔的距离保持不变时,半透明薄膜离小孔越远,像越大。根据数据进一步判断:当半透明薄膜距小孔12cm时,像的高度是 cm。
(2)小科用一次性杯子和半透明薄膜也做了一个“针孔照相机”。他在一次性杯子的底部用针戳了一个小孔,在杯口蒙上一层半透明薄膜。小科在实验室用这个“针孔照相机”来观察蜡烛通过小孔所成的像,图中观察方法正确的是 (选填“A”或“B”)。
(3)为了进一步探究小孔成像的性质,小科可选择的光源有___________。
A.“X”形光源 B.“J”形光源 C.“B”形光源 D.“T”形光源
(4)小科观察到半透明薄膜上所成的像的位置有些偏低,进行哪些操作可以将像移至半透明薄膜的中央位置 。(写出一种即可)
参考答案
课前预习
同种均匀介质中沿直线传播 改变 一条带箭头的直线 光的传播路线
方向 光线 光线 下部 光源下部 光线 上部 形成
倒立的像 光速 cc=3×108m/s V气>V液>V固 距离
课中研学
一、光的直线传播
4. 实验结论:光在同一均匀介质中是沿直线传播的
1、光的直线传播
问题讨论
课堂练习
1.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像的原理是光沿直线传播,成的是倒立的实像;小孔所成像的大小与物体到孔的距离有关,与光屏到孔的距离有关;
影子是光照射不到的黑暗区域,不是像。
【解答】A、甲是光同种均匀介质中沿直线传播形成的影子,乙是小孔成像,也是由于光的直线传播形成的,甲和乙的原理相同,故A正确;
B、光在同种均匀介质中是沿直线传播的,故B错误;
C、甲图是鸢和它的影子,影子移动的方向和鸢移动的方向相同,乙是小孔成像,像和鸢移动的方向相反,故C错误;
D、小孔成像时,像的形状与小孔的形状无关,与孔的大小有关,故D错误。
故答案为:A。
2.【答案】倒立;小;不变
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像原理是光的直线传播,像的性质是倒立实像,可以是放大的,也可以是缩小的或等大的,像的形状与小孔形状无关,由物体形状决定。物距减小,像距变大,像变大。
【解答】因为针孔照相机就是小孔成像,小孔成像是由于光的直线传播形成的,小孔成像是倒立实像,所以在塑料薄膜上看到灯丝倒立的像;
缩短光屏到小孔的距离,半透明纸上呈现的景物大小变小;
因为小孔成像,像的大小与物体到小孔的距离有关,所以若水平向左移动易拉罐,像的大小会改变;由小孔成像像的形状与小孔的形状无关,所以只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状不变。
3.【答案】(1)不均匀
(2)倒立;保持相机不动,使蜡烛靠近小孔一些(答案合理均可)
(3)在台灯与铅笔的距离一定时,影子的高度越高,影子的长度越小
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】光在同一种均匀介质中是沿直线传播的;小孔成像成的是物体倒立的实像;小孔所成像的大小与物体的大小、物到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关,根据影响像大小的因素进行解答;影子的长度与灯的高度和人到灯的距离有关。
【解答】(1)由图可以发现光的传播方向发生改变,说明水槽中的溶液是不均匀的;
(2)蜡烛经小孔成倒立的实像,像的形状与蜡烛形状相同,像与小孔的形状无关,即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛倒立的实像;在小孔到光屏距离一定的情况下,为了增大蜡烛所成的像,可采取的办法是: 保持相机不动, 将蜡烛靠近小孔(或换用更大的蜡烛);
(3)根据表格中的数据可知:在台灯与铅笔的距离一定时,光源的高度越高,影子的长度越小。
4.【答案】(1)B
(2)靠近
(3)1.5×106
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】 (1)小孔成像是由光的直线传播形成的,成的是倒立的实像,像的大小与屏和孔之间的距离有关,形状与物体的形状相同。
(2)根据比例式:分析解答。
【解答】 (1)由于小孔成像所成的像的形状与孔的形状无关,大卡片上的小孔成太阳的实像,所以小卡片上观察到太阳像的形状为圆形,故B符合题意;
(2)调整卡片位置在小孔成像实验中,像的大小与物距和像距有关。当物距一定时,像距越大,像越大;像距越小,像越小。
由图乙可知,此时 B 卡片上的光斑比所画的圆圈大,说明像较大,要使太阳的像刚好与画的圆圈重合,即让像变小,应减小像距,所以接下来应该让 B 卡片靠近A 卡片。
(3)根据:知太阳的直径约为:
5.【答案】(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播
(2)不转动
(3)太阳;□□(或“O□”“OO”)
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】1、 光的直线传播
这是针孔成像的基本原理。光在同种均匀介质(如空气)中沿直线传播,蜡烛等物体发出的光通过小孔后,沿直线传播在光屏(半透明纸或地面)上形成倒立的像。这一原理是理解针孔成像现象的核心,解释了像的形成机制以及像的倒立特点。
2、小孔成像的特点
像的形状:小孔成像中像的形状与物体的形状相同,与小孔的形状无关。例如,太阳通过小孔所成的像总是圆形(太阳的形状),而不是小孔的形状。
像的大小:像的大小与物体到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关。当物体到小孔距离不变时,小孔到光屏距离越远,像越大;反之像越小。
像的转动情况:像的位置由物体、小孔和光屏的相对位置决定,只要这三者相对位置不变,像的位置和转动情况就不会改变。
【解答】(1)“针孔成像” 的原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播。蜡烛发出的光通过小孔后,由于光沿直线传播,在半透明纸上形成倒立的像。
(2)将细纸筒插入粗纸筒,保持蜡烛、细纸筒不动,顺时针转动粗纸筒,观察半透明纸上像的转动情况是不转动。因为针孔成像的像的位置只与蜡烛、小孔和半透明纸的相对位置有关,转动粗纸筒并没有改变蜡烛、小孔和半透明纸三者的相对位置关系,所以像不转动。
(3)①:当小孔离地面的距离足够远时,地面上的光斑是圆形的,这是太阳的像。这是小孔成像现象,圆形光斑是太阳通过小孔所成的实像。
②:当正方形小孔边长为 1mm 时,若纸板离地面较近,由于光沿直线传播,光斑形状为正方形;当正方形小孔边长为 5mm 时,在离地面较近时光斑也为正方形。若距离足够远,会出现小孔成像现象,光斑都为圆形。以下为两种可能的光斑形状:
当距离较近时,若边长为 1mm 的小孔,光斑形状为边长较小的正方形;边长为 5mm 的小孔,光斑形状为边长较大的正方形。
当距离足够远时,两个小孔所成光斑均为圆形,且大小相近(因为都是太阳的像 )。
可以简单画出两个正方形光斑(距离近时)或两个圆形光斑(距离远时)来表示。
如:□□(或“O□”“OO”)
课后练习
1.【答案】D
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】 用一个带有小孔的板遮挡在屏幕与物之间,屏幕上就会形成物的倒像,我们把这样的现象叫小孔成像。前后移动中间的板,像的大小也会随之发生变化。这种现象反映了光线直线传播的性质。 小孔成像呈一个倒立的实像;
【解答】A. 蜡烛在墙上形成的像是倒立的,A错误;
B. 木板上的小孔必须是圆形的 是错误的,只要孔小就可以了,B错误;
C. 小孔成像的原理是光的直线传播y,物体离小孔越远,墙壁上的像越小,C错误;
D.该现象与“针孔照相机”的成像原理相同,都是小孔成像原理,D正确;
故答案为:D
2.【答案】D
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射
【解析】【分析】光在同种均匀介质中是沿直线传播的;光可以在真空中传播,传播速度为3×108m/s。
【解答】 AD、光可以在真空中传播,光在同种均匀介质中沿直线传播,故A错误,D正确;
B、光的传播速度大于声音的传播速度,故B错误;
C、光在真空中的传播速度为3×108m/s,故C错误。
故选:D。
3.【答案】D
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播,常见的例子有小孔成像、影子的形成、日食月食等。
(2)光的反射是指光在传播到不同物质时,在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。
(3)光的折射是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。
【解答】A、海市蜃楼是由于光的折射形成的,故该选项错误。
B、波光粼粼是光的反射现象,故该选项错误。
C、镜花水月是光的反射形成的,故该选项错误。
D、凿壁偷光利用了光沿直线传播的原理,故该选项正确。
故答案为:D。
4.【答案】C
【知识点】光的直线传播及应用;地球公转;阳历和地球公转的关系;冬至、夏至、春分、秋分
【解析】【分析】夏至日时间在6月22日左右,这天太阳直射北回归线。
【解答】BD、月掩土星,说明月球运行到地球和土星之间,三个星球应在同一直线上,故BD错误;
AC、夏至日在6月22日左右,当天是7月25日,已经过了夏至,故A错误,C正确。
故答案为:C。
5.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用;光的反射;光的折射现象及应用
【解析】【分析】圆形光斑的形成属于小孔成像,原理是光的直线传播。
【解答】A、圆形光斑形成的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播,与日晷计时的原理相同,故A正确;
B、倒影的原理是光的反射,故B错误;
C、筷子折弯的原理是光的折射,故C错误;
D、雨后彩虹的原理是光的色散,属于光的折射,故D错误。
故答案为:A。
6.【答案】A
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】当光通过小孔时由于光有沿直线传播的特点,在小孔的后方形成一个倒立的像,像的大小既与物体到小孔的距离有关,又与屏幕到小孔的距离有关,在小孔成像中由于屏幕到小孔的距离不同,即可成倒立放大的像,也可成倒立缩小的像。
【解答】①膜上出现烛焰的像是倒立的,故①正确;
②孔离物的距离大于孔离屏的距离时,像缩小,孔离物的距离小于孔离屏的距离时,像放大,故②正确;
③小孔和烛焰的距离不变,向后拉动内筒,增加筒长,因为像距变大,所以烛焰的像变大,故③正确;
④保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,像变小,则烛焰的像更明亮,故④正确;
综上可知,①②③④都正确。
故答案为:A。
7.【答案】(1)烛焰形
(2)变小
(3)D
【知识点】实验方案设计与评价;光的直线传播及应用
【解析】【分析】 像的形状与小孔形状无关,由物体形状决定;小孔所成像的大小与物体的大小、物到小孔的距离、小孔到光屏的距离有关,物距减小,像距变大,像变大;根据小孔成像的性质选择光源的形状。
【解答】(1)由小孔成像,像的形状与小孔的形状无关,所以只将小圆孔改为三角形小孔,则像的形状不变,故在半透明纸上看到的像的形状为烛焰形的像;
(2)若只水平向左移动蜡烛,物距增大,像变小;
(3)小孔所成的像是倒立的实像,故光源的形状应该是上下不同,左右不同,故“F”型光源符合题意,故D正确。
故答案为:D。
8.【答案】A;变大
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像成的是倒立的实像,像的大小与物距以及像距有关,物距一定时,像距越大,像越大。
【解答】为了在光屏上呈现更清晰的像,要将覆有半透明薄纸的A端插入易拉罐中。
小孔成像所成像的大小与光屏到小孔间的距离有关,距离越大,像越大,所以移动圆筒位置,增大光屏与小孔间的距离,则光屏上的像会变大。
9.【答案】(1) 倒立的火焰的像得满分,其余均不给分
(2)5
(3)方法一,左右移动蜡烛,观察像在半透膜上的移动方向与蜡烛移动的方向是否一致。方法二,对蜡烛火焰轻轻吹一口气,观察像的飘动方向与蜡烛火焰的飘动方向是否一致。方法三,用两只高度不同的蜡烛左右并排放置,观察像与两只蜡烛火焰的左右关系
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像的原理是光的直线传播,小孔所成的像一定是倒立的实像,至于成像的大小取决于像到小孔的距离;从图象中可以看出:当蜡烛和小孔的距离保持不变时,当像离小孔越远,像的大小是变大的。
【解答】(1)小孔成像的原理是光沿直线传播。物体上部的光线通过小孔后,射到了光屏的下部;物体下部的光线通过小孔后,射到了光屏的上部,因此通过小孔后所成的像是倒立的实像。所以在半透明薄膜 B 上看到的像为倒立的火焰的像。
如图:
(2)分析表格中的数据可知,小孔到半透明纸的距离 s 与像的高度 h 的比值是一个定值,即 2。
当半透明薄膜距小孔时10cm时,根据上述比例关系可得像的高度 5cm。
(3)方法一:左右移动蜡烛,观察像在半透膜上的移动方向与蜡烛移动的方向是否一致。因为如果像与物体左右不颠倒,那么像的移动方向和物体的移动方向应该是相同的;如果左右颠倒,像的移动方向和物体的移动方向就是相反的。
方法二:对蜡烛火焰轻轻吹一口气,观察像的飘动方向与蜡烛火焰的飘动方向是否一致。原理和方法一类似,通过观察火焰飘动方向和像的飘动方向的关系,来判断像与物体左右是否颠倒。
方法三:用两只高度不同的蜡烛左右并排放置,观察像与两只蜡烛火焰的左右关系。由于两只蜡烛左右位置不同,通过观察它们所成的像的左右位置关系,就可以判断像与物体左右是否颠倒。
10.【答案】(1)B
(2)D
(3)在较暗的环境中进行实验(合理即可)
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,成像的原理是因为光在同种均匀介质中沿直线传播;
(2)在小孔成像现象中,物体经小孔成的像的形状由物体决定,像的形状与物体的形状相同,与孔的形状无关;
(3)要使像更亮一些,在较暗的环境中进行实验;将小孔紧靠烛焰,则他在塑料薄膜上看到像变大。
【解答】(1)用易拉罐做成的装置来做“小孔成像”实验,物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,故小孔对着物体,眼睛观察半透膜,故B正确;
(2)蜡烛经小孔成倒立的实像,像的形状与蜡烛形状相同,像与小孔的形状无关,即蜡烛在塑料薄膜上成的像是蜡烛的倒立像,故选D;
(3)物体成像时,在较暗的环境中进行实验,成像越清晰,所以实验时,在较暗环境中进行实验,蜡烛的像会更清晰。
11.【答案】(1)
(2)变大、变暗
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。蜡烛发出的光通过小孔后,在半透明纸上形成倒立的实像,这是因为光沿直线传播,从物体的不同点发出的光线通过小孔后在另一侧成像。
【解答】(1)从蜡烛的端点点出发,画两条光线,一条光线沿直线通过小孔,另一条光线也沿直线通过小孔,这两条光线会在半透明纸上相交于一点,该点就是点的像。
同样的方法,从蜡烛的端点点出发,画两条光线通过小孔,在半透明纸上相交于一点,得到点的像。
连接和,就得到了蜡烛通过小孔所成的倒立的像。
(2)像变大的原因:当保持蜡烛、外盒不动,只将内盒向外拉时,相当于像距增大。根据小孔成像的特点,在物距不变的情况下,像距越大,所成的像越大。所以半透明纸上蜡烛的像会变大。
像变暗的原因:蜡烛发出的光通过小孔的总量是一定的,当像变大时,这些光会分散在更大的面积上,单位面积上的光通量减少,所以像会变暗。
12.【答案】(1)直线
(2)越大
(3)B
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】小孔成像的原理是光的直线传播;小孔成像时,所成的像是倒立的实像,所成像的大小与物距、像距都有关。
【解答】(1)小孔成像的原理是:光在同一种均匀介质中是沿直线传播;
(2)当小孔的形状、大小一定时,在一定范围内小孔到地面的距离越大,地面上就越容易得到太阳的像;
(3)小孔成像,所成像的形状与物体形状有关,与小孔形状无关,因此地面上光斑的形状为○,故选B。
故答案为:(1)直线;(2)越大;(3)B。
13.【答案】光在同一种均匀介质中沿直线传播;靠近;下移;黑暗
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)根据“光在同种均匀介质中沿直线传播。光在两种不同均匀介质的接触面上会发生折射,此时光的传播方向会发生改变”分析解答;
(2)根据光的直线传播原理分析解答。
【解答】(1)当光照射到妹妹身上时,由于妹妹阻挡了光线,使得光线无法照射到墙壁上相应的区域,从而在墙壁上形成了影子,所以所蕴含的科学原理是光在同一种均匀介质中沿直线传播;
(2)结合图丙分析,当手电筒的位置应靠近妹妹时,手电筒照到墙壁上的光偏上,妹妹的影子变大;
(3)在保持光源、妹妹和墙壁三者的位置不变,手电筒照射角度不变的情况下,因为光线是沿直线传播的,当手电筒下移时,光线与墙壁的交点会升高,从而使墙上的影子变高;当上移手电筒时,光线与墙壁的交点会降低,影子也会变低,所以要使影子变高应将手电筒下移;
(4)要使此游戏成功,应选择在黑暗的环境中进行,因为在黑暗的环境中,手电筒照到墙壁上的光看起来更亮,则影子看起来更清晰。
故答案为:(1)光在同一种均匀介质中沿直线传播;(2)靠近;(3)下移;(4)黑暗。
14.【答案】(1)光的直线传播
(2)A;D
(3)合格
(4)半透明纸、带方格(刻度)的纸等
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)物体通过小孔所成的像是倒立的实像;
(2)增加孔的大小和增加光源的亮度都可以使所成的像更明亮;
(3)根据实验器材和评价表比较得出结论;
(4)用半透明纸、带方格的纸可以测量出像的大小。
【解答】(1)小孔成像是由光沿直线传播形成的实像。
(2)为了使所成的像更明亮,经过小孔的光线增加,可以增加光源的亮度、增大小孔的直径,改变距离的远近可以改变像的大小,无法改变像的亮度,故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
(3)自制小孔成像观测仪,由于没有一定的刻线对准,因此只能能大致判断、可调节物距与像距的大小,物体和像的大小也是大致比较,因此等级评定为合格。
(4)为了实像更清晰,小孔采用半透明纸且纸上带有方格,便于精确得出像的大小。
(1)小孔成像是由光沿直线传播形成的实像。
(2)为了使所成的像更明亮,经过小孔的光线增加,可以增加光源的亮度、增大小孔的直径,改变距离的远近可以改变像的大小,无法改变像的亮度,故AD符合题意,BC不符合题意。
故选AD。
(3)自制小孔成像观测仪,由于没有一定的刻线对准,因此只能能大致判断、可调节物距与像距的大小,物体和像的大小也是大致比较,因此等级评定为合格。
(4)为了实像更清晰,小孔采用半透明纸且纸上带有方格,便于精确得出像的大小。
15.【答案】(1)A
(2)将光源“F”向上移动
(3)根据表格数据可知,像到小孔的距离是像高度的2倍,因此像到小孔的距离为4cm时,像的高度应该是2cm。
(4)
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)在小孔成像现象中,上面的光到达下面,下面的光到达上面,左边的光到达右边,右边的光到达左边,因此成的是倒立的实像;
(2)根据“光沿直线传播”的规律可知,像的移动方向与物体的移动方向相反;
(3)根据表格数据确定像到小孔的距离与像高的数量关系,据此推算判断;
(4)根据表格数据在方格纸上描点,然后用线将相邻的点连接起来即可。
【解答】(1)根据光沿直线传播的规律可知,光源“F”字通过针孔成的像是倒立、缩小的实像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(2)为了使像成在半透明纸的正中央,像需要向下移动。根据“光沿直线传播”的规律可知,此时需要光源“F”向上移动;
(3)根据表格数据可知,像到小孔的距离是像高度的2倍,因此像到小孔的距离为4cm时,像的高度应该是2cm,因此数据2.60cm是错误的。
(4)横坐标对应小孔到半透明纸的距离,纵坐标对应像的高度,利用描点法绘出图象如下:
(1)根据题意制作的针孔照相机,光源“F”字通过针孔成的像,是小孔成像,由光沿直线传播形成的实像,即倒立、缩小的实像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(2)由于小孔成像是由光线直线传播形成的实像,因此为了使像成在半透明纸的正中央,可以将蜡烛向上移动。
(3)根据表格数据可知,像到小孔的距离是像高度的2倍,因此数据2.60cm,正确的数值为2.0cm。
(4)横坐标对应小孔到半透明纸的距离,纵坐标对应像的高度,利用描点法绘出图象如下:
16.【答案】(1)倒立;变大
(2)小孔到像的距离及小孔的形状相同时,小孔越大成像越亮,但像变模糊。
(3)没有控制小孔的大小相同
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)小孔成像成的是光源倒立的实像,像的大小与物距和像距有关,像的形状与小孔的形状无关。
(2)小孔越大,经过小孔的光线越多,像越亮。
(3)图中孔的形状和大小均不相同,存在多个变量。
【解答】(1)小孔成像原理是光的直线传播,成倒立的实像。
固定烛焰和纸盒的位置,让光屏从图示位置慢慢远离小孔,像距会变大,在此过程中光屏上蜡烛像也会变大。
(2)根据表格中的实验现象,可以得出的结论是:小孔到像的距离及小孔的形状相同时,小孔越大成像越亮,但像变模糊。
(3)要探究像的亮度与小孔的形状的关系,则需要控制孔的大小不变,只改变形状,而图乙中改变了孔的形状,没有控制三个小孔的大小相同。
(1)[1]小孔成像原理是光的直线传播,成倒立的实像。
[2]固定烛焰和纸盒的位置,让光屏从图示位置慢慢远离小孔,像距会变大,在此过程中光屏上蜡烛像也会变大。
(2)根据表格中的实验现象,可以得出的结论是:小孔到像的距离及小孔的形状相同时,小孔越大成像越亮,但像变模糊。
(3)要探究像的亮度与小孔的形状的关系,则需要控制孔的大小不变,只改变形状,而图乙中改变了孔的形状,没有控制三个小孔的大小相同。
17.【答案】(1)较暗
(2)变小
(3)B
(4)树叶与地面的距离不同
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)实验中为了使观测到的像更清晰,应在较暗的环境下实验;
(2)从成像原理和三角形相似知识分析;
(3)小孔成像上下颠倒左右相反及物和光屏到小孔的距离判断;
(4)树叶间的缝隙在地面上形成了太阳的像,从树叶到太阳的距离可以看成不变,树叶到地面的距离变化时,像的大小变化。
【解答】(1)实验中为了使观测到的像更清晰,应在较暗的环境下实验;
(2)由三角形相似知识可知,物距不变时,光盘到小块的距离变小,形成的像也变小;
(3)小孔成像上下颠倒左右相反,并且图中光屏到小孔的距离大于物到小孔的距离,像变大,故选B;
(4)树叶间的缝隙在地面上形成了太阳的像,从树叶到太阳的距离可以看成不变,树叶到地面的距离变化时,由三角形相似知识可知,像的大小变化,故地面上圆形光斑的大小不一的原因时树叶到地面的距离不同。
18.【答案】(1)A;较暗
(2)顺
(3)变小
(4)B
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)小孔成像成的是光源的实像,能呈现在光屏上。
(2)小孔成像成的是倒立的实像,上下左右颠倒,像的转动方向与物的转动方向相同。
(3)小孔成像物距越大、像距越小,像越小。
(4)若孔过大,则不能成像,将在光屏上出现一个孔形状的光斑。
【解答】(1)A端放进易拉罐内部,能防止外界光线的干扰,所以应将A端是用半透明膜制成的光屏。周围环境较暗,光源与周围环境间的差异更大,像更清晰。
(2)屏幕上的像的转动方向与光源的转动方向相同,所以光屏上的像也将顺时针方向转动。
(3)将小孔成像仪远离光源,相当于增大物距,由小孔成像的特点可知,像将变小。
(4)小孔成像成的是光源倒立的实像,上下左右都相反,像的形状与光源的形状有关,与孔的形状无关,物距和像距的改变会影响像的大小。
故答案为:B。
19.【答案】(1)光在同种均匀介质中沿直线传播
(2)可用一种方法改变“投影”大小
(3)将光源靠近物体(合理即可)
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)没有光线进入眼睛,我们就认为该物体是黑色的,所以当道具挡住光时,我们就看到屏幕上黑色的投影。
(2)对比表中信息进行分析即可。
(3)由光的直线传播可知,要改变像的大小,可以通过改变物距或者像距来实现。
【解答】(1)“投影”为黑色是因为光在均匀介质中沿直线传播时,光线被道具遮挡,所以屏幕上的“投影”均是黑白,形成黑白“投影”所利用的科学原理是光的直线传播。
(2)由表中信息可知,无法改变投影大小的评价为待改进,有两种方法改变投影大小的为优秀,则有一种方法可改变投影大小的为合格。
(3)形成黑白“投影”所利用的科学原理是光的直线传播,当像距一定时,要增大像的大小,可以通过减小物距来实现,所以可以将光源靠近物体。
20.【答案】(1)乙、丙
(2)倒立
(3)像变小,亮度变大
(4)树叶缝隙到地面的距离不等
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】 (1)比较乙、丙两图象的形状可知,小孔成像与小孔的形状是否有关;
(2)通过观察像的情况可知像的性质;
(3)像的大小与物体、小孔和光屏之间的距离有关,光屏与小孔之间的距离增大时,光屏上的像将变大变暗,反之,则变小变亮;
(4)小孔成像是由于光的直线传播形成的,小孔成像现象中像的形状与孔的大小和形状无关,它取决于物体的形状;小孔透过的光线越多,成的像越亮,否则越暗。
【解答】 (1)乙、丙两图,小孔形状不同,但是像的形状相同,所以小孔成像与小孔的形状无关;
(2)通过观察甲、乙、丙的像可知,小孔成像是倒立实像,这是光的直线传播造成的;
(3)当减小光屏与小孔之间的距离时,光屏上的像将变小,因为通过小孔的光不变,所以屏上的像将变亮;
(4)晴天太阳透过树叶缝隙形成的圆形光斑与上述原理相同,其圆形光斑大小不一的原因是树叶缝隙离地面的距离不同。
21.【答案】(1)6
(2)A
(3)B
(4)将光源向上移动、将半透明膜向下移动、将小孔向上移动
【知识点】光的直线传播及应用
【解析】【分析】(1)小孔成像的原理是光的直线传播,小孔所成的像一定是倒立的实像,至于成像的大小取决于像到小孔的距离;从图象中可以看出:当蜡烛和小孔的距离保持不变时,当像离小孔越远,像的大小是变大的。
(2)针孔照相机是利用光的直线传播形成的倒立实像,成在半透明薄膜上。
(3)根据小孔成像的性质选择光源的形状。
(4)根据小孔成像的特点分析。
【解答】(1)当蜡烛和小孔的距离保持不变时,半透明纸离小孔越远,像越大,据表格中的数据不难看出,蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离s关系的数学表达式为s=2h;当半透明纸距小孔12cm时,像的高度是6cm。
(2)如图,用简易针孔照相机观察蜡烛的像时,孔对着蜡烛,光线从小孔直射入“相机”,在半透明薄膜上成倒立的实像,故正确的观察像的方法是A,眼睛紧贴在薄膜上看不清图像。
(3)小孔所成的像是左右相反,上下颠倒的实像,故光源的形状应该是上下和左右不同的,“J”型光源符合题意,故B正确。
(4)小孔所成的像是左右相反,上下颠倒的实像,小科观察到半透明薄膜上所成的像的位置有些偏低,可以采取一下操作将像移至半透明薄膜的中央:将光源向上移动、将半透明膜向下移动、将小孔向上移动。
(1)当蜡烛和小孔的距离保持不变时,半透明纸离小孔越远,像越大,据表格中的数据不难看出,蜡烛和小孔的位置固定后,像的高度h与像到小孔的距离s关系的数学表达式为s=2h;当半透明纸距小孔12cm时,像的高度是6cm。
(2)如图,用简易针孔照相机观察蜡烛的像时,孔对着蜡烛,光线从小孔直射入“相机”,在半透明薄膜上成倒立的实像,故正确的观察像的方法是A,眼睛紧贴在薄膜上看不清图像。
(3)小孔所成的像是左右相反,上下颠倒的实像,故光源的形状应该是上下和左右不同的,“J”型光源符合题意,故B正确。
(4)小孔所成的像是左右相反,上下颠倒的实像,小科观察到半透明薄膜上所成的像的位置有些偏低,可以采取一下操作将像移至半透明薄膜的中央:将光源向上移动、将半透明膜向下移动、将小孔向上移动。
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核心素养
科学观念:通过实验理解光在同种均匀介质中是沿直线传播的;
科学思维:了解光的直线传播在生产生活中的应用;
探究实践:通过一些有趣的小活动,初步感受科学就在身边,科学与生活息息相关,初步感悟合作学习和交流分享是学习科学的重要方法;
态度责任:知道光在真空中的传播速度,知道光在不同介质中的传播速度不同。
【课前预习】
光的直线传播
1、光沿直线传播的条件
光在 。如果介质不是同种或不均匀,光的传播方向将会发生 。
<名师指点>:光能在真空中传播,还能在空气、水、玻璃等物质中传播。
2、光线
为了表示光的传播情况,我们通常用 表示 和 ,这样的直线叫 。
3、小孔成像
光源上部发出的 ,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了 ; 发出的 ,由于光的直线传播,通过小孔后,射到了 ,就 了相对于光源 。
4、光在真空中的传播速度
真空中的 是宇宙间最快的速度,在物理学中用字母 表示, 。
5、光在其他介质中的传播速度
光在空气中的速度十分接近光在真空中的速度,可视为c=3×108m/s,光在水中的传播速度约为,光在玻璃中的传播速度约为(即 )
6、光在真空中1年传播的距离等于1光年,天文学上常用光年作为单位来计量天体之间的 。
【课中研学】
一、光的直线传播
2000多年以前,我国思想家墨翟(墨子)和他的学生做了世界上第一个小孔成像实验:用一块带有小孔的板遮挡在墙体与物之间,墙体上就会形成物的倒影,并由此推测光的传播路径。
墨翟指出,物体通过小孔所形成的像是倒像,据此推测光是沿直线传播的。
茂密的森林,城市的夜晚,浓雾弥漫的公路,也能看到一束束沿直线传播的光。那么,我们能否通过实验来证实呢?
探索活动:
1.在有机玻璃容器中,加入适量的水,用水溶性荧光笔在水中搅拌几次;再点燃一小段艾叶条,在水面上方充入少量的艾条烟尘。
2.将一束激光依次射到空气、水、有机玻璃板中,观察激光在空气、水、有机玻璃板中传播的路径。
3.用注射器将200mL浓糖水缓慢注射到荧光液的下方,再将激光束逐渐向下移动,观察激光的传播路径。
4.搅拌糖水,再让激光束射过溶液,观察光的传播路径。
实验结论: 。
1、光的直线传播
(1)光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
(2)光线
①概念:我们常用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向,这样的线叫作光线。
②作用:形象地表示光的传播情况
2、光沿直线传播的实例
(1)影子的形成
(2)步枪瞄准
当看到瞄准点、准星尖和缺口三者重合时,就认为三者处于同一直线上。
(3)排队看齐、激光准直、小孔成像
科学拓展:
树荫下的圆形光斑是光沿直线传播形成的太阳的像,属于小孔成像现象。
3、光速
光能在空气、液体、固体等透明物体中传播,也能在真空中传播,光在不同介质中传播的快慢是不同的。
(1)在真空中的传播速度最大,为3×108m/s
(2)在空气中的传播速度接近于真空中的传播速度
(3)在水中的传播速度约为真空中的3/4
(4)光在玻璃中的传播速度比在水中的传播速度更小
探索实践:制作“针孔照相机”
目标:制作“针孔照相机”,探究针孔成像的特点。
器材:不透明纸盒,卡纸,半透明纸,剪刀等。
过程:
1.设计制作。
制作或寻找一个不透明纸盒,在A端开一小孔,作为镜头;在B端蒙一张半透明纸,作为光屏。小孔的大小要能改变,半透明纸到小孔的距离也要能改变。这样,一架简易的“针孔照相机”便制作完成了。
2.观察记录。
(1)依次插入大孔、中孔、小孔的镜头,将镜头对着窗外很亮的景物,在表中记录景物呈现在半透明纸上的像的特征。
(2)保持镜头的位置不动,缩短光屏到小孔的距离,半透明纸上所呈现的景物范围变 ,景物的大小变 。
问题讨论
1.为什么用针孔照相机“拍摄”出来的像是倒立的?请画图解释。
2.如何使光屏上的像更明亮?
4、小孔成像
(1)原理:光在同一均匀介质中沿直线传播
(2)成像规律
①一般来说,孔径越小,成像越清晰,像的亮度越暗。
②像的形状与孔的形状无关,与光源的形状有关。
③缩短光屏到小孔的距离,像的大小会变小;反之,会变大。
【课堂总结】
【课堂练习】
1.(2025七上·德清期末)沈括在《梦溪笔谈》中写道:“若鸢飞空中,其影随鸢而移(如图甲);或中间为窗隙所束,则影与鸢遂相违:鸢东则影西,鸢西则影东(如图乙)……”。则下列说法正确的是
A.图甲、乙中的现象都可用光的直线传播解释
B.光在任何情况下都沿直线传播
C.图甲、乙中“影”移动的方向与物移动的方向相反
D.要形成如图乙的现象,对窗隙大小没有要求
(1题图) (2题图)
2.(2025七上·德清期末)如图所示,小德制作了一个简易针孔照相机,A端开一圆形小孔作为镜头,B端蒙一张半透明纸作为光屏。将其水平放置,将镜头对着窗外很亮的景物,可在半透明纸上看到 (选填“倒立”或“正立”)的像。若保持镜头位置不动,缩短光屏到小孔的距离,半透明纸上呈现的景物大小变 。若将圆形小孔改为三角形小孔,则像的形状 (选填“改变”或“不变”)。
3.(2025七上·余杭期末)在学习了光的直线传播后,某科学小组做了以下实验:
(1)同学们先利用如图甲所示的器材进行探究。在水中加入适量的白糖,不搅拌。等白糖溶解完后,打开激光器,出现了如图所示的光线。说明水槽中的溶液是 的(填“均匀”或“不均匀”)。
(2)图乙是同学们制作的简易“针孔照相机”。能看到烛焰在半透明的塑料膜上成的像是 (选填“正立”或“倒立”)的实像。为了增大烛焰所成的像,可采取的办法是: (写出一种方法即可)。
(3)最后他们又想探究路灯下人影长度的影响因素,用如图丙所示高度可调的台灯模拟“路灯”、用竖立起来的铅笔模拟“人” (铅笔顶端始终低于灯泡的高度)进行实验。
光源高度 H/cm 20 30 40 50. 60
影长L/ cm 30 15 10 7.5 6
表中为实验所测数据,根据数据可得结论: 。
4.(2025七上·椒江期末)小明完成“针孔照相机”制作后,发现可以利用该设备估测太阳的直径,如图甲所示。他在A卡片上的铝箔纸中间戳一小孔,B卡片中间画一个直径10毫米的圆。将A卡片垂直朝向太阳,移动B卡片,直到太阳的像刚好与画的圆圈重合。
(1)若A卡片上的小孔为“◇”形状,则B卡片上观察到太阳像的形状为 。
(2)在实验过程中,小明发现B卡片上的光斑如图乙所示,则接下来应该让B卡片 (选填“靠近”或“远离”)A卡片,直到太阳的像刚好与画的圆圈重合,测得AB卡片间的距离为100厘米。
(3)数据分析:
①已知:太阳与地球之间的平均距离为1.5×108千米。
②可以利用比例式:=
根据以上信息,计算太阳的直径约为 千米。
5.(2025七上·临海期末)兴趣小组的同学用纸筒和半透明纸制作“针孔照相机”,如图甲所示,探究针孔成像的特点。
(1) “针孔成像”的原理是 。
(2)将细纸筒插入粗纸筒,保持蜡烛、细纸筒不动,顺时针转动粗纸筒,观察半透明纸上像的转动情况是 (填“顺时针转动”、 “逆时针转动”或“不转动”)。
(3)小组同学在硬纸板上挖孔,研究太阳的小孔成像规律,实验结果如表所示。
小孔形状 孔径/ mm 地面光斑形状
小孔距地面 10cm 小孔距地面 20cm 小孔距地 面 40cm 小孔距地面80cm 小孔距地面 120cm 小孔距地面 200cm
□ 1 □ O O O O O
5 □ □ □ O O O
10 □ □ □ □ O O
①当小孔离地面的距离足够远时,地面上的光斑是圆形的,这是 的像。
②某小组用如图乙所示小孔进行实验,已知正方形小孔的边长分别是 1mm和5mm,将纸板正对着太阳,调节纸板离地面的距离,在地面上形成光斑。请画出一种可能观察到的光斑形状。
【课后练习】
1.(2025七上·余姚期末)早在战国时期,我国古代著名教育家、思想家墨翟就在研究小孔成像的现象。如图所示,他用蜡烛作为光源,在木板上钻一个小孔,发现光线透过小孔在墙壁上形成一个像。下列说法正确的是
A.蜡烛在墙上形成的像是正立的
B.木板上的小孔必须是圆形的
C.物体离小孔越远,墙壁上的像越大
D.该现象与“针孔照相机”的成像原理相同
2.(2025七上·椒江期末)关于光的传播,下列说法正确的是
A.光在同种均匀介质中沿直线传播
B.光不能在真空中传播
C.空气中光比声音传播速度慢
D.光在水中的传播速度是3×108米/秒
3.(2025七上·拱墅开学考)下列各成语所反映的情景中,能说明光沿直线传播的是( )。
A.海市蜃楼 B.波光粼粼 C.镜花水月 D.凿壁偷光
4.(2025七上·镇海区期末)2024年7月25日我国境内出现奇观天象——月掩土星,月球在巡天过程中遮挡住土星(如图甲)。下列有关这天日、地、月、土星的相对位置图正确的是( )
A B. C. D.
(4题图) (5题图)
5.(2025七上·镇海区期末)夏日树荫下会有大小不同的圆形光斑(如图甲),下图中与圆形光斑成因相同的是( )
A.日晷计时 B.水中倒影 C.筷子弯折 D.雨后彩虹
6.(2024七上·临平期末)如图,用自制的针孔照相机观察烛焰,有以下四种说法:①薄膜上出现烛焰的像是倒立的;②薄膜上烛焰的像是放大的也可能是缩小的;③保持小孔和烛焰的距离不变,向右拉动内筒,增加筒长,烛焰的像变大;④保持小孔和烛焰的距离不变,向前推动内筒,烛焰的像更明亮。这四种说法中正确的是( )
A.①②③④ B.①③④ C.①②③ D.③④
7.(2025七上·金华期末)小明同学用易拉罐做小孔成像实验,他用钉子在易拉罐底部中央戳了个三角形的小孔。
(1)小明把易拉罐正对着点燃的蜡烛(如图所示),则在半透明纸上看到的像的形状为 (选填“烛焰形”或“三角形”)的像。
(2)当把蜡烛向左(远离易拉罐)移动时,在半透明纸上的像将 (选填“变大”, “不变”或“变小”)。
(3)小明想进一步研究小孔成像所成像的其他特点,于是将A处的蜡烛换成装有LED字母灯带的白色塑料板,则在该塑料板最适宜打上的字母为____。
A.“O” B.“U” C.“D” D.“F”
8.在“制作小孔成像观察仪”活动中,需要把制作好的圆筒插入易拉罐中,如图所示,圆筒的 (填“A”或“B”)端是用半透明薄纸制成的光屏。用制成的小孔成像观察仪观察静物时,移动圆筒位置,增大光屏与小孔之间距离,则光屏上像将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
9.(2025七上·衢州期末)如图所示,小科用大小两个长方体形的筒制作“针孔照相机”,探究小孔成像的特点。
(1)请画出小科在半透明薄膜B上看到的像的轮廓。
(2)小科发现蜡烛和小孔的位置固定后,移动内筒改变半透明薄膜离小孔的距离,像的大小会发生改变,他测出了小孔到半透明薄膜的距离及对应的像的高度,数据见下表:
小孔到半透明纸的距离 s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0
像的高度 h/cm 1.0 2.0 3.0 4.0
根据表中数据判断:当半透明薄膜距小孔 10cm时,像的高度是 cm。
(3)由于蜡烛火焰左右对称的缘故,在探究像与物体左右是否颠倒时小科遇到了困难。在只有蜡烛可作光源的前提下,请你帮助小科设计一个可行的方法来解决这一问题。
10.(2025七上·鄞州期末)某同学用易拉罐、半透明塑料薄膜和钉子制作了一个简易的“针孔相机”。方法如下:用钉子在易拉罐底部中央戳一个小孔,剪去易拉罐的顶部,蒙上一层半透明塑料薄膜。
(1)为确保人的眼睛看到清晰的像,易拉罐的摆放和眼睛观察的位置正确的是 。
(2)如果易拉罐底部小孔的形状是三角形,则他在塑料薄膜上看到的是____。
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)若想使看到的像更亮一些,可以采取的措施是 。
11.(2025七上·拱墅期末)小乐自制如图甲所示的针孔照相机,探究小孔成像的特点。
制作过程:准备两个两端开口且可套在一起的不透明纸盒,将外盒的前端蒙一张中心带小孔的黑纸,内盒的前端蒙一张半透明纸。然后将内盒塞入外盒(内盒在外盒中可自由推拉)。
探究过程:
(1)小乐用针孔照相机观察蜡烛,半透明纸上会呈现蜡烛的倒像,在图乙中作出蜡烛(用箭头AB表示)所成像的光路图。
(2)小乐保持蜡烛、外盒不动,只将内盒向外拉,半透明纸上蜡烛的像将 (填写像的大小和亮暗的变化情况)。
12.(2025七上·吴兴期末)为研究小孔成像与哪些因素有关,小科在硬纸板上挖了不同大小与形状的小孔,进行实验,其结果记录如表所示:
小孔的形状 。 △ □
小孔最大外径/mm 1 5 10 1 5 10 1 5 10
地面光斑形状 小孔距地面10cm 。 。 。 △ △ △ □ □ □
小孔距地面20cm 。 。 。 。 △ △ 。 □ □
小孔距地面40cm 。 。 。 。 △ △ 。 □ □
小孔距地面80cm 。 。 。 。 。 △ 。 。 □
小孔距地面160cm 。 。 ○ 。 。 。 。 。 。
分析表中数据,请回答:
(1)小孔成像的原理是:光在同一种均匀介质中是沿 传播的。
(2)当小孔的形状、大小一定时,在一定范围内小孔到地面的距离 (选填“越大”或“越小”),地面上就越容易得到太阳的像。
(3)小明受到启发,改用形状为“☆”小孔进行实验,当“☆”外径为10mm,小孔距离地面160cm时,地面光斑的形状为____(填字母)。
A.☆ B.○ C.△ D.□
13.(2025七上·金华期末)小开同学和妹妹爱玩“变成大巨人 变成小矮人”的游戏,当小开的妹妹坐在离墙壁有一定距离的床上,小开从妹妹的身后打开电筒,在墙上会出现妹妹的影子。对此,小开进行了研究和分析,请回答:
【原理分析】
(1)通过上述操作,墙壁上会出现妹妹的影子,其中所蕴含的科学原理是 。
【实践活动】
(2)若妹妹和墙壁的距离不变,要完成由图甲到图乙所示,其原理图如图丙,要使妹妹的影子变大,则手电筒的位置应 (选填“靠近”或“远离”)妹妹。
(3)小开在游戏过程中发现若保持光源、妹妹和墙壁三者的位置不变,手电筒照射的角度不变,通过上下移动手电筒的位置,可以使墙上的影子的位置发生变化,那么要使影子变高应将手电筒 (选填“上移”或“下移”)。
【反思总结】
(4)要使此游戏成功,应选择在 (选填“黑暗”或“明亮”)的环境中进行。
14.(2025七上·义乌期末)小义参加学校开展的“自制小孔成像观测仪”项目化学习活动,他利用水管、卡片、手机等材料制作了一台“小孔成像观测仪”(如图所示)。
(1)小孔成像的原理是 ;
(2)为了使所成的像更明亮,小义可以采取的措施是___________;
A.增加手机亮度 B.增加光屏与小孔间的距离
C.增加手机与小孔间的距离 D.增加小孔的孔径
(3)以下是项目化评价小组制定的“自制小孔成像观测仪”评价表。请根据评价表对“自制小孔成像观测仪”装置进行等级评定: ;
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 物距与像距的大小判断和调节 可直接读数、可调节 能大致判断、可调节 无法判断、无法调节
指标二 物体和像的大小比较 能准确比较 能大致比较 无法比较
(4)为了能更清晰地观察到像且能测量像的大小,对光屏材料的选择及处理要求是 。
15.(2025七上·钱塘期末)项目化学习小组制作的针孔照相机(如图甲所示),请回答下列问题:
(1)根据图甲的信息,光源“F”字通过针孔成的像的形状应该是______(填序号);
A.倒立的缩小的像 B.倒立的放大的像
C.正立的缩小的像 D.正立的放大的像
(2)小塘在操作时,发现在半透明纸上出现一个如图乙所示的像,应如何操作才能在半透明纸的正中央成像? ;
(3)实验时小塘发现:针孔相机所成像的高度(大小)会变化,于是他将蜡烛与小孔的距离固定,拉动纸筒,改变半透明纸到小孔距离s,测量出在纸上的像的高度值h并记录在表中。请根据表中的数据,有一个数据2.60明显是错误的,你判断的理由是 (写出一点即可)。
像到小孔的距离s/cm 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
像的高度h/cm 1.0 2.60 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
(4)在乙图的坐标中画出h与s的关系图像(画图时请去除错误数据组) 。
16.(2025七上·上虞期末)图甲为小虞自制的“针孔照相机”来探究小孔成像的特点,用一个不透明的纸盒在A端开一小孔,作为镜头;在B端蒙一张半透明纸,作为光屏。小孔的大小和形状都能改变,半透明纸到小孔的距离也能改变。
(1)将镜头对着点燃的蜡烛,小虞在光屏上会看到一个 (选填“倒立”或“正立”)的实像。固定烛焰和纸盒的位置,让光屏从图示位置慢慢远离小孔,在此过程中光屏上蜡烛像的大小会 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)固定烛焰、小孔和光屏位置,依次插入小孔、中孔、大孔的镜头,在表中记录蜡烛呈现在半透明纸上像的特征。
镜头孔径 小孔 中孔 大孔
清晰度 清晰 较模糊 模糊
明亮度 逐渐变亮
根据表格中的实验现象,可以得出的结论是 。
(3)进一步探究像的亮度与小孔形状的关系时,小虞使用如图乙所示的三种形状的小孔进行实验。小虞实验中存在的问题是 。
17.(2025七上·浙江期末)在研究“小孔成像”实验中,小宁选取了“F”形LED光源、带小孔的纸板、光屏等材料,按如图顺序依次固定在光具座上,通过左右移动光源和光屏,探寻小孔成像的规律。
(1)为了使观测的现象更加明显,实验应在较 的环境下进行。
(2)若水平向左移动光屏,像的大小会 。
(3)如图所示,小宁看到光屏上像的形状和大小分别是____。
A.E 、放大 B.月 、放大 C.E 、缩小 D.E.缩小
(4)晴天太阳光透过树叶的缝隙在地面上形成圆形光斑与上述实验原理相似。地面上的圆形光斑大小不一的原因是 。
18.(2025七上·镇海区期末)小科用易拉罐自制小孔成像仪,做针孔成像实验。
(1)F光源由圆形灯珠组成,将易拉罐去盖,在底部中心钻个三角形的小孔,AB 为两端开口的圆筒(直径略小于易拉罐直径)。为使观察到的像更清楚,圆筒 (填“A”或“B”)端是用半透明膜制成的光屏。该实验最好在 (填“较亮”或“较暗”)环境中完成。
(2)如图所示,人眼从光屏右侧观察,将F光源顺时针旋转,则光屏上的像将 (填“顺”或“逆”)时针旋转。
(3)将小孔成像仪远离光源,则光屏上的像将 (填“变大”、 “变小”或“不变”)。
(4)调整小孔到F光源的距离,并前后移动圆筒,则光屏上可能出现的像有 (可多选)。
19. 皮影戏是一种使用平面的、关节可动的物品,将其置于光源与半透明幕布(比如白纱布)之间,用以叙说故事的传统表演艺术。科学课上,同学们开展了“自制皮影戏道具”项目化学习活动,利用灯光照射皮影,使其呈现在幕布上,此次活动包括原理探究、项目评价、制作改进三个环节。
(1)【原理探究】
小组同学利用事先制作好的道具进行了皮影展示,如图甲所示,屏幕上的“投影”均是黑白,形成黑白“投影”所利用的科学原理是 。
(2)【项目评价】
评价量规既是作品制作过程的指引,又是作品等级评定的依据,小组同学制定了如下评价量规:
自制皮影戏道具评价量规
评价指标 作品等级
优秀 合格 待改进
皮影效果 可用两种方法改变“投影”大小 无法改变大小
装置搭建 内部元件稳定,不会轻易翻转或移动 内部元件较稳定,会翻转或移动 元件会轻易翻转或移动
装置外形 外形简约、美观,材料外形轻便不易破损 外形简约,材料轻便但易破损 没有外包装
评价量规表格中的“ ”处应该写 。
(3)根据评价量规中的评价指标“皮影效果”,该小组的道具的等级被评价为“优秀”;在幕布固定不动的前提下,结合图乙,你认为该小组同学若想将屏幕中的“投影”变大,所采用的方法有 (写出其中一种)。
20.(2024七上·杭州期末)学习了光学知识后,同学们想自己探究小孔成像现象,他们给两个相同的空易拉罐的底部中央分别打上一个圆孔和一个方孔,再用两片半透明的塑料膜覆盖在另一侧开口处,分别将小孔对着烛焰和灯丝,可以看到烛焰和灯丝通过小孔所成的像(如图所示)。
(1)分析和比较 两图,可以得出结论:物体通过小孔所成的像与孔的形状无关。
(2)烛焰和灯丝在塑料膜上成的都是 (填“正立”或“倒立”)的实像。
(3)如图戊所示为同学们制作的小孔成像观察仪,圆筒的B端用半透明薄纸制成光屏,A端开口。用它观察静物时,移动圆筒,仅减小光屏与小孔之间的距离,则光屏上像的大小和像的亮度变化情况是 。
(4)拓展:晴天太阳透过树叶缝隙在地面上形成的圆形光斑与上述原理相同,这些圆形光斑大小不一的原因是 。
21.(2024七上·义乌期末)学习了光的直线传播知识后,小宁和同学一起利用生活中的废旧物品探究小孔成像特点。
(1)如图所示,小宁用硬纸筒制作“针孔照相机”来探究小孔成像。他发现蜡烛和小孔的位置固定后,移动内筒改变半透明薄膜离小孔的距离,像的大小会发生改变,于是他测出了小孔到半透明薄膜的距离不同时像的高度,填在表格中:
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
从数据可以看出:当蜡烛和小孔的距离保持不变时,半透明薄膜离小孔越远,像越大。根据数据进一步判断:当半透明薄膜距小孔12cm时,像的高度是 cm。
(2)小科用一次性杯子和半透明薄膜也做了一个“针孔照相机”。他在一次性杯子的底部用针戳了一个小孔,在杯口蒙上一层半透明薄膜。小科在实验室用这个“针孔照相机”来观察蜡烛通过小孔所成的像,图中观察方法正确的是 (选填“A”或“B”)。
(3)为了进一步探究小孔成像的性质,小科可选择的光源有___________。
A.“X”形光源 B.“J”形光源 C.“B”形光源 D.“T”形光源
(4)小科观察到半透明薄膜上所成的像的位置有些偏低,进行哪些操作可以将像移至半透明薄膜的中央位置 。(写出一种即可)
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