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5. (★★★)晚上,当你由远及近从一路灯下经过、再走远时,如图4.1-6所示,你的影子的长短变化是
【 】
A.变长
B.变短
C.先变长再变短
D.先变短再变长
【 】
A.变长
B.变短
C.先变长再变短
D.先变短再变长
答案
5. D
解析
【分析】
要解决这个问题，需结合光的直线传播原理分析影子的变化规律：影子是光沿直线传播时，遇到不透明的人体，在地面形成的暗区。当人从远处靠近路灯时，人与路灯的距离减小，光线照射人体时，光线与地面的夹角逐渐变大，影子会逐渐变短；当人经过路灯后继续远离路灯时，人与路灯的距离增大，光线与地面的夹角逐渐变小，影子会逐渐变长。因此影子的长短变化可通过这一过程推导得出。
【解析】
根据光的直线传播规律，影子长度由路灯发出的光线与地面的夹角决定：
1. 人由远及近靠近路灯时，人与路灯的水平距离缩短，光线与地面的夹角增大，影子长度逐渐变短；
2. 人经过路灯后逐渐远离时，人与路灯的水平距离增大，光线与地面的夹角减小，影子长度逐渐变长。
综上，影子的长短变化是先变短再变长，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
光的直线传播、影子的形成
【点评】
本题结合生活中“人经过路灯”的常见场景，考查光的直线传播的实际应用，需要将物理原理与生活现象结合分析，难度适中。
【难度系数】
0.3
要解决这个问题，需结合光的直线传播原理分析影子的变化规律：影子是光沿直线传播时，遇到不透明的人体，在地面形成的暗区。当人从远处靠近路灯时，人与路灯的距离减小，光线照射人体时，光线与地面的夹角逐渐变大，影子会逐渐变短；当人经过路灯后继续远离路灯时，人与路灯的距离增大，光线与地面的夹角逐渐变小，影子会逐渐变长。因此影子的长短变化可通过这一过程推导得出。
【解析】
根据光的直线传播规律，影子长度由路灯发出的光线与地面的夹角决定：
1. 人由远及近靠近路灯时，人与路灯的水平距离缩短，光线与地面的夹角增大，影子长度逐渐变短；
2. 人经过路灯后逐渐远离时，人与路灯的水平距离增大，光线与地面的夹角减小，影子长度逐渐变长。
综上，影子的长短变化是先变短再变长，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
光的直线传播、影子的形成
【点评】
本题结合生活中“人经过路灯”的常见场景，考查光的直线传播的实际应用，需要将物理原理与生活现象结合分析，难度适中。
【难度系数】
0.3
6. (★★★)如图4.1-7甲所示,一束平行光垂直水平地面MN射下,A为小铁球。
(1)标出小铁球A在图甲中位置时,其影子A'在地面MN上的位置(用点表示即可);
(2)若小铁球在竖直平面内沿图中圆形虚线轨迹运动,请在图4.1-7乙框中画出小球的影子在地面上运动的轨迹。
(1)标出小铁球A在图甲中位置时,其影子A'在地面MN上的位置(用点表示即可);
(2)若小铁球在竖直平面内沿图中圆形虚线轨迹运动,请在图4.1-7乙框中画出小球的影子在地面上运动的轨迹。
答案
6. 如答图4.1-2所示
解析
【分析】
本题利用光的直线传播原理解决影子相关问题。平行光垂直地面MN照射，光沿直线传播，小铁球会遮挡光线，在地面形成影子。对于A点，过A作垂直于MN的直线，与MN的交点就是A的影子A'；当小球沿圆形轨迹运动时，需确定圆上各点竖直向下到MN的位置，这些位置在同一条水平线段上，即为影子的运动轨迹。
【解析】
(1) 根据光的直线传播规律，从A点向地面MN作垂线，垂足即为小铁球A的影子A'，标注在MN上对应位置即可。
(2) 小铁球沿圆形虚线轨迹运动时，圆上任意一点竖直向下到MN的点（影子），都位于MN上的一条水平线段上，因此在图乙的虚线框内画出这条水平直线，就是小球影子的运动轨迹。
【答案】
如答图4.1-2所示（甲图中A点正下方MN上的点为A'，乙框内为一条水平直线）
【知识点】
光的直线传播
【点评】
本题考查光的直线传播在影子形成中的应用，属于基础光学题，需掌握光沿直线传播的特点，分析小球运动时影子的位置变化，难度不大。
【难度系数】
0.5
本题利用光的直线传播原理解决影子相关问题。平行光垂直地面MN照射，光沿直线传播，小铁球会遮挡光线，在地面形成影子。对于A点，过A作垂直于MN的直线，与MN的交点就是A的影子A'；当小球沿圆形轨迹运动时，需确定圆上各点竖直向下到MN的位置，这些位置在同一条水平线段上，即为影子的运动轨迹。
【解析】
(1) 根据光的直线传播规律，从A点向地面MN作垂线，垂足即为小铁球A的影子A'，标注在MN上对应位置即可。
(2) 小铁球沿圆形虚线轨迹运动时，圆上任意一点竖直向下到MN的点（影子），都位于MN上的一条水平线段上，因此在图乙的虚线框内画出这条水平直线，就是小球影子的运动轨迹。
【答案】
如答图4.1-2所示（甲图中A点正下方MN上的点为A'，乙框内为一条水平直线）
【知识点】
光的直线传播
【点评】
本题考查光的直线传播在影子形成中的应用，属于基础光学题，需掌握光沿直线传播的特点，分析小球运动时影子的位置变化，难度不大。
【难度系数】
0.5
7.(★★★)学习了光学知识后，爱动脑筋的小童和小朵想自己探究小孔成像的现象，如图4.1-8所示，他们给两个空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蒙在空罐的口上，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。
(1)分析比较甲、乙两图，可以得出怎样的结论？
(2)分析比较甲、丙两图，又可以得出怎样的结论？
(3)通过实验可以看到，烛焰和灯丝在塑料膜上所成的像都是
(4)树荫下的圆形光斑就是
(1)分析比较甲、乙两图，可以得出怎样的结论？
小孔成像的形状与小孔的形状无关
。(2)分析比较甲、丙两图，又可以得出怎样的结论？
小孔成像的形状与物体的形状有关
。(3)通过实验可以看到，烛焰和灯丝在塑料膜上所成的像都是
倒立
（填“正立”或“倒立”）的实像，说明小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播
。(4)树荫下的圆形光斑就是
太阳
通过树叶间的小孔在地面上所成的实像。答案
7. (1)小孔成像的形状与小孔的形状无关
(2)小孔成像的形状与物体的形状有关
(3)倒立；光在同种均匀介质中沿直线传播
(4)太阳
(2)小孔成像的形状与物体的形状有关
(3)倒立；光在同种均匀介质中沿直线传播
(4)太阳
解析
【分析】
本题探究小孔成像的规律，需运用控制变量法分析实验：甲、乙两图的变量是小孔形状，物体相同，据此判断小孔形状对像的影响；甲、丙两图的变量是物体形状，小孔相同，据此判断物体形状对像的影响；再结合实验现象判断像的正倒和成像原理，最后联系生活实例（树荫光斑）对应小孔成像的应用。
【解析】
(1) 甲图小孔为圆形，乙图小孔为方形，两图的物体均是烛焰，最终塑料膜上的像形状相同，说明小孔成像的形状与小孔的形状无关。
(2) 甲、丙两图的小孔均为圆形，物体分别是烛焰和灯丝，物体形状不同，塑料膜上的像形状不同，说明小孔成像的形状与物体的形状有关。
(3) 观察实验现象可知，烛焰和灯丝的像都是倒立的；小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。
(4) 树荫下的圆形光斑，是树叶间的小孔作为成像的孔，太阳作为物体，通过小孔成的实像。
【答案】
(1) 小孔成像的形状与小孔的形状无关
(2) 小孔成像的形状与物体的形状有关
(3) 倒立；光在同种均匀介质中沿直线传播
(4) 太阳
【知识点】
小孔成像；光的直线传播
【点评】
本题通过控制变量法探究小孔成像的规律，是光的直线传播的典型实验，既考查了实验分析能力，又联系了生活中的光学现象，有助于学生理解光学原理的实际应用。
【难度系数】
0.6
本题探究小孔成像的规律，需运用控制变量法分析实验：甲、乙两图的变量是小孔形状，物体相同，据此判断小孔形状对像的影响；甲、丙两图的变量是物体形状，小孔相同，据此判断物体形状对像的影响；再结合实验现象判断像的正倒和成像原理，最后联系生活实例（树荫光斑）对应小孔成像的应用。
【解析】
(1) 甲图小孔为圆形，乙图小孔为方形，两图的物体均是烛焰，最终塑料膜上的像形状相同，说明小孔成像的形状与小孔的形状无关。
(2) 甲、丙两图的小孔均为圆形，物体分别是烛焰和灯丝，物体形状不同，塑料膜上的像形状不同，说明小孔成像的形状与物体的形状有关。
(3) 观察实验现象可知，烛焰和灯丝的像都是倒立的；小孔成像的原理是光在同种均匀介质中沿直线传播。
(4) 树荫下的圆形光斑，是树叶间的小孔作为成像的孔，太阳作为物体，通过小孔成的实像。
【答案】
(1) 小孔成像的形状与小孔的形状无关
(2) 小孔成像的形状与物体的形状有关
(3) 倒立；光在同种均匀介质中沿直线传播
(4) 太阳
【知识点】
小孔成像；光的直线传播
【点评】
本题通过控制变量法探究小孔成像的规律，是光的直线传播的典型实验，既考查了实验分析能力，又联系了生活中的光学现象，有助于学生理解光学原理的实际应用。
【难度系数】
0.6
8.(★★)已知光的传播速度为$3×10^8$ m/s，从地球向月球射出一束激光信号，经过约2.54 s收到了从月球反射回来的信号，则月球到地球的距离约为【 】
A.$3.81×10^8$ m
B.$7.62×10^8$ m
C.$2.6×10^8$ m
D.$8×10^8$ m
A.$3.81×10^8$ m
B.$7.62×10^8$ m
C.$2.6×10^8$ m
D.$8×10^8$ m
答案
8. A
解析
【分析】
要解决这道题，需明确激光信号从地球到月球再反射回地球，总时间是往返的时间，因此月球到地球的单程时间是总时间的一半。利用速度公式$s=vt$，代入单程时间和光速即可计算地月距离，注意不能直接用总时间计算，否则会得到往返路程，导致结果错误。
【解析】
已知光速$v=3×10^8 m/s$，激光往返总时间$t_{总}=2.54 s$，则激光从地球到月球的单程时间：
$t=\frac{t_{总}}{2}=\frac{2.54 s}{2}=1.27 s$
根据速度公式$s=vt$，可得月球到地球的距离：
$s=vt=3×10^8 m/s ×1.27 s=3.81×10^8 m$
对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
速度公式应用、路程计算
【点评】
本题是速度公式在实际问题中的基础应用，关键在于理解激光信号是往返传播，需将总时间除以2得到单程时间，避免直接用总时间计算导致结果错误，属于易区分的基础题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确激光信号从地球到月球再反射回地球，总时间是往返的时间，因此月球到地球的单程时间是总时间的一半。利用速度公式$s=vt$，代入单程时间和光速即可计算地月距离，注意不能直接用总时间计算，否则会得到往返路程，导致结果错误。
【解析】
已知光速$v=3×10^8 m/s$，激光往返总时间$t_{总}=2.54 s$，则激光从地球到月球的单程时间：
$t=\frac{t_{总}}{2}=\frac{2.54 s}{2}=1.27 s$
根据速度公式$s=vt$，可得月球到地球的距离：
$s=vt=3×10^8 m/s ×1.27 s=3.81×10^8 m$
对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
速度公式应用、路程计算
【点评】
本题是速度公式在实际问题中的基础应用，关键在于理解激光信号是往返传播，需将总时间除以2得到单程时间，避免直接用总时间计算导致结果错误，属于易区分的基础题。
【难度系数】
0.6
