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11. 小华从夜晚的路灯下走过时，在地面上观察到了自己的影子，如图所示。请在图中画出小华站在路灯下A点处时形成影子的光路和此时影子的范围AB。
答案
解：
根据光在同种均匀介质中沿直线传播的特点作图：
1. 确定路灯的灯泡为点光源，用直线将点光源与小华的头顶相连，延长该直线，与水平地面交于B点；
2. 在上述点光源到小华头顶的线段上，标注沿光线从路灯指向小华的箭头，表示光的传播路径；
3. 地面上A点到B点的线段区域即为所求的影子范围AB。
根据光在同种均匀介质中沿直线传播的特点作图：
1. 确定路灯的灯泡为点光源，用直线将点光源与小华的头顶相连，延长该直线，与水平地面交于B点；
2. 在上述点光源到小华头顶的线段上，标注沿光线从路灯指向小华的箭头，表示光的传播路径；
3. 地面上A点到B点的线段区域即为所求的影子范围AB。
解析
【分析】
要画出小华在路灯下的影子，需依据光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。路灯的灯泡是点光源，光线从点光源出发沿直线传播，会被小华身体遮挡，在地面形成影子。解题思路为：先连接点光源与小华头顶确定光线路径，延长该直线与地面的交点为影子端点，结合小华所在的A点即可确定影子范围，同时标注光线传播方向。
【解析】
1. 确定图中路灯的灯泡为点光源；
2. 用直尺连接点光源与小华的头顶，在这条线段上标注从点光源指向小华头顶的箭头，表示光的传播方向；
3. 将上述直线延长，与水平地面交于点B；
4. 地面上A点到B点的线段AB，即为小华此时影子的范围。
【答案】
画出从路灯灯泡经小华头顶指向地面B点的带箭头直线，线段AB为影子范围。
【知识点】
光的直线传播、影子的形成
【点评】
本题是光的直线传播的基础应用作图题，考查学生对影子形成原理的理解，关键是掌握点光源下影子的作图方法，属于基础题型。
【难度系数】
0.5
要画出小华在路灯下的影子，需依据光在同种均匀介质中沿直线传播的原理。路灯的灯泡是点光源，光线从点光源出发沿直线传播，会被小华身体遮挡，在地面形成影子。解题思路为：先连接点光源与小华头顶确定光线路径，延长该直线与地面的交点为影子端点，结合小华所在的A点即可确定影子范围，同时标注光线传播方向。
【解析】
1. 确定图中路灯的灯泡为点光源；
2. 用直尺连接点光源与小华的头顶，在这条线段上标注从点光源指向小华头顶的箭头，表示光的传播方向；
3. 将上述直线延长，与水平地面交于点B；
4. 地面上A点到B点的线段AB，即为小华此时影子的范围。
【答案】
画出从路灯灯泡经小华头顶指向地面B点的带箭头直线，线段AB为影子范围。
【知识点】
光的直线传播、影子的形成
【点评】
本题是光的直线传播的基础应用作图题，考查学生对影子形成原理的理解，关键是掌握点光源下影子的作图方法，属于基础题型。
【难度系数】
0.5
12. 手机防窥膜结构如图甲所示，它采用了超细百叶窗光学技术，其原理类似百叶窗，结构简图如图乙所示。之所以在两侧看不清屏幕内容，是由于光（填写与光相关的原理）；为了让防窥效果更好（可视范围减小），可以适当地（选填“增大”或“减小”）超细百叶窗的间距。
答案
解：
的直线传播
减小
的直线传播
减小
解析
【分析】首先思考防窥膜的工作原理：光在同种均匀介质中沿直线传播，超细百叶窗的结构会阻挡偏离一定角度的光线，仅允许沿小角度传播的光线通过，因此两侧看不到屏幕内容，这一特性基于光的直线传播。要让防窥效果更好（可视范围减小），需缩小允许通过的光线角度，因此要调整超细百叶窗的间距，使通道更窄，从而减小可视范围。
【解析】1. 防窥膜两侧看不到屏幕内容，是因为光在同种均匀介质中沿直线传播，只有沿中间小角度传播的光线能通过超细百叶窗，两侧光线被阻挡，故填“直线传播”；2. 要减小可视范围，需让允许通过的光线角度更小，因此应减小超细百叶窗的间距，使通道更窄，能通过的光线角度更小，防窥效果更好，故填“减小”。
【答案】直线传播；减小
【知识点】光的直线传播；光学元件应用
【点评】本题结合生活中的防窥膜实例，考查光的直线传播的应用，难度不大，需要学生将物理知识与生活实际结合，理解结构对光线传播的影响。
【难度系数】0.6
【解析】1. 防窥膜两侧看不到屏幕内容，是因为光在同种均匀介质中沿直线传播，只有沿中间小角度传播的光线能通过超细百叶窗，两侧光线被阻挡，故填“直线传播”；2. 要减小可视范围，需让允许通过的光线角度更小，因此应减小超细百叶窗的间距，使通道更窄，能通过的光线角度更小，防窥效果更好，故填“减小”。
【答案】直线传播；减小
【知识点】光的直线传播；光学元件应用
【点评】本题结合生活中的防窥膜实例，考查光的直线传播的应用，难度不大，需要学生将物理知识与生活实际结合，理解结构对光线传播的影响。
【难度系数】0.6
13. 科学家为了探测海底某处的深度，向海底竖直发射超声波，经过4 s后收到回波信号。声音在海水中的传播速度是1 500 m/s。
（1）海洋中该处深度是多少？
（2）科学家发现这种方法不能用来测量月球与地球的距离，其原因是什么？该用何种方法测量呢？
（3）月光到达地球需要1.2 s，月球与地球之间的距离有多远？
（1）海洋中该处深度是多少？
（2）科学家发现这种方法不能用来测量月球与地球的距离，其原因是什么？该用何种方法测量呢？
（3）月光到达地球需要1.2 s，月球与地球之间的距离有多远？
答案
解：
（1）超声波从海面传播到海底的时间：
$t=\frac{1}{2}×4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$
该处海洋的深度：
$s=v_{\mathrm{声}}t=1500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3000\ \mathrm{m}$
（2）原因：声音的传播需要介质，月球与地球之间的大部分区域是真空，真空不能传声，超声波无法在真空中传播，因此不能用该方法测量地月距离。
可利用光的直线传播特性，通过激光测距的方法测量月球与地球的距离。
（3）光在真空中的传播速度为$v_{\mathrm{光}}=3×10^8\ \mathrm{m/s}$，月球与地球之间的距离：
$s'=v_{\mathrm{光}}t'=3×10^8\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=3.6×10^8\ \mathrm{m}$
答：（1）海洋中该处深度是3000m；（2）原因是真空不能传声，可采用激光测距的方法测量地月距离；（3）月球与地球之间的距离为$3.6×10^8\ \mathrm{m}$。
（1）超声波从海面传播到海底的时间：
$t=\frac{1}{2}×4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$
该处海洋的深度：
$s=v_{\mathrm{声}}t=1500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3000\ \mathrm{m}$
（2）原因：声音的传播需要介质，月球与地球之间的大部分区域是真空，真空不能传声，超声波无法在真空中传播，因此不能用该方法测量地月距离。
可利用光的直线传播特性，通过激光测距的方法测量月球与地球的距离。
（3）光在真空中的传播速度为$v_{\mathrm{光}}=3×10^8\ \mathrm{m/s}$，月球与地球之间的距离：
$s'=v_{\mathrm{光}}t'=3×10^8\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=3.6×10^8\ \mathrm{m}$
答：（1）海洋中该处深度是3000m；（2）原因是真空不能传声，可采用激光测距的方法测量地月距离；（3）月球与地球之间的距离为$3.6×10^8\ \mathrm{m}$。
解析
【分析】
第（1）问：超声波从海面发射到海底再返回海面，总时间为4s，因此超声波从海面到海底的单程时间为总时间的一半，利用速度公式$s=vt$即可计算海洋该处的深度；
第（2）问：声音的传播需要介质，真空无法传声，月球与地球之间的空间大部分为真空，因此无法用超声波测量地月距离；而光可以在真空中传播，可采用激光测距的方法测量；
第（3）问：已知光在真空中的传播速度和光从月球到地球的时间，利用速度公式$s=vt$即可计算月球与地球之间的距离。
【解析】
解：
（1）超声波从海面传播到海底的单程时间：
$t=\frac{1}{2}×4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$
该处海洋的深度：
$s=v_{\mathrm{声}}t=1500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3000\ \mathrm{m}$
（2）声音的传播需要介质，月球与地球之间的大部分区域是真空，真空不能传声，超声波无法在真空中传播，因此不能用该方法测量地月距离；可利用光可以在真空中传播的特性，采用激光测距的方法测量月球与地球的距离。
（3）光在真空中的传播速度为$v_{\mathrm{光}}=3×10^8\ \mathrm{m/s}$，月球与地球之间的距离：
$s'=v_{\mathrm{光}}t'=3×10^8\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=3.6×10^8\ \mathrm{m}$
【答案】
（1）海洋中该处深度是3000m；（2）原因是真空不能传声，可采用激光测距的方法测量月球与地球的距离；（3）月球与地球之间的距离为$3.6×10^8\ \mathrm{m}$。
【知识点】
回声测距、声音的传播条件、光速的应用
【点评】
本题结合海底探测、地月距离测量的实际场景，考查声速计算、声音传播条件及光速测距的应用，体现了物理知识在实际生活中的应用，是初中物理声学部分的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
第（1）问：超声波从海面发射到海底再返回海面，总时间为4s，因此超声波从海面到海底的单程时间为总时间的一半，利用速度公式$s=vt$即可计算海洋该处的深度；
第（2）问：声音的传播需要介质，真空无法传声，月球与地球之间的空间大部分为真空，因此无法用超声波测量地月距离；而光可以在真空中传播，可采用激光测距的方法测量；
第（3）问：已知光在真空中的传播速度和光从月球到地球的时间，利用速度公式$s=vt$即可计算月球与地球之间的距离。
【解析】
解：
（1）超声波从海面传播到海底的单程时间：
$t=\frac{1}{2}×4\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{s}$
该处海洋的深度：
$s=v_{\mathrm{声}}t=1500\ \mathrm{m/s}×2\ \mathrm{s}=3000\ \mathrm{m}$
（2）声音的传播需要介质，月球与地球之间的大部分区域是真空，真空不能传声，超声波无法在真空中传播，因此不能用该方法测量地月距离；可利用光可以在真空中传播的特性，采用激光测距的方法测量月球与地球的距离。
（3）光在真空中的传播速度为$v_{\mathrm{光}}=3×10^8\ \mathrm{m/s}$，月球与地球之间的距离：
$s'=v_{\mathrm{光}}t'=3×10^8\ \mathrm{m/s}×1.2\ \mathrm{s}=3.6×10^8\ \mathrm{m}$
【答案】
（1）海洋中该处深度是3000m；（2）原因是真空不能传声，可采用激光测距的方法测量月球与地球的距离；（3）月球与地球之间的距离为$3.6×10^8\ \mathrm{m}$。
【知识点】
回声测距、声音的传播条件、光速的应用
【点评】
本题结合海底探测、地月距离测量的实际场景，考查声速计算、声音传播条件及光速测距的应用，体现了物理知识在实际生活中的应用，是初中物理声学部分的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
