7. 在图2-2-4中画出光源S发出的光照射物体AB后在白纸板上形成的影子的位置。
答案：解：
根据光在同种均匀介质中沿直线传播的规律作图：
1. 连接光源S与物体AB的端点A，将这条直线延长，与后方的白纸板相交，记交点为A'；
2. 连接光源S与物体AB的端点B，将这条直线延长，与后方的白纸板相交，记交点为B'；
3. 白纸板上A'、B'之间的区域是光线无法到达的区域，该区域就是物体AB在白纸板上形成的影子，将此区域标注为阴影即可。
解析：
【分析】
要解决这个问题，需明确影子的形成原理：光在同种均匀介质中沿直线传播，物体挡住了沿直线传播的光，就会在后方的光屏（白纸板）上形成影子。解题时，只需分别连接光源与物体的两个端点，将直线延长至白纸板，两个交点之间的区域就是物体的影子，按此步骤作图即可。
【解析】
根据光的直线传播规律，作图步骤如下：
1. 连接光源S与物体AB的端点A，延长直线SA，使其与后方的白纸板相交，交点记为A'；
2. 连接光源S与物体AB的端点B，延长直线SB，使其与后方的白纸板相交，交点记为B'；
3. 白纸板上A'与B'之间的区域是光线无法到达的暗区，该区域就是物体AB在白纸板上形成的影子，将此区域标注为阴影即可。
【答案】
连接S与A并延长交白纸板于A'，连接S与B并延长交白纸板于B'，A'、B'之间的区域为AB的影子，标注阴影即可。
【知识点】
光的直线传播、影子的形成
【点评】
本题考查光的直线传播的实际应用，是初中光学的基础作图题，重点考查学生对影子形成原理的理解和基本作图能力，属于难度较低的基础题型。
【难度系数】
0.7
8. 如图2-2-5所示，M、N分别是窗户的上、下边沿，S是一个在室内的点光源，试在图上标出S发出的光经窗户射到窗外空间的范围。
图2-2-4
S
A
B
白纸板
答案：解：
根据光在同种均匀介质中沿直线传播的规律：
1. 连接点光源S与窗户上沿M的下边缘点，将该直线向窗外一侧延长，得到射出光线的上边界。
2. 连接点光源S与窗户下沿N的上边缘点，将该直线向窗外一侧延长，得到射出光线的下边界。
两条边界光线所夹的窗外区域，就是点光源S发出的光经窗户射到窗外空间的范围，将该区域标注即为所求。
解析：
【分析】要确定S发出的光经窗户射到窗外的范围，需利用光在同种均匀介质中沿直线传播的规律。从点光源S出发，分别连接窗户的上沿M的下边缘点和下沿N的上边缘点，这两条直线是光线能通过窗户的边界，两条边界光线在窗外所夹的区域就是所求范围。
【解析】根据光的直线传播原理：
1. 连接点光源S与窗户上沿M的下边缘点，将该直线向窗外延长，得到光线射出的上边界；
2. 连接点光源S与窗户下沿N的上边缘点，将该直线向窗外延长，得到光线射出的下边界；
3. 两条边界光线之间的窗外区域，就是S发出的光经窗户射到窗外的范围，标注该区域即可。
【答案】连接S与M的下边缘并延长至窗外，连接S与N的上边缘并延长至窗外，两条延长线在窗外所夹的区域即为所求范围。
【知识点】光的直线传播
【点评】本题考查光的直线传播的实际应用，属于基础光学题，核心是利用直线传播确定光线的边界，难度较低。
【难度系数】0.7
1. 阳光明媚的正午，在茂密树林的地面上常常可看到一些光斑，有的是圆形的，有的则不是。我们知道，这些光斑是太阳光透过树叶的空隙形成的。小明猜想，光斑的形状可能跟树叶透光孔的形状、孔的大小、孔与地面间的距离有关。于是，他找来卡片，在卡片上制作不同形状、不同大小的孔进行实验。实验步骤如下：
（1）控制
孔的大小和孔与地面间的距离
不变，改变孔的形状，观察光斑的形状和亮度；
（2）控制
孔的形状和孔与地面间的距离
不变，改变孔的大小，观察光斑的形状和亮度；
（3）控制
孔的形状和孔的大小
不变，改变
孔与地面间的距离
，观察光斑的形状和亮度。
请你课后实践一下。
答案：1. (1) 孔的大小和孔与地面间的距离 (2) 孔的形状和孔与地面间的距离 (3) 孔的形状和孔的大小 孔与地面间的距离
解析：
【分析】
这道题考查控制变量法在探究光斑形状影响因素中的应用。实验目的是探究光斑形状与孔的形状、孔的大小、孔与地面间距离的关系，根据控制变量法，每次实验需只改变一个探究变量，保持其他变量不变，以此明确各因素对光斑的影响。
【解析】
探究某一因素对光斑的影响时，需控制其他相关因素不变：
（1）探究光斑形状与孔的形状的关系，需控制孔的大小和孔与地面间的距离不变，仅改变孔的形状；
（2）探究光斑形状与孔的大小的关系，需控制孔的形状和孔与地面间的距离不变，仅改变孔的大小；
（3）探究光斑形状与孔与地面间距离的关系，需控制孔的形状和孔的大小不变，仅改变孔与地面间的距离。
【答案】
(1) 孔的大小和孔与地面间的距离；(2) 孔的形状和孔与地面间的距离；(3) 孔的形状和孔的大小；孔与地面间的距离
【知识点】
控制变量法、光的直线传播
【点评】
本题结合生活中的光斑现象，考查物理实验常用的控制变量法，贴近生活实际，帮助学生理解小孔成像的影响因素，培养科学探究的思维方法。
【难度系数】
0.5
2. 下表是小明探究光斑形状后得到的实验记录(其中
表示光斑形状为正方形，○表示光斑形状为圆形，△表示光斑形状为等边三角形)。
小明和他的同学分析上表的结果，得出了一些结论，请你帮他们补充完整。
(1) 小孔成像是由于光的
直线传播
形成的。
(2) 由于太阳距我们很远，因此到达地面的太阳光几乎是平行的，所以当小孔到地面的距离足够小时，地面上的光斑与小孔的形状是一致的，这不是太阳的像。要使太阳通过小孔成像，必须注意小孔的大小和小孔到地面的距离，当小孔到地面的距离一定时，小孔越
小
(大/小)，地面上就越容易得到太阳的像。
(3) 小孔成像时，像的形状与孔的形状
无关
(有关/无关)，与物体的形状
相同
(相同/不同)。
(4) 小明测出了一个光斑的直径为1.4 cm，光斑到小孔的距离为1.5 m；通过查阅资料知道，太阳到地球的距离约为$1.5×10^{11}$ m，由此可以估算出太阳的直径约为
1.4×10⁹ m
。
答案：2. (1) 直线传播 (2) 小 (3) 无关 相同 (4) 1.4×10⁹ m
解析：
【分析】
本题围绕小孔成像实验展开，需结合光的直线传播原理、小孔成像的规律及相似三角形的应用解答各问题：
1. 第(1)问考查小孔成像的原理，回忆光的传播规律即可推导；
2. 第(2)问结合实验记录，分析小孔大小对成像的影响，明确小孔大小与太阳像形成的关系；
3. 第(3)问根据小孔成像的特点，判断像的形状与孔、物体形状的关系；
4. 第(4)问利用相似三角形的比例关系，结合已知数据计算太阳直径。
【解析】
(1) 小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故填直线传播；
(2) 从实验记录可知，当小孔到地面距离一定时，小孔越小，越容易形成太阳的像（圆形光斑），小孔较大时光斑形状与孔一致，不是太阳的像，故填小；
(3) 小孔成像的特点是像的形状由物体（太阳）的形状决定，与孔的形状无关，因此像与物体形状相同；
(4) 根据相似三角形原理，光斑直径与太阳直径的比等于小孔到地面的距离与太阳到地球距离的比。设太阳直径为$d$，已知光斑直径$d_1=1.4\ \mathrm{cm}=0.014\ \mathrm{m}$，小孔到地面距离$L_1=1.5\ \mathrm{m}$，太阳到地球距离$L_2=1.5×10^{11}\ \mathrm{m}$，则：
$\frac{d_1}{d}=\frac{L_1}{L_2}$，代入数据得：
$d=\frac{d_1×L_2}{L_1}=\frac{0.014\ \mathrm{m}×1.5×10^{11}\ \mathrm{m}}{1.5\ \mathrm{m}}=1.4×10^9\ \mathrm{m}$。
【答案】
(1) 直线传播；(2) 小；(3) 无关；相同；(4) $1.4×10^9\ \mathrm{m}$
【知识点】
光的直线传播、小孔成像、相似三角形的应用
【点评】
本题结合实验探究考查小孔成像的核心知识，既需要理解实验现象的原理，又要会运用数学相似关系计算，是初中物理的典型综合题，能较好考查学生的分析应用能力。
【难度系数】
0.5
