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【素養(yǎng)測評】人教鄂教版科學四年級下冊
第五單元《影子的變化》測試提升卷
題號 一 二 三 四 五 六 總分
得分
一、知識廣場（每空1分，共10分）
1. 影子的產(chǎn)生是由于光在傳播過程中遇到（ ）的物體，部分光被阻擋，在物體后面形成的（ ）區(qū)域。
2. 在探究影子大小與物體到光源距離的關系實驗中，要保持（ ）和（ ）不變，改變物體到光源的距離。
3. 一天中，陽光下物體影子的方向變化與太陽在天空中的（ ）有關，影子的長短變化與太陽的（ ）有關。
4. 皮影戲表演時，藝人通過改變（ ）與（ ）的距離，以及皮偶的（ ），來控制影子的大小和形狀。
5. 利用影子的變化規(guī)律，我們可以通過測量物體影子的長度來估算（ ）。
二、判斷大廳（每題2分，共20分）
1. 只要光源的強度足夠大，物體的影子就會消失。（ ）
2. 同一物體在不同的光源下，影子的形狀一定相同。（ ）
3. 在燈光下，用手做出各種形狀，手的影子形狀只與手的形狀有關，與光源位置無關。（ ）
4. 一天中，不同時間同一物體的影子方向和長短都不同。（ ）
5. 當物體與光源的距離不變時，物體離光屏越近，影子越大。（ ）
6. 改變物體的擺放角度，影子的形狀可能會發(fā)生改變。（ ）
7. 日晷是利用影子方向的變化來計時的工具。（ ）
8. 小孔成像與影子的形成原理相同，都是光沿直線傳播的結(jié)果。（ ）
9. 夜晚，汽車大燈照射前方的樹木，樹木離大燈越遠，影子越小。（ ）
10. 兩個相同的物體，一個離光源近，一個離光源遠，離光源近的物體影子大，離光源遠的物體影子小。（ ）
三、選擇樂園（每題2分，共30分）
1. 以下關于影子的說法，正確的是（ ）。
A. 影子的顏色取決于物體的顏色
B. 影子的大小與光源的顏色有關
C. 影子的形狀可能與物體的形狀不同
2. 在研究影子長短與光源高度關系的實驗中，以下做法正確的是（ ）。
A. 改變光源的顏色
B. 改變光源的高度
C. 改變物體的形狀
3. 一天中，物體影子的長短變化是（ ）。
A. 先變長后變短
B. 先變短后變長
C. 保持不變
4. 用手電筒從正上方照射一個圓錐體，圓錐體在桌面上的影子是（ ）。
A B C
5. 下列現(xiàn)象中，（ ）不是利用光沿直線傳播形成影子的原理。
A. 激光準直
B. 日食現(xiàn)象
C. 潛望鏡
6. 當光源與物體的距離固定時，要使物體的影子變大，應該（ ）。
A. 使物體靠近光屏
B. 使物體遠離光屏
C. 改變光源的顏色
7. 小明在早上8點、中午12點、下午4點分別測量了同一根旗桿的影子長度，測量結(jié)果可能是（ ）。
A. 8米、2米、6米
B. 2米、8米、6米
C. 6米、8米、2米
8. 夜晚，我們在路燈下行走，當走向路燈時，影子會（ ）。
A. 變長
B. 變短
C. 不變
9. 古代的圭表是利用（ ）來計時的。
A. 物體影子的長短變化
B. 物體影子的方向變化
C. 物體影子的形狀變化
10. 用手電筒從不同方向照射一個正方體，影子不可能是（ ）。
A B C
11. 影子的方向與（ ）相反。
A. 物體的方向
B. 光源的方向
C. 觀察者的方向
12. 要使物體的影子變得最長，物體應該（ ）。
A. 離光源近一些，離光屏遠一些
B. 離光源遠一些，離光屏近一些
C. 離光源近一些，離光屏近一些
13. 下列關于影子變化的說法，錯誤的是（ ）。
A. 物體的形狀改變，影子的形狀可能改變
B. 光源的位置改變，影子的方向一定會改變
C. 只要物體和光源存在，影子的大小就不會改變
14. 當我們在陽光下奔跑時，我們的影子會（ ）。
A. 一直跟著我們，方向和長短不斷變化
B. 有時候會消失
C. 方向不變，長短變化
15. 在燈光下，把一個圓形紙片旋轉(zhuǎn)，觀察它的影子，影子的形狀（ ）。
A. 始終是圓形
B. 會發(fā)生變化
C. 一直是橢圓形
四、問題城堡（每題4分，共20分）
1. 簡述影子大小與物體到光源距離、物體到光屏距離之間的關系，并說明如何通過實驗驗證這種關系。
2. 一天中陽光下物體影子的方向和長短變化對我們的生活有哪些啟示？請舉例說明。
3. 解釋為什么小孔成像和影子的形成原理相同，都是光沿直線傳播的結(jié)果。
4. 結(jié)合生活實際，說一說影子的變化在藝術表演中有哪些應用？
5. 當光源圍繞物體做圓周運動時，物體影子的方向和形狀會發(fā)生怎樣的變化？
五、科學探究（8分）
同學們想要探究影子的形狀與物體形狀、光源照射角度的關系，設計了如下實驗：
1. 準備三個不同形狀的物體（正方體、圓柱體、球體），一個手電筒作為光源，一塊白色墻壁作為光屏。
2. 用手電筒從不同角度照射正方體，觀察并記錄正方體在墻壁上影子的形狀。
3. 依次用手電筒從不同角度照射圓柱體和球體，重復步驟2。
（1）這個實驗中有幾個變量？分別是什么？（2分）
（2）在實驗過程中，為了保證實驗結(jié)果的準確性，需要注意哪些事項？（至少寫出兩點，3分）
（3）通過實驗，可能會得出什么結(jié)論？（3分）
六、拓展長廊（每題6分，共12分）
1. 查閱資料，了解現(xiàn)代科技中利用影子原理的應用，并舉例說明其工作原理。
2. 假設你是一名舞臺設計師，要為一場童話劇設計一些利用影子效果增強舞臺表現(xiàn)力的場景，請描述你的設計思路。
答案及解析
一、知識廣場
1. 不透明；黑暗：光沿直線傳播，遇到不透明物體時，無法穿過，從而在物體后方形成黑暗的影子區(qū)域。
2. 光源；物體；在探究單一變量對影子大小的影響時，需保證其他因素不變，只改變物體到光源的距離，以準確得出兩者關系。
3. 位置；高度：太陽在天空位置的改變，導致光線照射物體的方向改變，從而使影子方向變化；太陽高度影響光線與地面夾角，進而影響影子長短。
4. 皮偶；光源；姿勢：皮影戲藝人通過調(diào)整皮偶與光源距離改變影子大小，改變皮偶姿勢改變影子形狀，為表演增添豐富效果。
5. 時間：如古代日晷利用陽光下物體影子長度和方向變化規(guī)律來估算時間，現(xiàn)代也可依據(jù)類似原理大致推算時間。
二、判斷大廳
1. ×：只要有光和不透明物體，光沿直線傳播被物體阻擋就會形成影子，與光源強度無關。
2. ×：不同光源位置和角度不同，同一物體在不同光源下，影子形狀可能不同。
3. ×：手影形狀不僅與手的形狀有關，還與光源位置密切相關，光源位置改變，手影形狀和方向會改變。
4. √：一天中太陽位置和高度不斷變化，所以不同時間同一物體影子方向和長短都不同。
5. ×：當物體與光源距離不變時，物體離光屏越遠，影子越大；離光屏越近，影子越小。
6. √：改變物體擺放角度，物體各部分與光線夾角改變，影子形狀可能改變。
7. ×：日晷是利用陽光下晷針影子的長短和方向變化來計時的工具，不只是方向。
8. √：小孔成像中，物體發(fā)出的光沿直線穿過小孔，在光屏上形成倒立實像；影子是光沿直線傳播被物體阻擋形成，二者原理相同。
9. √：夜晚汽車大燈照射樹木，樹木離大燈越遠，光線發(fā)散程度小，影子越小。
10. √：兩個相同物體，離光源近的物體，光線發(fā)散角度大，影子大；離光源遠的物體，光線發(fā)散角度小，影子小。
三、選擇樂園
1. C：影子是光被物體阻擋形成的黑暗區(qū)域，通常為黑色，與物體顏色無關；影子大小與光源顏色無關，而與物體和光源、光屏的距離等有關；影子形狀可能因物體擺放和光源照射角度與物體形狀不同。
2. B：研究影子長短與光源高度關系，應改變光源高度，保持其他因素不變，如光源顏色、物體形狀等。
3. B：一天中早晨太陽高度低，影子長，隨著太陽升高影子變短，中午最短，下午太陽高度降低，影子又變長，即先變短后變長。
4. A：手電筒從正上方照射圓錐體，圓錐體底面投影在桌面上，影子是圓形。
5. C：激光準直利用光沿直線傳播引導方向；日食是月球擋住太陽射向地球的光，是光沿直線傳播形成影子原理；潛望鏡利用光的反射原理工作，不是利用光沿直線傳播形成影子。
6. B：光源與物體距離固定時，物體遠離光屏，光線在光屏上發(fā)散范圍變大，影子變大；靠近光屏影子變小，改變光源顏色不影響影子大小。
7. A：早上8點太陽高度低，影子長；中午12點太陽高度最高，影子短；下午4點太陽高度降低，影子變長，所以可能是8米、2米、6米。
8. B：夜晚走向路燈，人與路燈距離減小，光線發(fā)散角度增大，影子變短。
9. A：圭表通過測量表影長短，結(jié)合節(jié)氣和日期對應關系計時，主要利用物體影子長短變化。
10. C：正方體無論從哪個方向用手電筒照射，影子可能是正方形、長方形等，但不可能是圓形。
11. B：影子方向與光源方向相反，因為光是直線傳播，被物體阻擋后在相反方向形成影子。
12. A：物體離光源近，光線發(fā)散角度大，影子大；離光屏遠，光線在光屏上發(fā)散范圍更大，影子變得更長。
13. C：物體形狀改變，影子形狀可能改變；光源位置改變，影子方向通常會改變；物體和光源存在時，改變物體與光源或光屏的距離，影子大小會改變。
14. A：在陽光下奔跑，太陽位置相對人不斷變化，所以影子方向和長短不斷變化，且始終存在。
15. B：在燈光下旋轉(zhuǎn)圓形紙片，紙片與光線夾角不斷變化，影子形狀會發(fā)生變化，不一定始終是圓形或橢圓形。
四、問題城堡
1. 答案：影子大小與物體到光源距離、物體到光屏距離的關系為：物體到光源距離越近，影子越大；物體到光源距離越遠，影子越小。在物體到光源距離不變的情況下，物體到光屏距離越遠，影子越大；物體到光屏距離越近，影子越小。
驗證實驗：
實驗材料：手電筒、大小固定的長方體木塊、白色墻壁（光屏）。
步驟一：探究影子大小與物體到光源距離的關系
將白色墻壁作為光屏，固定手電筒位置不變，使手電筒光水平照射在長方體木塊上。
記錄木塊在墻壁上影子大小，然后將木塊逐漸靠近手電筒，每次移動相同距離，記錄影子大小變化。可發(fā)現(xiàn)木塊離手電筒越近，影子越大；離手電筒越遠，影子越小。
步驟二：探究影子大小與物體到光屏距離的關系
保持手電筒與木塊距離不變，改變木塊與墻壁距離。
記錄木塊在墻壁上影子大小，然后將木塊逐漸遠離墻壁，每次移動相同距離，記錄影子大小變化。可得出木塊離墻壁越遠，影子越大；離墻壁越近，影子越小。 解析：先闡述影子大小與兩個距離的關系，再通過具體實驗步驟說明如何驗證這種關系，使原理與實踐相結(jié)合。
2. 答案：一天中陽光下物體影子的方向和長短變化對生活有諸多啟示。例如古代人們利用日晷，根據(jù)陽光下物體影子的方向和長短變化來計時，合理安排一天的活動。現(xiàn)代生活中，建筑設計師在設計建筑物時，會考慮不同時間陽光照射角度和影子變化，合理規(guī)劃窗戶位置和大小，以保證室內(nèi)采光良好。農(nóng)民在種植農(nóng)作物時，也會根據(jù)陽光和影子情況，合理安排種植間距，確保農(nóng)作物能充分接受陽光照射，提高產(chǎn)量。 解析：從古代計時到現(xiàn)代建筑設計、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面舉例說明影子變化對生活的啟示，體現(xiàn)科學知識在不同領域的應用。
3. 答案：小孔成像中，物體上各點發(fā)出的光沿直線傳播，通過小孔后在光屏上形成倒立實像。比如蠟燭火焰上部的光沿直線穿過小孔后會投射到光屏下部，下部的光投射到光屏上部，從而形成倒立像。影子的形成是光沿直線傳播過程中，遇到不透明物體，部分光被阻擋，在物體后面形成無光的黑暗區(qū)域。二者本質(zhì)都是光沿直線傳播，在傳播過程中遇到不同情況（小孔或不透明物體）產(chǎn)生相應現(xiàn)象。 解析：分別闡述小孔成像和影子形成過程，對比說明二者都基于光沿直線傳播原理。
4. 答案：在藝術表演中，影子變化有多種應用。如皮影戲，藝人通過控制皮偶與光源距離和角度，使皮偶影子大小、形狀改變，配合劇情展現(xiàn)各種生動場景。在現(xiàn)代舞臺表演中，利用燈光和道具制造不同形狀、大小和方向的影子，營造氛圍。例如在懸疑劇中，通過變幻的影子增加神秘氛圍；在兒童劇中，利用有趣的影子形狀吸引孩子注意力，增強舞臺表現(xiàn)力和趣味性。 解析：以傳統(tǒng)皮影戲和現(xiàn)代舞臺表演為例，說明影子變化在藝術表演中的具體應用和作用。
5. 答案：當光源圍繞物體做圓周運動時，物體影子的方向會隨著光源位置改變而不斷改變，始終與光源方向相反。影子形狀可能會發(fā)生變化，若物體是規(guī)則形狀，如正方體，光源在不同位置照射，影子可能是正方形、長方形等不同形狀；若物體是不規(guī)則形狀，影子形狀變化更復雜，且在某些特殊角度可能出現(xiàn)奇特形狀。 解析：從影子方向和形狀兩方面，結(jié)合不同形狀物體，分析光源圓周運動時影子的變化情況。
五、科學探究
（1）答案：這個實驗中有兩個變量，分別是物體的形狀和光源的照射角度。 解析：實驗目的是探究影子形狀與物體形狀、光源照射角度的關系，所以這兩個因素是變量。
（2）答案：為保證實驗結(jié)果準確性，需注意：①保持光源與物體、光屏的距離不變，避免因距離變化影響影子形狀，只研究物體形狀和照射角度對影子形狀的影響；②每次照射時，保證光源的強度和顏色不變，以免其他因素干擾實驗；③觀察和記錄影子形狀時，盡量在同一位置、同一光線下進行，減少觀察誤差。 解析：從控制變量、保證光源穩(wěn)定性和減少觀察誤差等方面說明實驗注意事項。
（3）答案：通過實驗，可能得出的結(jié)論是：影子的形狀既與物體的形狀有關，也與光源的照射角度有關。不同形狀的物體在相同照射角度下，影子形狀不同；同一物體在不同照射角度下，影子形狀也可能不同。例如正方體在不同角度照射下，影子可能是正方形、長方形等；圓柱體在某些角度影子是長方形，某些角度是圓形等。 解析：根據(jù)實驗目的和變量，推測可能得出的關于影子形狀與物體形狀、光源照射角度關系的結(jié)論，并舉例說明。
六、拓展長廊
1. 答案：現(xiàn)代科技中利用影子原理的應用有很多，例如CT（計算機斷層掃描）技術。CT機通過向人體發(fā)射X射線，X射線穿過人體不同組織時，由于不同組織對X射線吸收程度不同，在探測器上形成類似影子的影像。計算機對這些影像數(shù)據(jù)進行處理和分析，重建人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，幫助醫(yī)生診斷疾病。又如3D打印技術，部分3D打印機采用光固化成型原理，通過特定光源照射光敏樹脂材料，根據(jù)模型的截面形狀，利用影子原理使特定區(qū)域的樹脂固化成型，層層疊加形成三維物體。 解析：以CT技術和3D打印技術為例，詳細說明現(xiàn)代科技中如何利用影子原理及其工作過程。
2. 設計思路
開場奇幻森林場景
場景布置：在舞臺前方兩側(cè)設置多個可調(diào)節(jié)角度和顏色的聚光燈作為光源。舞臺中間放置一些精心制作的樹狀道具，這些道具的枝干形狀奇特，部分樹枝上掛著半透明的彩色葉片。在舞臺后方設置一塊大型的白色幕布作為影子的承接面。
影子效果呈現(xiàn)：演出開始，聚光燈開啟，將樹狀道具的影子投射到后方幕布上。通過調(diào)整聚光燈的角度，使影子的形狀和大小不斷變化，模擬出風吹動樹木的動態(tài)效果。同時，改變聚光燈的顏色，從暖黃色逐漸變?yōu)樗{紫色，營造出神秘而奇幻的森林氛圍，引導觀眾進入童話的世界。
解析：開場利用樹影的動態(tài)變化和顏色改變吸引觀眾注意力，快速營造出童話般的奇幻氛圍，為整個童話劇定下基調(diào)。樹狀道具的奇特形狀和彩色葉片能使影子更加豐富多樣，增強視覺效果。2. 魔法變身場景。
場景布置：在舞臺中央設置一個圓形的升降臺，升降臺上放置一個外形類似魔法陣的道具，由一些發(fā)光線條勾勒出神秘圖案。在舞臺上方高處設置多個隱藏式的投影儀作為光源。
影子效果呈現(xiàn)：當主角站在升降臺上開始魔法變身時，投影儀開啟，將各種奇幻的光影圖案投射到主角身上，其影子在舞臺地面和后方幕布上呈現(xiàn)出復雜多變的形狀。例如，影子可能先呈現(xiàn)為一只小鳥，隨著魔法的施展，逐漸變化為一只鳳凰，象征著主角的蛻變。同時，升降臺緩緩升起，影子的大小也隨之變大，增強變身的震撼效果。
解析：利用投影儀投射奇幻光影圖案到主角身上，使影子形狀隨劇情變化，生動地展現(xiàn)魔法變身的過程。升降臺的使用不僅增加了空間層次感，還通過影子大小的變化強化了魔法的力量感和戲劇性。
夢境場景
場景布置：在舞臺上方懸掛一些透明的薄紗，薄紗上繪制著一些模糊的夢幻元素，如星星、云朵等。在舞臺下方設置一排隱藏式的地燈作為光源，地燈可以調(diào)節(jié)亮度和顏色。
影子效果呈現(xiàn)：當劇情進入夢境部分，地燈亮起，將薄紗上的圖案影子投射到舞臺地面和演員身上。地燈的亮度調(diào)至柔和，顏色以淺藍色和淡粉色為主，營造出夢幻般的色彩氛圍。演員在薄紗下舞動，他們的身影與薄紗的影子相互交織，仿佛置身于夢幻之中。同時，通過控制地燈的閃爍頻率，模擬出夢境中光影的虛幻閃爍效果。
解析：薄紗上的夢幻圖案影子與演員身影交織，配合柔和的燈光顏色和閃爍效果，打造出如夢如幻的場景，讓觀眾身臨其境感受童話中夢境的虛幻與美妙。
戰(zhàn)斗場景
場景布置：在舞臺兩側(cè)設置大功率的射燈作為光源，舞臺中間放置一些可移動的盾牌和刀劍道具，這些道具的表面有特殊的紋理設計。在舞臺后方設置一塊凹凸不平的金屬幕布，用于反射和扭曲影子。
影子效果呈現(xiàn)：當劇中角色展開戰(zhàn)斗時，射燈開啟，強烈的光線將盾牌和刀劍道具的影子投射到金屬幕布上。由于金屬幕布的凹凸不平，影子會發(fā)生扭曲和變形，增加戰(zhàn)斗的緊張感和混亂感。同時，通過快速移動道具和改變射燈角度，使影子的動作更加激烈和不規(guī)則，模擬出激烈戰(zhàn)斗的場景。演員在舞臺上的動作與影子相呼應，增強戰(zhàn)斗場景的表現(xiàn)力。
解析：利用金屬幕布對影子的扭曲變形以及快速變化的影子動作，配合演員的表演，生動地展現(xiàn)戰(zhàn)斗的緊張與激烈，給觀眾帶來強烈的視覺沖擊。
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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