может ли при освещении предмета одним единственным источником света на экране образоваться только полутень?

Если источник света находится на очень большом расстоянии до предмета и его размером можно пренебречь, или источник света точечный (что тоже самое(схематично)), то образуется тень от предмета. Если же размерами источника света нельзя пренебречь (как в случае с протяженным источником), то появляется полутень (+тень, соответственно). По простому (на пальцах) это можно объяснить так - протяженный объект состоит из множества точек, которые являются источниками света.