2019-2020学年高中物理第13章光第5节光的衍射第6节光的偏振练习含解析 人教版选修3-4

2019-2020学年高中物理第13章光第5节光的衍射第6节光的偏振练习含解析 人教版选修3-4

第5节 光的衍射 第6节 光的偏振 练能力、课后提升 一、选择题 ‎1．关于光的衍射现象，下列说法正确的是(　　)‎ A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生光的衍射现象 B．当光的波长大于障碍物尺寸时，完全不产生衍射现象 C．发生小孔衍射时，若减小小孔直径，条纹变亮 D．发生小孔衍射时，若略微增大小孔直径，条纹变亮 解析：选D　任何障碍物都可以使光发生衍射，但当障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或小于光的波长时，将产生明显的衍射现象，现象“明显”了，才容易被观察到，所以衍射并不要求波长与障碍物或孔的尺寸一定相等．当发生小孔衍射时，孔径越小，衍射越明显(屏上衍射图样分布的范围越大)．但由于孔小通过孔的光的能量少，故图样将变暗，若略微增大小孔直径，条纹变亮，故选D.‎ ‎2．(2019·重庆八中期中)如图所示，白炽灯的右侧依次放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧，旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是(　　)‎ A．A、B均不变　　　　　 B．A、B均有变化 C．A不变，B有变化 D．A有变化，B不变 解析：选C　旋转偏振片P，A处得到的是强度始终相同的偏振光，偏振光再经过偏振片Q，在B处的光强随着P的转动而变化，当Q的透振方向与经过P的偏振光的振动方向垂直时，B处的光强最弱，选项C正确．‎ ‎3．(2018·江西吉安一中期中)某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图所示的衍射图样．据此可以判断出(　　)‎ A．甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样 B．乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样 C．甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲对应的圆孔直径较大 D．甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙对应的圆板直径较大 解析：‎ 5‎ 选B　乙图样为明暗相间的圆环，而甲图样在影的中心有一个亮斑——泊松亮斑，故乙为光线通过圆孔后形成的衍射图样，甲为光线射到不透光的圆板上形成的衍射图样，故B正确．‎ ‎4．(2018·天津二中期中)关于光的偏振现象，下列说法正确的是(　　)‎ A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同 B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光 C．光的偏振现象说明光是一种纵波 D．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用 解析：选B　自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动，且各个方向振动的光波强度都相同，而偏振光在垂直于传播方向上沿某个方向振动的光波强度最大，选项A错误；自然光在水面反射时，反射光和折射光的振动方向不同，但都是一定程度的偏振光，选项B正确；光的偏振现象说明光是一种横波，选项C错误；照相机的增透膜，使得光线因反射发生干涉相消现象从而增大透光性，属于光的薄膜干涉的应用，选项D错误．‎ ‎5．(2019·安徽合肥八中期末)一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹．现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到(　　)‎ A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗些 B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央亮条纹变宽些 C．只有一条与缝宽对应的亮条纹 D．无条纹，只存在一片红光 解析：选B　本题一开始告诉我们产生了干涉现象，说明两缝都很窄，能够满足使红光发生明显衍射的条件，即挡住一条窄缝后，在屏上得到的是红光的单缝衍射图样．故选B.‎ ‎6．(多选)沙尘暴是由土地沙化引起的一种恶劣的天气现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是因为这种情况下(　　)‎ A．只有波长较短的一部分光才能到达地面 B．只有波长较长的一部分光才能到达地面 C．只有频率较大的一部分光才能到达地面 D．只有频率较小的一部分光才能到达地面 解析：选BD　根据光发生明显衍射的条件知，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地在，根据λ＝知，到达地面的光是频率较小的部分，故A、C错误，B、D正确．‎ ‎7．如图所示，a表示单缝，b表示双缝．用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示明条纹)，如图c、d所示．下列关于缝和条纹间关系的说法中正确的是(　　)‎ 5‎ A．图c表示单缝衍射条纹，图d表示双缝干涉条纹 B．单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹 C．双缝间距离越短，对应条纹间距越大 D．照射双缝的单色光波长越短，对应条纹间距越大 解析：选C　由单缝衍射条纹的中间条纹宽、两侧条纹窄可知，图d表示单缝衍射条纹，选项A错误；由公式Δx＝λ可知，选项C正确，D错误；根据衍射的条件判断出选项B错误．‎ ‎8．(2018·郑州七中期中)在日落时分拍摄水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是(　　)‎ A．减少阳光在水面上的反射光 B．最大限度地阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头 C．增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度 D．减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度 解析：选B　日落时分的阳光照射到水面上时，反射光很强，照相机镜头对着水面时，进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光，又有由水中折射入空气的折射光．折射光线进入镜头所摄得照片才是水下景物的像，在镜头上安装一偏振片，转动偏振片方向使其透振方向与反射光的偏振方向垂直，即可最大限度地阻止反射光进入镜头，增强图象的清晰度．B正确．‎ ‎9．(2019·沧州一中期中)单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系，和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同．利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量．如图是实验的示意图，挡光片A固定，挡光片B固定在待测金属棒上端，A、B间形成平直的狭缝，激光通过狭缝，在光屏上形成衍射图样，温度升高，金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化，衍射图样也随之发生变化．在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数．下列说法正确的是(　　)‎ 5‎ A．使用的激光波长越短，其他实验条件不变，中央亮条纹宽度越宽 B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹宽度越窄 C．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大 D．狭缝到光屏距离越大，其他实验条件相同，测得金属的线膨胀系数越大 解析：选C　使用的激光波长越短，其他实验条件不变，中央亮条纹宽度越窄，故A错误；相同实验条件下，金属的膨胀量越大，即狭缝越窄，那么中央亮条纹宽度越宽，故B错误；相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明狭缝宽度变化量越大，说明金属膨胀量越大，故C正确；测得的金属的线膨胀系数仅与狭缝的大小有关，与狭缝到光屏的距离无关，故D错误．‎ ‎10．(2018·郑州外国语学校期中)夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全．若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施可行的是(　　)‎ A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的 C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°‎ D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°‎ 解析：选D　若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的照射到物体上反射的光将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，选项A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼，选项B错误；若前窗玻璃透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透振进本车车窗内，却可以透振进对面车的车窗内，选项C错误；若前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°，则车灯发出的光经物体反射后可以透振进本车车窗内，且不可以透振进对面车的车窗内，选项D正确．‎ 二、非选择题 ‎11．如图，在“观察光的衍射现象”实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将________(选填“增大”“减小”或“不变”)；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在________情况下，光才可以看做是沿直线传播的．‎ 解析：‎ 5‎ 由缝宽与衍射图象条纹宽度关系可知，增大缝宽后，衍射条纹宽度减小；当光的波长比障碍物小得多的情况下，光不会发生明显衍射现象，才可看成直线传播．‎ 答案：减小　光的波长比障碍物小得多的 ‎12．如图所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由．‎ ‎(1)在单色自然光源S后加一偏振片P；‎ ‎(2)在(1)情况下，再加P1、P2，P1与P2透振方向垂直．‎ 解析：(1)到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的，它们满足相干条件，故能看到干涉条纹．‎ ‎(2)由于从P1、P2射出的光透振方向相互垂直，不满足干涉条件，若P1和P2中有一个与P的透振方向垂直，在光屏上就会缺少其中之一的光波，而两振动方向相互垂直的光不能产生干涉现象，故不能看到与双缝平行的干涉条纹．‎ 答案：见解析 5‎