2022高中物理 第13章 光 課時(shí)提升作業(yè)十五 13.5-13.6 光的衍射 光的偏振 新人教版選修3-4

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1、2022高中物理 第13章 光 課時(shí)提升作業(yè)十五 13.5-13.6 光的衍射 光的偏振 新人教版選修3-4 　選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分) 1.(2018·宿遷高二檢測(cè))在單縫衍射中,下列說法錯(cuò)誤的是　(　　) A.將入射光由黃光換成綠光,衍射條紋間距變窄 B.使單縫寬度變小,衍射條紋間距變窄 C.換用波長(zhǎng)較大的光照射,衍射條紋間距變寬 D.增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距變寬 【解析】選B。當(dāng)單縫寬度一定時(shí),波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射現(xiàn)象越明顯,即偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn),條紋間距也越大;當(dāng)光的波長(zhǎng)一定時(shí),單縫寬度越小,衍射現(xiàn)象越明顯,條紋間距也越大;光的波長(zhǎng)一定,單縫寬度

2、也一定時(shí),增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距也會(huì)變寬,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)A、C、D正確。 2.(多選)(2018·南通高二檢測(cè))關(guān)于光的衍射現(xiàn)象,下面說法正確的是　(　　) A.紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋 B.白光的單縫衍射圖樣是白暗相間的直條紋 C.光照到不透明小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑,說明發(fā)生了衍射 D.光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑,說明光沿著直線傳播,不存在光的衍射 【解析】選A、C。單色光照到狹縫上產(chǎn)生的衍射圖樣是明暗相間的直條紋。白光的衍射圖樣是彩色條紋。光照到不透明圓盤上,在其陰影處出現(xiàn)亮點(diǎn),是衍射現(xiàn)象。光的衍射現(xiàn)象只有明顯與不明顯之分,D項(xiàng)中大光斑的邊緣模糊,正是光

3、的衍射造成的,不能認(rèn)為不存在衍射現(xiàn)象。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 某同學(xué)使用激光器作光源,在不透光的擋板上開一條縫寬為0.05mm的窄縫,進(jìn)行光的衍射實(shí)驗(yàn),如圖所示,則他在光屏上看到的條紋是圖中的(　　) 【解析】選D。激光照射到單縫發(fā)生衍射,單縫衍射條紋的特點(diǎn)是條紋明暗相間,中央條紋寬,兩側(cè)的條紋窄,衍射條紋與單縫平行,故選項(xiàng)D正確。 3.(2018·日照高二檢測(cè))一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋?，F(xiàn)將其中一條縫擋住,讓這束紅光只通過一條縫,則在光屏上可以看到　(　　) A.與原來相同的明暗相間的條紋,只是亮條紋比原來暗些 B.與原來不相同

4、的明暗相間的條紋,而中央亮條紋變寬些 C.只有一條與縫寬對(duì)應(yīng)的亮條紋 D.無條紋,只存在一片紅光 【解析】選B。本題一開始告訴我們產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象,說明兩縫都很窄,能夠滿足使紅光發(fā)生明顯衍射的條件,擋住一條縫后,在屏上得到的是單縫衍射圖樣。衍射圖樣和干涉圖樣的異同點(diǎn):中央都出現(xiàn)亮條紋,但衍射圖樣中央亮條紋較寬,兩側(cè)都出現(xiàn)明暗相間的條紋;干涉圖樣為等間隔的明暗相間的條紋,而衍射圖樣兩側(cè)為不等間隔的明暗相間的條紋。只有選項(xiàng)B正確。 4.用卡尺觀察單縫衍射現(xiàn)象時(shí),把縫寬由0.2mm逐漸增大到0.8mm,看到的現(xiàn)象將是　(　　) A.衍射條紋的間距逐漸變小,衍射現(xiàn)象逐漸不明顯 B.衍射條紋的

5、間距逐漸變大,衍射現(xiàn)象越來越明顯 C.衍射條紋間距不變,只是亮度增強(qiáng) D.以上現(xiàn)象都不發(fā)生 【解析】選A。單縫衍射現(xiàn)象中,縫變寬時(shí),衍射條紋的間距逐漸變小,衍射現(xiàn)象逐漸不明顯。只有A項(xiàng)正確。 5.夜晚,汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來的汽車司機(jī)照射得睜不開眼睛,嚴(yán)重影響行車安全。若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃,使射出的燈光變?yōu)槠窆?同時(shí)汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好與燈光的振動(dòng)方向垂直,但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體,假設(shè)所有的汽車前窗和前燈玻璃均按要求設(shè)置,反射光不改變振動(dòng)方向。下面的措施中可行的是　(　　) A.前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向

6、是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是豎直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,車燈玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45° 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)理解以下兩點(diǎn): (1)題目所說的“前窗玻璃的透振方向”和“車燈玻璃的透振方向”都是指同一輛車的車燈和前窗玻璃。 (2)左和右都是對(duì)各自司機(jī)本身而言的。 【解析】選D。如A選項(xiàng)所述情景,會(huì)使自己發(fā)出的光反射回來與前窗的透振方向垂直,自己看不到反射回來的光,即看不清所照亮的物體;如B、C選項(xiàng)所述情景,會(huì)使對(duì)方的車燈光與自己的前窗玻璃的透振方向相同,被對(duì)方的燈光照得睜

7、不開眼睛;如D選項(xiàng)所述情景,會(huì)使對(duì)方車燈的光與自己車窗的透振方向垂直,這樣避免了對(duì)方強(qiáng)光的照射,自己車燈反射回來的光與自己車窗玻璃的透振方向相同,又能看到反射回來的光。 (1)(5分)(多選)旋光儀可以用來測(cè)量糖溶液的濃度,從而測(cè)定含糖量。其原理是:偏振光通過糖的水溶液后,若迎著射來的光線看,偏振方向會(huì)以傳播方向?yàn)檩S線,旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度θ,這一角度稱為“旋光角”,θ的值與糖溶液的濃度有關(guān)。將θ的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較,就能確定被測(cè)樣品的含糖量了。如圖所示,S是自然光源,A、B是偏振片,轉(zhuǎn)動(dòng)B,使到達(dá)O處的光最強(qiáng),然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間,則下列說法中正確的是　(　　) A.到達(dá)O處

8、光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱 B.到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱 C.將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,使得O處光強(qiáng)度最大,偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θ D.將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,使得O處光強(qiáng)度最大,偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于θ E.若使O處光強(qiáng)度再次最大,偏振片A、B均需轉(zhuǎn)過θ角 (2)(10分)在圖中,甲、乙兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖像,其中圖甲是光的________(選填“干涉”或“衍射”)圖像。由此可以判斷出圖甲所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑________(選填“大于”或“小于”)圖乙所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑。 【解析】(1)選A、C、D。偏振片只能讓一定偏振方向的光通過,沒有樣品時(shí),要使到達(dá)O處的

9、光最強(qiáng),偏振片A、B的透光方向應(yīng)相同;當(dāng)放入樣品時(shí),由于樣品的“旋光角”是θ,光線經(jīng)過樣品后偏振方向不再與B的透光方向平行,故到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱,A正確,B錯(cuò)誤;偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θ,并與偏振光的方向平行時(shí),光到達(dá)O處的強(qiáng)度將再次最大,C正確;同理,D正確,E錯(cuò)誤。 (2)圖甲中出現(xiàn)明暗相間的條紋,是衍射現(xiàn)象,圖乙中出現(xiàn)圓形亮斑。只有障礙物或孔的尺寸比光波波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)相差不多時(shí),才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。圖甲是光的衍射圖樣,由于光波波長(zhǎng)很短,約在10-7m數(shù)量級(jí)上,所以圖甲對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑比圖乙所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑小。圖乙的形成可以用光的直線傳播解釋。 答案:(1)A、C、D　(2)衍射　小于