2018-2019學年高中物理 第十三章 光 第5-6節(jié) 光的衍射 光的偏振練習（含解析）新人教版選修3-4.docx

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5　光的衍射　6　光的偏振 (40分鐘) 1.對于光的衍射現(xiàn)象的定性分析,下列說法正確的是(　　) A.只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長相比甚至比波長還要小的時候,才能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象 B.光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結果 C.光的衍射現(xiàn)象否定了光沿直線傳播的結論 D.光的衍射現(xiàn)象說明了光具有波動性 解析：光的干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象無疑說明了光具有波動性,而小孔成像說明光沿直線傳播,而要出現(xiàn)小孔成像,孔不能太小,光的直線傳播規(guī)律只是近似的,只有在光的波長比障礙物小很多的情況下,光才可以看成是直進的,所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不矛盾的,它們是在不同條件下出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象,故上述選項中正確的是A、B、D。 答案：ABD 2.關于衍射光柵,下列說法正確的是(　　) A.衍射光柵是由許多等寬度的狹縫組成的 B.衍射光柵分為透射光柵和反射光柵兩類 C.透射光柵中刻痕的部分相當于透光的狹縫 D.透射光柵中未刻的部分相當于透光的狹縫 解析：對于透射光柵來說,當光照到刻痕上時,由于光發(fā)生漫反射而不能透過,故選項C錯誤。 答案：ABD 3.關于自然光和偏振光,下列觀點正確的是(　　) A.自然光能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象,而偏振光卻不能 B.只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光 C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光 D.自然光和偏振光都能使感光底片感光 解析：振動沿各個方向均勻分布的光是自然光,而振動沿著特定方向的光是偏振光,但自然光和偏振光都能發(fā)生干涉、衍射,所以選項A錯誤。光的偏振現(xiàn)象并不罕見,除了從光源直接發(fā)出的光以外,我們通?？吹降慕^大部分光,都是偏振光,所以選項B錯誤。光的顏色由光的頻率決定,與光的振動方向無關,所以選項C錯誤。自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光,選項D正確。 答案：D 4.關于衍射,下列說法正確的是(　　) A.衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結果 B.雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象 C.一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 D.影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實 解析：衍射圖樣是復雜的光波的疊加現(xiàn)象,雙縫干涉中光通過兩個狹縫時均發(fā)生衍射現(xiàn)象,一般現(xiàn)象中既有干涉又有衍射。一切波都能發(fā)生衍射,但要發(fā)生明顯的衍射,需要滿足障礙物的尺寸小于或相當于波長的條件。 答案：AB 5.在觀察光的衍射現(xiàn)象的實驗中,通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫,觀看遠處的線狀白熾燈絲(燈管或燈絲都要平行于狹縫),可以看到(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.黑白相間的直條紋 B.黑白相間的弧形條紋 C.彩色的直條紋 D.彩色弧形條紋 解析：白熾燈發(fā)出的是復色光,其中各種色光的波長不同,產(chǎn)生的衍射條紋間距不同,各單色光相互疊加,成為彩色直條紋。 答案：C 6.一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。現(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.只有一條與縫寬對應的亮條紋 D.無條紋,只存在一片紅光 解析：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:中央都出現(xiàn)亮條紋,但衍射圖樣中央亮條紋較寬,兩側都出現(xiàn)明暗相間的條紋;干涉圖樣為等間隔的明暗相間的條紋,而衍射圖樣兩側為不等間隔的明暗相間的條紋。只有選項B正確。 答案：B 7.在拍攝日落時分水面下的景物時,應在照相機鏡頭前裝一個偏振片,其目的是(　　) A.減少陽光在水面上的反射光 B.阻止陽光在水面上的反射光進入照相機鏡頭 C.增強光由水面射入空氣中的折射光進入鏡頭的強度 D.減弱光由水面射入空氣中的折射光進入鏡頭的強度 解析：日落時分的陽光照射到水面上時,反射光很強,照相機鏡頭對著水面時,進入鏡頭的光線既有陽光經(jīng)水面的反射光,又有由水中折射入空氣的折射光。前者光線進入鏡頭得到實際景物在水中的倒影的像,而后者光線進入鏡頭所攝得照片才是水下景物的像,兩者在同一底片上相互干擾,使圖像模糊不清。若在鏡頭上安裝一偏振片,轉(zhuǎn)動偏振片方向使其透振方向與反射光的偏振方向垂直,即可最大限度地阻止反射光進入鏡頭,增強圖像的清晰度。 答案：B 8. 抽制細絲時可用激光監(jiān)控其粗細,如圖所示,激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同,則(　　) ①這是利用光的干涉現(xiàn)象?、谶@是利用光的衍射現(xiàn)象 ③如果屏上條紋變寬,表明抽制的絲變粗了?、苋绻辽蠗l紋變寬,表明抽制的絲變細了 A.①③ B.②④ C.①④ D.②③ 解析：上述工作應用的原理是光的衍射,故②正確;由衍射產(chǎn)生的條件可知絲越細衍射現(xiàn)象越明顯,故④也正確。 答案：B 9.導學號73884121夜晚,汽車前燈發(fā)出的強光將迎面駛來的汽車司機照得睜不開眼,嚴重影響行車安全。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。假設所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設置,如下措施可行的是(　　) 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 解析：若前窗玻璃的透振方向豎直、車燈玻璃的透振方向水平的話,從車燈發(fā)出的照射到物體上反射的光將不能透過前窗玻璃,司機面前將是一片漆黑,所以選項A錯誤;若前窗玻璃與車燈玻璃的透振方向均豎直,則對面車燈的光仍能照得司機睜不開眼,選項B錯誤;若前窗玻璃透振方向是斜向右上45,車燈玻璃的透振方向斜向左上45,則車燈發(fā)出的光經(jīng)物體反射后無法透振進本車車窗內(nèi),卻可以透振進對面車窗內(nèi),選項C錯誤。正確的措施是D。 答案：D 10.導學號73884122 如圖所示,一玻璃柱體的橫截面為半圓形,讓太陽光或白熾燈光通過小孔S形成細光束從空氣射向柱體的O點(半圓的圓心),產(chǎn)生反射光束1和透射光束2,現(xiàn)保持入射光方向不變,將半圓玻璃柱繞通過O點垂直于紙面的軸線轉(zhuǎn)動,使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光線的方向上加偏振片P,偏振片所在平面與入射光束垂直,其透振方向與紙面平行,這時看到的現(xiàn)象是(　　) A.反射光束1消失 B.透射光束2消失 C.反射光束1和透射光束2都消失 D.偏振片P以入射光束為軸旋轉(zhuǎn)90,透射光束2消失 解析：自然光射到界面上,當反射光束與折射光束垂直時,反射光束和折射光束的偏振方向相互垂直,且反射光束的偏振方向與紙面垂直,折射光的透振方向與紙面平行,因此當在入射光線方向垂直放上透振方向與紙面平行的偏振片P時,因垂直于紙面方向無光;反射光束1消失,選項A正確,選項B、C錯誤;偏振片轉(zhuǎn)動90,因平行于紙面內(nèi)的光消失,則透射光束2消失,選項D正確。 答案：AD 11.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應的圓孔的孔徑　　　　　(選填“大于”或“小于”)圖乙所對應的圓孔的孔徑。 解析：題圖甲中出現(xiàn)明暗相間的條紋,是衍射現(xiàn)象,題圖乙中出現(xiàn)圓形亮斑。只有障礙物或孔的尺寸比光波波長小或跟波長相差不多時,才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。題圖甲是光的衍射圖樣,由于光波波長很短,約在10-7 m數(shù)量級上,所以題圖甲對應的圓孔的孔徑比題圖乙所對應的圓孔的孔徑小。題圖乙的形成可以用光的直線傳播解釋。 答案：衍射　小于 12.導學號73884123實驗證明讓一束太陽光入射到平靜的水面上,如果入射角合適,其反射光線和折射光線是互相垂直的,且偏振方向也是互相垂直的偏振光。已知水的折射率為43,求這一入射角為多少? 解析： 設入射角為θ1,折射角為θ2,反射角為θ1,如圖所示。 由光的反射定律知θ1=θ1, 根據(jù)光的折射率得n=sin θ1sin θ2 根據(jù)題設條件θ1+θ2=90 sin θ2=sin(90-θ1)=cos θ1, 則有n=sin θ1cos θ1=tan θ1,解得θ1=53。 答案：53