2024-2025學(xué)年高中物理第十三章光56光的衍射光的偏振課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE5光的衍射光的偏振限時(shí)45分鐘總分100分一、單選題(每小題6分，共36分)1．在城市交通中，用紅燈表示禁止通行，其原理是(C)A．紅光簡(jiǎn)單產(chǎn)生干涉B．紅光照耀的距離大C．紅光簡(jiǎn)單引起人們的視覺反應(yīng)D．紅光簡(jiǎn)單產(chǎn)生偏振現(xiàn)象解析：紅光在可見光中的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，簡(jiǎn)單發(fā)生衍射，在霧天、雨天、沙塵暴等惡劣天氣里，使司機(jī)和行人都能看到紅燈，避開交通事故的發(fā)生；同時(shí)紅光也簡(jiǎn)單引起人們的視覺反應(yīng)．2.在一次視察光衍射的試驗(yàn)中，視察到如圖所示的清楚的明暗相間圖樣(黑線為暗紋)，那么障礙物應(yīng)是(D)A．很小的不透亮的圓板B．很大的中間有大圓孔的不透亮的圓板C．很大的不透亮圓板D．很大的中間有小圓孔的不透亮的圓板解析：由題圖可知中心是大且亮的圓形亮斑，四周分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越向外，圓形條紋寬度越小，可推斷此圖樣為圓孔衍射圖樣，故D選項(xiàng)正確；有的同學(xué)誤選為A，要留意很小的不透亮的圓板產(chǎn)生的圖樣中心也是亮點(diǎn)，但其四周有一個(gè)大的陰影區(qū)，在陰影區(qū)的邊緣有明暗相間的圓環(huán)，它與圓孔衍射的圖樣是不同的．3．將兩個(gè)偏振片緊靠在一起，放在一盞燈的前面，眼睛通過偏振片看到的光很弱．假如將其中一個(gè)偏振片旋轉(zhuǎn)180°，在旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)視察到(A)A．燈光漸漸增加，然后漸漸減弱B．燈光強(qiáng)度保持不變C．燈光漸漸增加，沒有減弱現(xiàn)象D．燈光漸漸增加，再減弱，然后增加到最亮解析：眼睛通過兩偏振片看到的光很弱，是因?yàn)閮善衿耐刚穹较虿灰粯?，在旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片的過程中，透振方向漸漸一樣，光漸漸增加，當(dāng)兩個(gè)偏振片的透振方向一樣時(shí)，光線最強(qiáng)，接著旋轉(zhuǎn)偏振片，透振方向又漸漸偏離，光線漸漸減弱．所以選項(xiàng)A正確．4．關(guān)于自然光和偏振光，下列說法正確的是(D)A．自然光能產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象和衍射現(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．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：自然光和偏振光都能產(chǎn)生干涉和衍射，都能使感光底片感光，A錯(cuò)，D對(duì)；光的偏振現(xiàn)象并不罕見，除了從光源干脆發(fā)出的光以外，我們通常看到的光絕大部分都是偏振光，B錯(cuò)；偏振光也可能是白光，C錯(cuò)．5．如圖所示的四種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋)．則在下面的四個(gè)圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是(B)A．紅黃藍(lán)紫 B.紅紫藍(lán)黃C．藍(lán)紫紅黃 D.藍(lán)黃紅紫解析：從圖樣可以看出從左數(shù)第1、3個(gè)圖為干涉圖樣，由Δx＝eq\f(L,d)λ可知，從左數(shù)第1個(gè)圖為紅光的干涉圖樣，第3個(gè)圖為藍(lán)光的干涉圖樣；第2、4個(gè)圖為衍射圖樣，且第4個(gè)圖衍射明顯，故第4個(gè)圖應(yīng)為黃光的衍射圖樣，故選B.6.夜晚，汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來的汽車司機(jī)照得睜不開眼，嚴(yán)峻影響行車平安．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)汽車前窗玻璃也采納偏振玻璃，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)全部的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置，如下措施中可行的是(D)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：此題要求自己車燈發(fā)出的光經(jīng)對(duì)面車反射后仍能進(jìn)入自己眼中，而對(duì)面車燈發(fā)出的光不能進(jìn)入自己的眼中．若前窗玻璃的透振方向豎直、車燈玻璃的透振方向水平，從車燈發(fā)出的光照耀到物體上反射回的光線將不能透過前窗玻璃，司機(jī)面前將是一片漆黑，所以A錯(cuò)誤；若前窗玻璃與車燈玻璃透振方向均豎直，則對(duì)面車燈的光仍能照得司機(jī)睜不開眼，B錯(cuò)誤；若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°，則車燈發(fā)出的光經(jīng)物體反射后無法透射進(jìn)本車窗內(nèi)，卻可以透射進(jìn)對(duì)面車內(nèi)，C錯(cuò)誤．選D.二、多選題(每小題8分，共48分)7．關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下面說法正確的是(AC)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紅暗相間的直條紋C．光照到不透光小圓盤上出現(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，說明光沿直線傳播，不存在光的衍射解析：?jiǎn)紊庹盏姜M縫上產(chǎn)生的衍射圖樣是亮暗相間的直條紋．白光的衍射圖樣是彩色條紋．光照到不透亮圓盤上，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)中屏上大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認(rèn)為不存在衍射現(xiàn)象．8．用“旋光法”可以測(cè)得糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量，偏振光通過糖溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)．將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)樣品中的含糖量．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)，然后將有較高糖濃度的樣品P置于A，B之間，則下列說法中正確的是(ACD)A．到達(dá)O處光的強(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αD．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α解析：由于被測(cè)樣品含糖量比較高，因此旋光度大，偏振方向變更的比較大，故到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．設(shè)偏振方向相對(duì)傳播方向向右旋轉(zhuǎn)α角，則當(dāng)偏振片A向左旋轉(zhuǎn)α角或者偏振片B向右旋轉(zhuǎn)α角時(shí)，到達(dá)O處的光會(huì)最強(qiáng)，選項(xiàng)C、D正確．9．圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則(BC)A．甲為紅光的衍射圖樣 B．乙為紫光的干涉圖樣C．丙為紅光的衍射圖樣 D.丁為紫光的干涉圖樣解析：當(dāng)單色光通過雙縫時(shí)形成的干涉圖樣為等間距的，而通過單縫時(shí)的圖樣是中間寬、兩邊窄的衍射圖樣，因此甲、乙為干涉圖樣，而丙、丁為衍射圖樣．由于紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，干涉圖樣中相鄰條紋間距較大，而紫光的波長(zhǎng)較短，干涉圖樣中相鄰條紋間距較小，因此選項(xiàng)B、C正確．10．有關(guān)偏振和偏振光的下列說法中正確的是(BD)A．只有電磁波才能發(fā)生偏振，機(jī)械波不能發(fā)生偏振B．只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振C．自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆釪．除了從光源干脆發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光解析：只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，而機(jī)械波中也有橫波，當(dāng)然能發(fā)生偏振，A錯(cuò)誤，B正確．我們通?？吹降慕^大部分光，都是偏振光．自然光不肯定非要通過偏振片才能變?yōu)槠窆猓珻錯(cuò)誤，D正確．11．做單縫衍射試驗(yàn)和雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，用激光比一般光源效果更好，圖象更清楚．如圖甲所示，假如將感光元件置于光屏上，則不僅能在光屏上看到彩色條紋，還能通過感光元件中的信號(hào)轉(zhuǎn)換，在電腦上看到光強(qiáng)的分布狀況．下列說法正確的是(AD)A．做單縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示B．做單縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示C．做雙縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示D．做雙縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示解析：雙縫干涉條紋等間距，單縫衍射條紋肯定不等間距，即中心寬、兩邊窄的明暗相間的條紋．若做單縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示，故A正確、B錯(cuò)誤；若做雙縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示，故C錯(cuò)誤、D正確．12．一種利用溫度敏感光纖測(cè)量物體溫度的裝置如圖所示，一束偏振光射入光纖，由于溫度的變更，光纖的長(zhǎng)度、芯徑、折射率發(fā)生變更，從而使偏振光的偏振方向發(fā)生變更，光接收器接收的光強(qiáng)度就會(huì)變更．關(guān)于這種溫度計(jì)的工作原理，正確的說法是(AC)A．到達(dá)檢偏振器的光的偏振方向變更越大，光接收器所接收的光強(qiáng)度就會(huì)越小，表示溫度變更越大B．到達(dá)檢偏振器的光的偏振方向變更越小，光接收器所接收的光強(qiáng)度就會(huì)越小，表示溫度變更越小C．到達(dá)檢偏振器的光的偏振方向變更越小，光接收器所接收的光強(qiáng)度就會(huì)越大，表示溫度變更越小D．到達(dá)檢偏振器的光的偏振方向變更越大，光接收器所接收的光強(qiáng)度就會(huì)越大，表示溫度變更越大解析：溫度變更越大，光纖的各個(gè)物理參量變更越大，光的偏振方向變更越大，光接收器接收的光強(qiáng)度會(huì)越小．三、非選擇題(共16分)13．試驗(yàn)證明讓一束太陽光入射到安靜的水面上，假如入射角合適，其反射光線和折射光線是相互垂直的，且偏振方向也是相互垂直的偏振光