2024-2025學年高中物理第十三章光5光的衍射6光的偏振課后練習含解析新人教版選修3-4

PAGE5-5光的衍射6光的偏振課后篇鞏固提升1.(2024·上海卷改編)泊松亮斑是光的()A.干涉現(xiàn)象,干涉條紋等間距B.衍射現(xiàn)象,衍射條紋不等間距C.干涉現(xiàn)象,干涉條紋不等間距D.衍射現(xiàn)象,衍射條紋等間距解析泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,衍射條紋不等間距,ACD錯誤,B正確。答案B2.關于衍射光柵,下列說法正確的是()A.衍射光柵是由很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ABD3.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勻稱分布的光是自然光,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,除了從光源干脆發(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確定,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D4.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.一切波都很簡單發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D.影的存在是一個與衍射現(xiàn)象相沖突的客觀事實解析衍射圖樣是困難的光波的疊加現(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,須要滿意障礙物的尺寸小于或相當于波長的條件。答案AB5.在視察光的衍射現(xiàn)象的試驗中,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C6.(2024·天津市新華中學高考模擬)下列關于光的性質(zhì)說法正確的是()A.托馬斯·楊通過光的單縫衍射試驗,證明白光是一種波B.日落時分,在岸上拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏振光片可以使景象更清楚C.公路積水上的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的衍射現(xiàn)象D.照相機鏡頭表面涂上增透膜,以增加透射光的強度,是應用了光的全反射現(xiàn)象解析托馬斯·楊通過光的雙縫干涉試驗,證明白光是一種波,故選項A錯誤;在日落時分,拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏振光片,由于反射光太強,偏振光強,加偏振片可以將反射的偏振光過濾,使景象清楚,故選項B正確;公路上積水表面的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣,是膜的內(nèi)外表面反射光因頻率相同,從而相互疊加,形成彩色圖樣,這是光的干涉現(xiàn)象,故選項C錯誤;照相機鏡頭表面涂上增透膜,利用膜的內(nèi)外表面反射光頻率相同,相互疊加,從而增加透射光的強度,是利用了光的干涉現(xiàn)象,故選項D錯誤。答案B7.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.削減陽光在水面上的反射光B.阻擋陽光在水面上的反射光進入照相機鏡頭C.增加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耀到水面上時,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,即可最大限度地阻擋反射光進入鏡頭,增加圖像的清楚度。答案B8.(2024·北京卷)利用圖1所示的裝置(示意圖),視察光的干涉、衍射現(xiàn)象,在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣。下列關于P處放置的光學元件說法正確的是()圖1圖2A.甲對應單縫,乙對應雙縫B.甲對應雙縫,乙對應單縫C.都是單縫,甲對應的縫寬較大D.都是雙縫,甲對應的雙縫間距較大解析單縫衍射條紋中間亮條紋最寬、最亮,雙縫干涉條紋中心亮條紋與兩側亮條紋等寬、等亮,由此可以推斷甲肯定為單縫、乙肯定為雙縫,故只有選項A正確。答案A9.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。假設全部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)出的照耀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D10.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消逝B.透射光束2消逝C.反射光束1和透射光束2都消逝D.偏振片P以入射光束為軸旋轉(zhuǎn)90°,透射光束2消逝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消逝,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)的光消逝,則透射光束2消逝,選項D正確。答案AD11.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。由此可以推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10-7m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說明。答案衍射小于12.試驗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