2019-2020學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)15 光的衍射 光的偏振（含解析）新人教版選修3-4

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1、課時分層作業(yè)(十五) (限時40分鐘) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] 1．對衍射現(xiàn)象的定性分析，正確的是(　　) A．光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物發(fā)生傳播的現(xiàn)象 B．衍射條紋圖樣是光波相互疊加的結(jié)果 C．光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù) D．光的衍射現(xiàn)象完全否定了光的直線傳播結(jié)論 E．衍射現(xiàn)象說明光是一種橫波 ABC　[衍射現(xiàn)象是波繞過障礙物發(fā)生傳播的現(xiàn)象，衍射條紋是波的疊加的結(jié)果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，所以選項A、B、C正確；光的直線傳播只是近似的，只有在光的波長比障礙物尺寸小得多的情況下，光才被看作是沿直線傳播的，所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不矛盾的，所以選項D

2、錯誤；一切波都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項E錯誤．] 2．關(guān)于自然光和偏振光，以下說法正確的是(　　) A．自然光包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，但是沿各個方向振動的光波的強度可以不同 B．偏振光是垂直于傳播方向上，只沿著某一特定方向振動的光 C．自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后又還原為自然光 D．太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光都是自然光 E．只有橫波才會發(fā)生偏振現(xiàn)象 BDE　[自然光沿各振動方向的光波的強度相同，A錯誤；偏振光在垂直于傳播方向上，只沿某一特定方向振動，B正確；自然光透過偏振片后成為偏振光，偏振光透過偏振片后不能還原為自然光，C錯誤；

3、太陽、電燈等普通光源發(fā)出的是自然光，D正確；由偏振原理知E正確．] 3．下列情況中能產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的是(　　) A．光的波長比孔或障礙物的尺寸大得多 B．光的波長與孔或障礙物的尺寸可相比 C．光的波長等于孔或障礙物的尺寸大小 D．光的波長比孔或障礙物的尺寸小得多 E．用紅光做實驗時未觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，現(xiàn)用綠光替代紅光做實驗 ABC　[發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物、縫、孔的尺寸與光的波長差不多或更?。甝 4.如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則(　　) A．圖中a光為偏振光 B．圖中b光為偏振光 C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)

4、過180°后，在P處將看到光亮 D．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮 E．以SP為軸將A轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮 BDE　[該題考查了對自然光、偏振光的特點的認(rèn)識．自然光沿各個方向的振動是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動的光．從電燈直接發(fā)出的光為自然光，則A錯；它通過偏振片A后，變?yōu)槠窆?，則B對；設(shè)通過A的光沿豎直方向振動，當(dāng)偏振片B只能通過沿水平方向振動的偏振光時，則P點無光亮．將B轉(zhuǎn)過180°后，P處仍無光亮，即C錯；若將B轉(zhuǎn)過90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^豎直方向上振動的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在P處有光亮，D對；同理可知E對．]

5、 5．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(shè)所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置，如下措施中不可行的是(　　) 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° E．前窗

6、玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向左上45° ABC　[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A錯；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睛，B錯；若前窗玻璃的透振方向斜向右上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(jìn)本車車窗內(nèi)，卻可以透振進(jìn)對面車窗內(nèi)，C錯．D、E是可行的．] 6．關(guān)于波動，下列說法正確的是(　　) A．各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象 B．用白光做單縫衍射與雙縫干涉實驗，均可看到彩色條紋 C．聲波傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點

7、的運動速度等于聲波的傳播速度 D．已知地震波的縱波波速大于橫波波速，此性質(zhì)可用于橫波的預(yù)警 E．各種波均會發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 BDE　[只有橫波才有偏振現(xiàn)象，A錯；白光是復(fù)色光，其中各單色光的波長不同，導(dǎo)致條紋間距不同，B正確；波的傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點的運動速度是變化的，而波的傳播速度在同一均勻介質(zhì)中是勻速的，且波的傳播是指振動形式的傳播，C錯；因為地震波的縱波波速大于橫波波速，所以兩波傳到同一地點有時間差，可用于橫波的預(yù)警，D正確；干涉衍射都是波特有的現(xiàn)象，E對．] 7．點光源照在一個剃須刀片上，在屏上形成了它的影子，其邊緣較為模糊，原因是光的________． [解析]　在刀片

8、邊緣有部分光繞過障礙物進(jìn)入到陰影中去，從而看到影子的邊緣模糊，光繞過障礙物偏離直線傳播是光的衍射． [答案]　衍射 8．在學(xué)習(xí)了光的衍射現(xiàn)象后，徐飛回家后自己設(shè)置了一個小實驗．在—個發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個圓孔大小可以調(diào)節(jié)的圓形孔屏，在圓孔從較大調(diào)至完全閉合的過程中，他在屏上看到什么現(xiàn)象？ [解析]　在圓孔由大到小調(diào)節(jié)過程中，當(dāng)孔較大時，光沿直線傳播，在屏上得到圓形亮斑；當(dāng)孔的直徑減小到與光波的波長相近時，產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，屏上將出現(xiàn)明暗相間的亮環(huán)，當(dāng)孔繼續(xù)減小到完全閉合時，沒有光到達(dá)屏上，屏上完全黑暗． [答案]　先是圓形亮區(qū)，再是明暗相間的圓形亮環(huán)，最后完全黑暗 [能力提升

9、練] 9．某同學(xué)以線狀白熾燈為光源，利用游標(biāo)卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結(jié)出以下幾點，你認(rèn)為正確的是(　　) A．若狹縫與燈泡平行，衍射條紋與狹縫平行 B．若狹縫與燈泡垂直，衍射條紋與狹縫垂直 C．衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關(guān) D．衍射條紋的間距與光的波長有關(guān) E．波長越小，衍射條紋間距越大 ACD　[若狹縫與線狀白熾燈平行，衍射條紋與狹縫平行則現(xiàn)象明顯；衍射條紋的疏密程度與縫寬有關(guān)，縫寬越小，條紋越疏；條紋間距與波長有關(guān)，波長越長，間距越大．] 10．奶粉的碳水化合物(糖)含量是一個重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量，偏振光通過糖

10、的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或右旋轉(zhuǎn)一個角度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的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品中的含糖量．如圖所示．S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動B，使到達(dá)O處的光最強，然后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是(　　) A．到達(dá)O處光的強度會明顯減弱 B．到達(dá)O處光的強度不會明顯減弱 C．到達(dá)O處光的強度會明顯增強 D．將偏振片B轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的最小角度等于α E．將偏振片A轉(zhuǎn)動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的最小角度等于α ADE　[自然光通過偏振片后得

11、到垂直于光的傳播方向與偏振片的透振方向平行的偏振光，該偏振光經(jīng)被測樣品后，其偏振方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，即相對于光的傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個角度α，到達(dá)B的光的偏振方向與B的透振方向不完全一致，故O處光的強度會明顯減弱，故A正確，B、C錯誤；若將A或B轉(zhuǎn)動一個最小角度，使得O處光的強度仍為最大，說明它們轉(zhuǎn)過的角度等于α，故D、E都正確．] 11．分析以下現(xiàn)象產(chǎn)生的原因： (1)隔著帳?？催h(yuǎn)處的燈，見到燈周圍有彩色的光芒． (2)光線照在花布上，可以看見花布上的圖樣． [解析]　(1)遠(yuǎn)處燈發(fā)出的光經(jīng)過帳幔的縫隙，發(fā)生衍射現(xiàn)象，因此可見到燈周圍有彩色的光芒. (2)光線照在花布上看見花布的圖

12、樣，是由于光的反射與吸收的結(jié)果．花布是由各種顏色的花紋組成的，當(dāng)白光照在花布上時，紅色花紋反射紅色光，吸收其他顏色的光，這樣我們在該位置只看到紅色，同理可以看到各種花紋反射的各種顏色的光，這樣就可以看到花布的圖樣． [答案]　見解析 12.如圖所示，楊氏雙縫實驗中，下述情況能否看到干涉條紋？簡單說明理由． (1)在單色自然光源S后加一偏振片P. (2)在(1)情況下，再加P1、P2，P1與P2透振方向垂直． [解析]　(1)能．到達(dá)S1、S2的光是從同一偏振光分解出來的，它們滿足相干條件，能看到干涉條紋，且由于偏振片很薄，對路程差的影響可忽略，干涉條紋的位置與間距和沒有P時基本一致，只是強度由于偏振片的吸收作用而減弱．(2)不能．由于從P1、P2射出的光振動方向相互垂直，不滿足干涉條件，故光屏E被均勻照亮，但無干涉現(xiàn)象． [答案]　見解析 - 4 -