2018-2019學(xué)年高中物理 課時提升作業(yè) 十五 13.5+13.6 光的衍射 光的偏振（含解析）新人教版選修3-4.doc

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光的衍射 光的偏振 (20分鐘　50分) 選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分) 1.(2018玉林高二檢測)關(guān)于自然光和偏振光，下列說法正確的是 (　　) 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】選D。干涉和衍射現(xiàn)象是波的特性，一切波都可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，偏振光也屬于波，故偏振光也可以發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象，A錯誤；自然光垂直于傳播方向上沿一切方向振動且各個方向振動的光波強度都相同，而偏振光是垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動，自然界中大部分是偏振光，自然界中的反射光等均屬于偏振光，自然光不一定非要通過偏振片才能變?yōu)槠窆?，B錯誤；自然光可以是任意顏色的色光，而偏振光也可以是白色光，C錯誤；自然光和偏振光都具有粒子性，都能使感光底片感光，故D正確。 2.(多選)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，是衍射現(xiàn)象。光的衍射現(xiàn)象只有明顯與不明顯之分，D項中大光斑的邊緣模糊，正是光的衍射造成的，不能認(rèn)為不存在衍射現(xiàn)象。 【補償訓(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0.05 mm的窄縫，進(jìn)行光的衍射實驗，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D正確。 3.一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(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: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B正確。 4.(多選)通過如圖甲所示的裝置可研究光的干涉和衍射現(xiàn)象。從光源發(fā)出的光經(jīng)過一縫板，在縫板后有一裝有感光元件的光屏，通過信號轉(zhuǎn)換，可在電腦上看到屏上的光強分布情況。圖乙分別顯示出A光和B光通過同一縫板得到的光強分布情況。下列有關(guān)A、B兩種色光的說法中正確的有 (　　) A.光通過的可能是縫板上的單縫 B.A光的波長比B光的波長長 C.A光的頻率比B光的頻率大 D.A光在玻璃中的傳播速度大于B光在玻璃中的傳播速度 E.A光比B光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 【解析】選B、D、E。從光的強度分布可以看出，光屏上的光是等間距、等亮度的，所以是光通過雙縫產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，A錯誤；由圖樣可看出，A光的條紋間距大于B光的，由Δx=Ldλ可知，A光的波長大于B光的波長，A光的頻率小于B光的頻率，B正確，C錯誤；A光的頻率小于B光的頻率，則玻璃對A光的折射率小于對B光的折射率，所以A光在玻璃中的傳播速度大于B光在玻璃中的傳播速度，D正確；由于A光的波長較長，所以更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，E正確。故選B、D、E。 5.夜晚，汽車前燈發(fā)出的強光將迎面駛來的汽車司機照射得睜不開眼睛，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)所有的汽車前窗和前燈玻璃均按要求設(shè)置，反射光不改變振動方向。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】解答本題時應(yīng)理解以下兩點: (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)左和右都是對各自司機本身而言的。 【解析】選D。如A選項所述情景，會使自己發(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選項所述情景，會使對方的車燈光與自己的前窗玻璃的透振方向相同，被對方的燈光照得睜不開眼睛；如D選項所述情景，會使對方車燈的光與自己車窗的透振方向垂直，這樣避免了對方強光的照射，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)旋光儀可以用來測量糖溶液的濃度，從而測定含糖量。其原理是:偏振光通過糖的水溶液后，若迎著射來的光線看，偏振方向會以傳播方向為軸線，旋轉(zhuǎn)一個角度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的測量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了。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.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)過的角度等于θ D.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)過的角度等于θ E.若使O處光強度再次最大，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象，其中圖甲是光的________(選填“干涉”或“衍射”)圖象。由此可以判斷出圖甲所對應(yīng)的圓孔的孔徑________(選填“大于”或“小于”)圖乙所對應(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，要使到達(dá)O處的光最強，偏振片A、B的透光方向應(yīng)相同；當(dāng)放入樣品時，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處光的強度會明顯減弱，A正確，B錯誤；偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于θ，并與偏振光的方向平行時，光到達(dá)O處的強度將再次最大，C正確；同理，D正確，E錯誤。 (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小或跟波長相差不多時，才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。圖甲是光的衍射圖樣，由于光波波長很短，約在10-7m數(shù)量級上，所以圖甲對應(yīng)的圓孔的孔徑比圖乙所對應(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