2018-2019學(xué)年高中物理 課時(shí)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(cè))關(guān)于自然光和偏振光，下列說(shuō)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(guò)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(cuò)誤；自然光垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)且各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同，而偏振光是垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)，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(guò)偏振片才能變?yōu)槠窆?，B錯(cuò)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(cuò)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(shuō)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(pán)上出現(xiàn)泊松亮斑，說(shuō)明發(fā)生了衍射 D.光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說(shuō)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(pán)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(bǔ)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(kāi)一條縫寬為0.05 mm的窄縫，進(jìn)行光的衍射實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)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(xiàng)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。現(xiàn)將其中一條縫擋住，讓這束紅光只通過(guò)一條縫，則在光屏上可以看到 (　　) A.與原來(lái)相同的明暗相間的條紋，只是亮條紋比原來(lái)暗些 B.與原來(lái)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(duì)應(yīng)的亮條紋 D.無(wú)條紋，只存在一片紅光 【解析】選B。本題一開(kāi)始告訴我們產(chǎn)生了干涉現(xiàn)象，說(shuō)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(diǎn):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(xiàng)B正確。 4.(多選)通過(guò)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(guò)一縫板，在縫板后有一裝有感光元件的光屏，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換，可在電腦上看到屏上的光強(qiáng)分布情況。圖乙分別顯示出A光和B光通過(guò)同一縫板得到的光強(qiáng)分布情況。下列有關(guān)A、B兩種色光的說(shuō)法中正確的有 (　　) A.光通過(guò)的可能是縫板上的單縫 B.A光的波長(zhǎng)比B光的波長(zhǎng)長(zhǎng) 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(qiáng)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(guò)雙縫產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)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(zhǎng)大于B光的波長(zhǎng)，A光的頻率小于B光的頻率，B正確，C錯(cuò)誤；A光的頻率小于B光的頻率，則玻璃對(duì)A光的折射率小于對(duì)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(zhǎng)較長(zhǎng)，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(qiáng)光將迎面駛來(lái)的汽車司機(jī)照射得睜不開(kāi)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(shí)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(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)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(dòng)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(shí)應(yīng)理解以下兩點(diǎn): (1)題目所說(shuō)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(duì)各自司機(jī)本身而言的。 【解析】選D。如A選項(xiàng)所述情景，會(huì)使自己發(fā)出的光反射回來(lái)與前窗的透振方向垂直，自己看不到反射回來(lái)的光，即看不清所照亮的物體；如B、C選項(xiàng)所述情景，會(huì)使對(duì)方的車燈光與自己的前窗玻璃的透振方向相同，被對(duì)方的燈光照得睜不開(kāi)眼睛；如D選項(xiàng)所述情景，會(huì)使對(duì)方車燈的光與自己車窗的透振方向垂直，這樣避免了對(duì)方強(qiáng)光的照射，自己車燈反射回來(lái)的光與自己車窗玻璃的透振方向相同，又能看到反射回來(lái)的光。 (1)(5分)(多選)旋光儀可以用來(lái)測(cè)量糖溶液的濃度，從而測(cè)定含糖量。其原理是:偏振光通過(guò)糖的水溶液后，若迎著射來(lái)的光線看，偏振方向會(huì)以傳播方向?yàn)檩S線，旋轉(zhuǎn)一個(gè)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(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，就能確定被測(cè)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(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間，則下列說(shuō)法中正確的是 (　　) 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(guò)的角度等于θ D.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(guò)的角度等于θ E.若使O處光強(qiáng)度再次最大，偏振片A、B均需轉(zhuǎn)過(guò)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(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑________(選填“大于”或“小于”)圖乙所對(duì)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(guò)，沒(méi)有樣品時(shí)，要使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，偏振片A、B的透光方向應(yīng)相同；當(dāng)放入樣品時(shí)，由于樣品的“旋光角”是θ，光線經(jīng)過(guò)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(qiáng)度會(huì)明顯減弱，A正確，B錯(cuò)誤；偏振片B轉(zhuǎn)過(guò)的角度等于θ，并與偏振光的方向平行時(shí)，光到達(dá)O處的強(qiáng)度將再次最大，C正確；同理，D正確，E錯(cuò)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(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，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(zhǎng)很短，約在10-7m數(shù)量級(jí)上，所以圖甲對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑比圖乙所對(duì)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