2019高中物理第十三章第4课时光的衍射光的偏振（对点练巩固练）（含解析）新人教版.docx

第4课时光的衍射光的偏振对点训练知识点一衍射及图样分析1(多选)关于单缝衍射实验，下列说法中正确的是()A将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹间距变窄B使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽D增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽答案ACD解析当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距越大；当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；当光的波长和单缝的宽度一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹的间距也会变宽。故A、C、D正确。2(多选)关于光的衍射现象，下列说法中正确的是()A红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹B白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹C光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射D光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射答案AC解析白光的单缝衍射图样是彩色条纹，B错误；光照到较大圆孔上出现大光斑，存在光的衍射，只是不明显，D错误。A、C正确。3(多选)关于衍射，下列说法正确的是()A衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B双缝干涉中也存在衍射现象C一切波都很容易发生明显的衍射现象D影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实答案AB解析衍射图样是复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍射现象，一般现象中既有干涉又有衍射。一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件。4如图所示的四个图形中，哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样()答案B解析选项D的中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的，B选项才是泊松亮斑衍射图样，故B正确。5如图所示，甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图象，其中图甲是光的_(填“干涉”或“衍射”)图象。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径_(填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径。答案衍射小于解析图甲是明暗相间不等间距的圆环，是光的衍射现象。图乙出现亮斑，是因为孔径较大，光沿直线传播，所以图甲所对应的圆孔的孔径小于图乙所对应的圆孔的孔径。知识点二光的衍射和光的干涉联系和区别6点光源照射一个障碍物，在屏上所形成的阴影的边缘部分模糊不清，原因是()A光的反射B光的折射C光的干涉D光的衍射答案D解析光遇到障碍物会发生衍射，屏上所成阴影的边缘部分模糊不清，故D正确。7单色光通过双缝产生干涉现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象，在光屏上都得到明暗相间的条纹，比较这两种条纹()A干涉、衍射条纹间距都是均匀的B干涉、衍射条纹间距都是不均匀的C干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀D干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀答案D解析干涉条纹间距相同，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽。D正确。8某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为005 mm的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示。则他在光屏上看到的条纹是()答案D解析此为单缝衍射，故条纹间距不等，单缝水平方向，条纹也应为水平方向，故D正确。知识点三光的偏振9关于自然光与偏振光，下列说法正确的是()A自然光能发生干涉和衍射现象，而偏振光不能B只有将自然光透过偏振片才能获得偏振光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答案D解析振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动只沿某个特定方向的光是偏振光。干涉和衍射是光的特性，所以自然光和偏振光都能发生干涉和衍射现象，A错误；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光外，我们通常见到的光绝大部分都是偏振光，反射光和折射光通常也是偏振光，B错误；光的颜色与光的振动方向无关，白光是复色光，只要光在与传播方向垂直的平面内沿各个方向振动，且各方向振动的强度相同，它就是自然光，因此单色光也可以是自然光，C错误；自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，所以D正确。10如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明()A光是电磁波B光是一种横波C光是一种纵波D自然光是偏振光答案B解析纵波振子是沿传播方向振动的，所以它可以通过偏振片，没有偏振现象产生；而横波振子是沿与传播方向垂直的方向振动的，而且振子的平衡位置不变，当波传到偏振片时，部分波就无法传过去了，即发生了“偏振”现象，故B正确，A、C、D错误。11一束光由真空入射到平面玻璃上，当其折射角为30时，反射光恰好发生完全偏振(反射光线与折射光线垂直)，由此可以计算出玻璃的折射率是多少？此时的入射角称为起偏角，也叫布儒斯特角，试求折射率为n的介质的布儒斯特角的正切值。答案tan1n解析光由空气进入玻璃，光路图如图所示，根据折射定律可得n，而1290，所以ntan1由题意知230，所以160，ntan60所求的布儒斯特角为1，tan1n。易错点偏振光的判定及观察到的现象12(多选)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在图中P处迎着光入射的方向观察，看不到光亮。则()A图中a是偏振光B图中b是偏振光C将B转过180，将在P处看到光亮D将A转过90，将在P处看到光亮易错分析错误认为只有转动偏振片B，才能看到亮暗的变化，而漏选D。答案BD解析电灯S发出的光是自然光，自然光沿各个方向的振动是均匀分布的，通过一个偏振片后透射光中只有沿偏振片透振方向振动的光，所以A错误，B正确；偏振片B只透过振动方向与其透振方向一致的偏振光，人眼在P处看不到光亮，说明其透振方向与偏振片A的透振方向垂直。将B转过180后，其透振方向仍与偏振片A的透振方向垂直，人眼在P处依然看不到光亮，所以C错误；将A转过90后，其透振方向与偏振片B的透振方向相同，人眼在P处能看到光亮，所以D正确。提升训练一、选择题1(多选)下列现象属于光的衍射现象的是()A雨后美丽的彩虹B阳光下肥皂膜上的彩色条纹C光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑D对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹答案CD解析彩虹是由于光的折射形成的，A错误；阳光下肥皂膜上的彩色条纹属于光的干涉现象，B错误；C、D选项分别是光经过圆板和缝后形成的衍射条纹，C、D正确。2(多选)在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q。在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是()AQ不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变BQ不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱CP不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变DP不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱答案BD解析P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，通过Q的光强最小，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱。3在拍摄日落前水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是()A减弱反射光，从而使景物的像清晰B增强反射光，从而使景物的像清晰C增强透射光，从而使景物的像清晰D减弱透射光，从而使景物的像清晰答案A解析由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，但不能增强透射光。故A正确。4在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到()A黑白相间的直条纹B黑白相间的弧形条纹C彩色的直条纹D彩色弧形条纹答案C解析白炽灯发出的是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的衍射条纹间距不同，各单色光相互叠加，成为彩色直条纹。故C正确，A、B、D错误。5下列四种现象，不是光的衍射现象造成的是()A通过游标卡尺两卡脚间狭缝观察发出红光的灯管，会看到平行的明暗相间的条纹B不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑C太阳光照射下，架在空中的电线在地面上不会留下影子D用点光源照射小圆孔，后面屏上会出现明暗相间的圆环答案C解析在选项C中，电线的直径要比光的波长大很多，根本不能发生明显的衍射现象。地面上没有留下电线的影子是由于电线直径与太阳相比，太阳相当于发光面积很大的光源，太阳光可以从电线的侧面照射到地面，使地面没有电线的影子，与医院手术室用的无影灯的工作原理相似。其他选项均是光的衍射现象造成的。故C正确。6(多选)如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是()A用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的C在水中a光的速度比b光的速度小D在水中a光的临界角大于b光的临界角E若a光与b光以相同的入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光Fa比b更容易发生衍射现象答案ADF解析由题图知a光的折射率小于b光的折射率，所以a光的频率较小，波长较长，在介质中的速度较大，临界角较大，不易发生全反射，衍射本领较强。据此可判断C、E错误，D、F正确；波长越长，干涉条纹间距越大，A正确；光的衍射条纹宽度不均匀，B错误。7如图所示，让自然光照到P、Q两偏振片上，当P、Q两偏振片的透射光偏振方向间的夹角为以下哪个度数时，透射光的强度最弱()A0 B30 C60 D90答案D解析由偏振现象可知D正确。8如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化。设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理。正确的说法是()A到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大C到达检偏器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小D到达检偏器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小答案B解析根据题意知，温度变化越大，光通过光纤时振动方向变化越大，起偏器和检偏器的透振方向是相同的，光从光纤中通过时振动方向变化越大，透过检偏器的光强度就会越小，所以光接收器接收的光强度也就会越小。因此B正确。二、非选择题9某同学把卡尺间的窄缝调节到05 mm去观察某一线光源，看到了彩色条纹。他把缝的宽度增加到08 mm，再观察同一光源，看到的现象是_，但亮度增大。若他把缝的宽度减小到02 mm，则看到的现象是_。这说明在衍射现象中，衍射图样条纹的宽度及亮度与_有关，当其_时，衍射现象更为明显。答案彩色条纹变窄彩色条纹变宽但亮度减弱单缝宽度变窄解析当窄缝宽度变窄时，它和光波的波长越接近，衍射现象越明显，同时通过窄缝的光能越少，到达光屏上的条纹的宽度越宽，亮度就越弱。10某同学自己动手制作如图所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：(1)该同学用一束太阳光照射A屏时，屏C上没有出现干涉条纹；移去B后，在屏上出现不等间距条纹，此条纹是由于_产生的。(2)移去A后，遮住缝S1或缝S2中的任一个，C上均出现一窄亮斑。出现以上实验结果的主要原因是_。答案(1)光的衍射(2)双缝S1、S2太宽解析(1)移去B后只剩下单缝，故发生单缝衍射形成条纹，故此条纹是由于光的衍射产生的。(2)移走A后，遮住S1(或S2)，C上没有出现条纹而只出现一个窄亮斑，说明衍射现象不明显，故主要原因是双缝S1、S2太宽。11分析以下现象产生的原因：(1)通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光；(2)菜汤上的油花呈现彩色；(3)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒；(4)光线照在花布上，可以看见花布上的图样。答案略解析(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射，在适当的角度，各色光分离较大，可看到彩色光。(2)光经过菜汤上油膜的前后两个表面发生反射，两列反射光波相互叠加，产生干涉条纹，因此菜汤上的油花呈现彩色。(3)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙，产生衍射，因此可见到灯周围辐射彩色的光芒。(4)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果。花布