新教材适用2024-2025学年高中物理第四章光及其应用6.光的衍射与偏振7.激光课后训练教科版选择性必修第一册

6.光的衍射与偏振7.激光课后训练巩固提升基础巩固1.在光的单缝衍射试验中可视察到清楚的亮暗相间的图样,下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是()(a)(b)(c)(d)A.(a)、(c) B.(b)、(c)C.(a)、(d) D.(b)、(d)答案:D解析:单缝衍射条纹的特点是中心亮条纹最宽、最亮,双缝干涉条纹的特点是等间距的条纹,所以(a)是干涉条纹,(b)、(d)是单缝衍射条纹,(c)是水波的衍射图样。2.(多选)在单缝衍射试验中,下列说法正确的是()A.其他条件不变,将入射光由黄色换成绿色,衍射条纹间距变窄B.其他条件不变,使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄C.其他条件不变,换用波长较长的光照耀,衍射条纹间距变宽D.其他条件不变,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变宽答案:ACD解析:黄光波长大于绿光波长,当单缝宽度肯定时,波长越长,衍射现象越明显,条纹间距也越宽,所以A、C正确;当光的波长肯定时,单缝宽度越小,衍射现象越明显,衍射条纹间距会变宽,B错误;当光的波长肯定,单缝宽度也肯定时,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距会变宽,D正确。3.下列应用激光的实例中,不正确的是()A.因为激光的相干性好,所以可以用激光光源干脆照耀双缝做干涉试验B.激光的亮度高,因此我们可以用激光束来切割物体,焊接金属,在硬质难熔材料上打孔,医学上用激光“刀”做切除肿瘤等外科手术C.激光是很好的单色光,它产生的干涉现象最清楚。利用干涉现象可以精确测量物体的长度D.激光的亮度高,可以用来照明答案:D解析:在做双缝干涉试验时,一般要在双缝前加一个单缝,目的是产生两列频率相同的相干波,才能视察到双缝干涉现象,而激光的相干性好,故可以用激光光源干脆照耀双缝做干涉试验,故A正确;激光具有平行度好、亮度高等特点,医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点,但不能用来照明,故B正确,D错误;激光是很好的单色光,它产生的干涉现象最清楚,利用干涉现象可以精确测量物体的长度,并且精确度高,故C正确。4.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板,在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹,现将其中一条窄缝拦住,让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到()A.与原来相同的明暗相间的条纹,只是亮条纹比原来暗些B.与原来不相同的明暗相间的条纹,而中心亮条纹变宽些C.只有一条与缝宽对应的亮条纹D.无条纹,只存在一片红光答案:B解析:双缝为相干光源的干涉,单缝为光的衍射,且干涉和衍射的图样不同。衍射图样和干涉图样的异同点:中心都出现亮条纹,但衍射图样中心亮条纹较宽,两侧都出现明暗相间的条纹,干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹,且亮度快速减弱,所以本题正确选项为B。5.某次光的衍射试验中,视察到如图所示的明暗相间的图样,则障碍物为()A.很小的不透亮圆板B.中间有较小圆孔的不透亮挡板C.很大的不透亮圆板D.中间有较大圆孔的不透亮挡板答案:B解析:用光照耀很小的不透亮圆板时后面出现一亮点,即泊松亮斑,故A错误;用光照耀中间有较小圆孔的不透亮挡板时是明暗相间的衍射图样,故B正确;用光照耀很大的不透亮圆板时后面是一片阴影,故C错误;在衍射试验中,假如不透亮挡板中间的圆孔比较大时,不会发生衍射现象,或者衍射现象不明显,视察不到明暗相间的图样,故D错误。6.(多选)光的偏振现象说明光是横波,下列现象中能反映光的偏振特性的是()A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生改变B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光线是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片,可以使景象更清楚D.通过手指间的缝隙视察日光灯,可以看到彩色条纹答案:ABC解析:自然光通过第一个偏振片后形成单一振动方向的偏振光,再通过其次个偏振片时,若偏振片的透射方向与此偏振光的振动方向垂直,则无光透过其次个偏振片,若二者平行则透射光最强,故选项A反映了光的偏振;一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线垂直时,反射光线和折射光线都是偏振光且偏振方向垂直,选项B反映了光的偏振;拍摄水中景物或玻璃橱窗中景物时,由于水或玻璃表面反射光较强,使所拍摄景物不清楚,在照相机镜头前装上偏振光片,使其透振方向与反射光的偏振方向垂直,则有效防止反射光进入照相机,从而使所拍景象更清楚,选项C反映了光的偏振;通过手指间的缝隙视察日光灯,看到彩色条纹是光的衍射现象。实力提升1.(多选)如图所示,P是竖直方向的偏振片(用实线表示透振方向),下列四种光束中,哪几种照耀P时能在P的另一侧视察到透射光()A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光答案:ABD解析:只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直,光都能通过偏振片,故A、B、D正确。2.如图所示,(a)表示单缝,(b)表示双缝,用某单色光分别照耀竖直放置的单缝和双缝,在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以视察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹),则()A.图(c)表示单缝衍射条纹,图(d)表示双缝干涉条纹B.单缝S越宽,越简单视察到对应的明暗条纹C.双缝间距离越小,对应条纹间距越大D.照耀双缝的单色光波长越短,对应条纹间距越大答案:C解析:依据单缝衍射条纹间距不等,而双缝干涉条纹间距相等,则有题图(c)表示双缝干涉条纹,题图(d)表示单缝衍射条纹,故A错误;依据发生明显衍射现象的条件可知,单缝S越窄,越简单视察到对应的明暗条纹,故B错误;在双缝干涉中,干涉条纹的间距Δx=ldλ,由公式可得,条纹间距与波长λ、双缝与屏之间的距离l成正比,与双缝间的距离d成反比,故C正确,D3.下图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,由于温度的改变,光纤的长度、芯径、折射率发生改变,从而使偏振光的振动方向发生改变,光接收器接收的光强度就会改变。设起偏振器和检偏振器透振方向相同,关于这种温度计的工作原理,下列说法正确的是()A.到达检偏振器的光的振动方向改变越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度改变越大B.到达检偏振器的光的振动方向改变越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度改变越大C.到达检偏振器的光的振动方向改变越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度改变越小D.到达检偏振器的光的振动方向改变越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度改变越小答案:B解析:依据题意知,温度改变越大,光通过光纤时振动方向改变越大,起偏振器和检偏振器的透振方向是相同的,光从光纤中通过时振动方向改变越大,透过检偏振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。因此选项B正确。4.(多选)如图所示,两束单色光a、b从水面下射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法正确的是()A.用同一双缝干涉试验装置分别以a、b光做试验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距B.用a、b光分别做单缝衍射试验时它们的衍射条纹宽度都是匀称的C.在水中