2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章光5-6光的衍射光的偏振激光課時(shí)檢測(cè)含解析新人教版選擇性必修1

PAGE6-光的衍射光的偏振激光(25分鐘60分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．在視察光的衍射現(xiàn)象的試驗(yàn)中，通過(guò)緊靠眼睛的卡尺測(cè)腳形成的狹縫，觀看遠(yuǎn)處的線狀白熾燈絲(燈管和燈絲都要平行于狹縫)，可以看到()A．黑白相間的直條紋 B．黑白相間的弧形條紋C．彩色的直條紋 D．彩色的弧形條紋【解析】選C。白熾燈發(fā)出的是復(fù)色光，其中各種色光的波長(zhǎng)不同，產(chǎn)生的衍射條紋間距不同，各單色光相互疊加，成為彩色直條紋。2．對(duì)于光的衍射的定性分析，下列說(shuō)法中不正確的是()A．只有障礙物或孔的尺寸可以跟光波波長(zhǎng)相比甚至比光的波長(zhǎng)還要小的時(shí)候，才能明顯地產(chǎn)生光的衍射現(xiàn)象B．光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果C．光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播的結(jié)論D．光的衍射現(xiàn)象說(shuō)明白光具有波動(dòng)性【解析】選C。產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是光的波長(zhǎng)比孔或障礙物的尺寸大得多或相差不大，故A正確；光的衍射現(xiàn)象是光繞過(guò)障礙物進(jìn)入障礙物的幾何陰影的現(xiàn)象，是光波相互疊加的結(jié)果，故B正確；光的直線傳播是近似規(guī)律，光的衍射現(xiàn)象并沒有否定光的直線傳播的結(jié)論，故C錯(cuò)誤；衍射是波特有的性質(zhì)，光的衍射現(xiàn)象說(shuō)明白光具有波動(dòng)性，故D正確；本題選擇不正確的，故選C。3．在視察光衍射的試驗(yàn)中，分別視察到如圖甲、乙所示清楚的明暗相間圖樣，圖中黑線為暗紋，那么障礙物應(yīng)是()A.乙圖對(duì)應(yīng)的是很小的不透亮圓板B．甲圖對(duì)應(yīng)的是很大的不透亮圓板C．乙圖對(duì)應(yīng)的是中間有大圓孔的不透亮擋板D．甲圖對(duì)應(yīng)的是中間有小三角形孔的不透亮擋板【解析】選A。用光照耀很小的不透亮圓板時(shí)后面出現(xiàn)一亮點(diǎn)，即為泊松亮斑的衍射圖樣，正好是乙圖所對(duì)應(yīng)的圖樣，故A正確，C錯(cuò)誤；用光照耀很大的中間有小圓孔的不透亮擋板時(shí)是明暗相間的衍射圖樣，即為圓孔衍射圖樣，即甲圖所對(duì)應(yīng)的圖樣，故B、D錯(cuò)誤。4．全息照相在拍攝過(guò)程中，應(yīng)用了激光的什么特點(diǎn)()A．干涉 B．衍射C．偏振 D．直線傳播【解析】選A。在拍攝全息相片時(shí)，同一束激光分為兩部分，一部分干脆照耀究竟片上，另一部分通過(guò)拍攝物反射究竟片上，在底片上發(fā)生干涉，底片記錄下干涉條紋，因此應(yīng)用了激光的干涉原理。5．如圖所示，甲、乙兩幅圖分別是a、b兩束單色光，經(jīng)過(guò)單縫的衍射圖樣。則下列說(shuō)法正確的是()A.在真空中，a光的波長(zhǎng)比b光小B．在同一介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度比b光小C．兩束單色光分別入射到同一雙縫干涉裝置時(shí)，在光屏上b光亮紋的條數(shù)更多D．當(dāng)兩束光從空氣中射向玻璃時(shí)，a光不發(fā)生全反射，但b光可能發(fā)生全反射【解析】選C。由衍射圖樣可知，甲的中心亮紋寬，故a光的波長(zhǎng)大，故A錯(cuò)誤；由A項(xiàng)解析可知，a光的波長(zhǎng)大，在同一介質(zhì)中，波速小，故B錯(cuò)誤；雙縫干涉試驗(yàn)，相鄰的亮紋間距和波長(zhǎng)成正比，所以b光相鄰的亮紋間距小，在光屏上面的亮紋的條數(shù)多，故C正確；當(dāng)兩束光從空氣中射向玻璃時(shí)，是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，不滿意全反射條件，故D錯(cuò)誤。6．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波。下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生改變B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，反射光是偏振光C．日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使影像更清楚D．通過(guò)手指間的縫隙視察日光燈，可以看到彩色條紋【解析】選D。A、B、C都與光的偏振這一特性有關(guān)，A、B、C都不能選；通過(guò)手指間的縫隙視察日光燈看到彩色條紋是由于光的衍射形成的，與偏振無(wú)關(guān)，應(yīng)選D。二、非選擇題(本題共2小題，共24分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7．(6分)2024年暑假期間，有同學(xué)打算觀看3D電影《哪吒之魔童降世》，觀看3D電影時(shí)觀眾必需戴上特別的眼鏡才能獲得最佳欣賞效果，這種眼鏡是利用了光的____________(選填“衍射”“干涉”或“偏振”)原理。【解析】3D電影在放映時(shí)，兩臺(tái)放映機(jī)發(fā)出的光是相互垂直的偏振光，在觀看電影時(shí)觀眾必需戴上特別的眼鏡才能獲得最佳欣賞效果，這種眼鏡是利用了光的偏振原理。答案：偏振8．(18分)用一單色光源垂直照耀帶有小孔的不透亮光屏，下列幾種狀況中，在小孔后面的光屏上各看到什么現(xiàn)象？(1)小孔的直徑為1cm；(2)小孔的直徑為1mm；(3)小孔的直徑為0.5μm?！窘馕觥啃】椎闹睆酱笮〈_定屏上的現(xiàn)象。當(dāng)孔的直徑較大，比光的波長(zhǎng)大得多時(shí)，光的衍射極不明顯，光沿直線傳播；當(dāng)孔的直徑很小，可以與光波的波長(zhǎng)相比時(shí)，光的衍射現(xiàn)象明顯。(1)當(dāng)小孔的直徑為1cm時(shí)，在光屏上只能看到與小孔形態(tài)相同的亮斑。這是光沿直線傳播的結(jié)果。(2)當(dāng)小孔的直徑為1mm時(shí)，在光屏上能看到單色光源倒立的像。這是小孔成像，也是光沿直線傳播的結(jié)果。(3)當(dāng)小孔的直徑為0.5μm時(shí)，在光屏上能看到衍射條紋。這是由于小孔尺寸與光波的波長(zhǎng)差不多，光發(fā)生明顯衍射的結(jié)果。答案：見解析(15分鐘40分)9．(5分)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)將其中一條窄縫攔住，讓這束紅光只通過(guò)一條窄縫，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，而中心亮條紋變寬些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。雙縫為相干光源的干涉，單縫為光的衍射，且干涉和衍射的圖樣不同。衍射圖樣和干涉圖樣的異同點(diǎn)：中心都出現(xiàn)亮條紋，但衍射圖樣中心亮條紋較寬，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，且亮度漸漸減弱，所以本題正確選項(xiàng)為B。10．(5分)(多選)如圖所示，一束自然光通過(guò)起偏振器照耀到光屏上，則圖中光屏上發(fā)亮的有(起偏振器上用箭頭表示其透射方向)()【解析】選A、B、D。自然光通過(guò)起偏振器后成為偏振光，當(dāng)偏振光的振動(dòng)方向與起偏振器的透振方向平行時(shí)能夠通過(guò)，垂直時(shí)不能通過(guò)，所以A、B、D正確。11．(5分)如圖所示，兩光屏間放有兩個(gè)偏振片，它們四者平行共軸，現(xiàn)讓太陽(yáng)光沿軸線通過(guò)光屏M上的小孔照耀到固定不動(dòng)的偏振片P上，再使偏振片Q繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則關(guān)于光屏N上的光的亮度改變狀況，下列說(shuō)法正確的是()A.光屏N上光的亮度保持不變B．光屏N上光的亮度會(huì)時(shí)亮?xí)r暗C．光屏N上只有一條亮線隨偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)D．光屏N上有兩條與偏振片P、Q透振方向?qū)?yīng)的亮線【解析】選B。太陽(yáng)光沿軸線通過(guò)光屏M上的小孔照耀到固定不動(dòng)的偏振片P上，再使偏振片Q繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周，當(dāng)偏振片P與偏振片Q垂直時(shí)，光屏上沒有亮度，則光屏上光的亮度從亮到暗，再由暗到亮。故A錯(cuò)誤、B正確；該過(guò)程中不行能出現(xiàn)光的衍射現(xiàn)象，所以光屏上不行能有兩條與偏振片P、Q透振方向?qū)?yīng)的亮線，故C錯(cuò)誤、D錯(cuò)誤。12．(5分)如圖，用激光照耀直徑小于激光束的不透亮圓盤，例如小分幣，我們可以在光屏上看到的圖樣為下列圖中的()【解析】選B。當(dāng)用激光照耀直徑小于激光束的不透亮圓盤時(shí)，在圓盤后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個(gè)亮斑，亮斑的四周是明暗相間的環(huán)狀衍射條紋。這就是泊松亮斑，是激光繞過(guò)不透光的圓盤發(fā)生衍射形成的。故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。13．(10分)利用如圖所示裝置，可以在光屏上視察到明暗相間的條紋，這是光的________現(xiàn)象，若保持單縫到光屏的距離不變，調(diào)整單縫的縫寬，則屏上明暗相間的條紋間距將隨單縫寬度的減小而________(選填“增大”“減小”或“不變”)?！窘馕觥抗鈧鞑サ秸系K物后面的區(qū)域，由于是單縫不行能發(fā)生兩列光的疊加，故只能發(fā)生衍射現(xiàn)象。發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：孔縫的寬度或障礙物的尺寸與波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)還小，故單縫寬度越小越簡(jiǎn)單發(fā)生衍射現(xiàn)象，故縫越小，條紋間距越大。答案：衍射增大14．(10分)應(yīng)用激光平行度好的特性，可以精確地測(cè)量距離，對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)放射一個(gè)極短的激光脈沖，測(cè)量放射脈沖與收到的反射脈沖的時(shí)間間隔，就可求出激光器到目標(biāo)的距離。若在地球上向月球放射一個(gè)激光脈沖，測(cè)得從放射到收到反射脈沖所用的時(shí)間為2.56s，則月球到地球的距離大約是多少？(已知光在真空中的傳播速度c＝3×108m/s)【解析】真空中的光速c＝3.0×108m/s，從放射脈沖到收到反射脈沖所用時(shí)間t＝2.56s，月球到地球的距離為l＝eq\f(1,2)ct＝eq\f(1,2)×3.0×108×2.56m＝3.84×105km。答案：3.84×105km【補(bǔ)償訓(xùn)練】關(guān)于光的衍射，下列說(shuō)法正確