2024-2025新教材高中物理課時檢測23光的衍射和偏振激光含解析粵教版選擇性必修第一冊

PAGEPAGE5光的衍射和偏振激光1．(多選)對于光的衍射的定性分析，下列說法正確的是()A．只有障礙物或孔的尺寸跟光波波長差不多，甚至比光的波長還要小的時候，才能明顯地視察到光的衍射現(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)象說明白光具有波動性解析：選ABD產(chǎn)生光的明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的尺寸跟光波波長差不多，甚至比光的波長還要小，選項A正確；從本質(zhì)上講，在衍射現(xiàn)象中，可以認為從單縫通過兩列或多列頻率相同的光波，它們在屏上疊加形成單縫衍射條紋，光的衍射現(xiàn)象是光波相互疊加的結(jié)果，選項B正確；衍射現(xiàn)象說明“光沿直線傳播”只是一種特別狀況，只有在光的波長比障礙小得多時，光才可以看作是沿直線傳播的，所以光的衍射現(xiàn)象并未否定光沿直線傳播的結(jié)論，選項C錯誤；衍射現(xiàn)象是波的特性，光的衍射說明白光具有波動性，選項D正確。2．(多選)在城市交通中，選用紅燈表示禁止通行，其緣由是()A．紅光簡單產(chǎn)生干涉B．紅光照耀的距離遠C．紅光簡單引起人們的視覺反應(yīng)D．紅光簡單產(chǎn)生衍射解析：選CD紅光在可見光中的波長最長，簡單發(fā)生衍射，在霧天、雨天、沙塵暴等惡劣天氣里，使司機和行人都能看到紅燈，避開交通事故的發(fā)生；同時紅光也簡單引起人們的視覺反應(yīng)。選項C、D正確。3．通過狹縫視察發(fā)光的日光燈時看到的彩色條紋，瀑布在陽光下呈現(xiàn)的彩虹以及太陽光照耀下肥皂膜呈現(xiàn)的彩色，這些現(xiàn)象分別屬于()A．光的衍射、折射和干涉現(xiàn)象B．光的干涉、衍射和折射現(xiàn)象C．光的干涉、折射和衍射現(xiàn)象D．光的衍射、干涉和折射現(xiàn)象解析：選A通過狹縫視察發(fā)光的日光燈會看到彩色條紋，是因為當(dāng)縫的寬度小于光的波長時，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象；瀑布在陽光下呈現(xiàn)的彩虹，是光的折射現(xiàn)象；肥皂膜表面可看到彩色條紋，是肥皂膜的前、后兩面反射回來的兩列光發(fā)生干涉時形成的彩色條紋。故A正確，B、C、D錯誤。4．(多選)下列說法正確的是()A．光纖通信是利用了全反射的原理B．水面上的油膜在陽光照耀下會呈現(xiàn)彩色，這是由于光的衍射造成的C．障礙物的尺寸比光的波長大得多時，肯定不會發(fā)生衍射現(xiàn)象D．人們瞇起眼睛看燈絲時看到的彩色條紋是光的單縫衍射圖樣解析：選AD光纖通信是利用了光的全反射原理制成的，故A正確；水面上的油膜在陽光照耀下會呈現(xiàn)彩色，這是由于油膜的上、下表面的反射光形成了干涉現(xiàn)象，故B錯誤；障礙物的尺寸比光的波長大得多時，也會發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過不明顯，故C錯誤；人們瞇起眼睛看燈絲時看到的彩色條紋是光的衍射圖樣，故D正確。5．(多選)下列說法正確的是()A．當(dāng)光的波長比圓孔的直徑大時，可以產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象B．衍射現(xiàn)象的探討結(jié)果表明“光沿直線傳播”只是一種近似規(guī)律C．用平行的單色光垂直照耀不透亮的小圓板，在圓板的后面發(fā)覺圓板陰影中心處有一亮斑，這是光的干涉現(xiàn)象D．隔著帳?？催h處的燈，見到燈四周輻射彩色的光線，這是光的衍射現(xiàn)象解析：選ABD產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是光的波長與障礙物或孔的尺寸相近，甚至光的波長比障礙物或孔還要大，A項正確；衍射現(xiàn)象說明，只有在光的波長比障礙物小得多時，光才可以看作是沿直線傳播的，B項正確；用平行的單色光垂直照耀不透亮的小圓板，在圓板的后面發(fā)覺圓板陰影中心處有一亮斑，這是聞名的泊松亮斑，是光的衍射現(xiàn)象，C項錯誤；遠處燈發(fā)出的光經(jīng)過帳幔的縫隙產(chǎn)生衍射，因此可見燈四周輻射彩色的光線，D項正確。6．在拍攝日落時水面下的景物時，應(yīng)在照相機鏡頭前裝一個偏振片，其目的是()A．減弱反射光，從而使景物的像清楚B．增加反射光，從而使景物的像清楚C．增加透射光，從而使景物的像清楚D．減弱透射光，從而使景物的像清楚解析：選A由于反射光的干擾，景物的像一般比較模糊。裝上偏振片的目的是減弱反射光，且透振方向與反射光的振動方向垂直，但不能增加透射光，選項A正確。7．當(dāng)游客站在峨眉山山頂背向太陽而立，而正面下方又充滿云霧時，有時會在正面下方的天幕上看到一個外紅內(nèi)紫的彩色光環(huán)，這就是奇妙的“佛光現(xiàn)象”。佛光是一種奇妙的自然現(xiàn)象，當(dāng)陽光照耀較厚的云層時，日光射透云層后，會受到云層深處水滴或冰晶的反射，這種反射在穿過云霧表面時，在微小的水滴或冰晶邊緣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。那么，下述現(xiàn)象中與“佛光”現(xiàn)象成因相同的是()A．雨后的彩虹B．孔雀羽毛在陽光下色調(diào)斑斕C．路面上的油膜陽光下呈現(xiàn)彩色D．陽光照耀下，樹影中呈現(xiàn)一個個小圓形光斑解析：選B“佛光”現(xiàn)象屬于衍射現(xiàn)象，孔雀羽毛色調(diào)斑斕也屬于衍射現(xiàn)象，B項正確。A項屬于光的折射，C項屬于光的干涉，D項屬于小孔成像，故A、C、D項錯誤。8．(多選)抽制細絲時可以用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則()A．這是利用光的干涉現(xiàn)象B．這是利用光的衍射現(xiàn)象C．假如屏上條紋變寬，表明抽制的絲粗了D．假如屏上條紋變寬，表明抽制的絲細了解析：選BD上述現(xiàn)象符合光的衍射產(chǎn)生的條件，故B正確；由衍射產(chǎn)生的條件可知，絲越細衍射現(xiàn)象越明顯，故D也正確。9．夜晚，汽車前燈發(fā)出的強光將迎面駛來的汽車司機照得睜不開眼，嚴峻影響行車平安。若考慮將汽車前燈玻璃改為偏振玻璃，使射出的燈光變?yōu)槠窆?。同時汽車前窗玻璃也采納偏振玻璃，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)全部的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置，如下措施中可行的是()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°解析：選D此題要求自己車燈發(fā)出的光經(jīng)對面車窗反射后仍能進入自己眼中，而對面車燈發(fā)出的光不能進入自己的眼中。若前窗的透振方向豎直、車燈玻璃的透振方向水平，從車燈發(fā)出的光照耀到物體上反射回的光線將不能透過前窗玻璃，司機面前將是一片漆黑，故A項錯誤；若前窗玻璃與車燈玻璃透振方向均豎直，則對面車燈的光仍能照耀得司機睜不開眼，B項錯誤；若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°，則車燈發(fā)出的光經(jīng)物體反射后無法透射進本車窗內(nèi)，卻可以透射進對面車內(nèi)，故C項錯誤；同理分析可知D項正確。10．一種利用光纖溫度傳感器測量溫度的裝置如圖所示，一束偏振光射入光纖，由于溫度的改變，光纖的長度、芯徑、折射率發(fā)生改變，從而使偏振光的振動方向發(fā)生改變，光接收器接收的光強度就會改變。設(shè)起偏器和檢偏器透振方向相同，關(guān)于這種溫度計的工作原理。正確的說法是()A．到達檢偏器的光的振動方向改變越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度改變越大B．到達檢偏器的光的振動方向改變越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度改變越大C．到達檢偏器的光的振動方向改變越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度改變越小D．到達檢偏器的光的振動方向改變越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度改變越小解析：選B依據(jù)題意知，溫度改變越大，光通過光纖時振動方向改變越大。起偏器和檢偏器的透振方向是相同的，光從光纖中通過時振動方向改變越大，透過檢偏器的光強度就會越小，所以光接收器接收的光強度也就會越小。因此選項B正確。11．(多選)如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則()A．圖中a光為偏振光B．圖中b光為偏振光C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮D．在SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮解析：選BD從電燈干脆發(fā)出的光為自然光，A錯誤；電燈發(fā)出的光通過偏振片A后，即為偏振光，B正確；設(shè)通過A的光沿豎直方向振動，則偏振片B只能通沿豎直方向振動的偏振光，若P點無光亮，將B轉(zhuǎn)過180°后，P處仍無光亮，C錯誤；若將B轉(zhuǎn)過90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^沿豎直方向上振動的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在P處將看到光亮，D正確。12．某同學(xué)利用圖甲所示的裝置探討光的干涉和衍射，光電傳感器可用來測量光屏上光強的分布。某次試驗時，在電腦屏幕上得到如圖乙所示的光強分布，這位同學(xué)在縫屏上安裝的是________(選填“單縫”或“雙縫”)。當(dāng)做干涉現(xiàn)象探討時，若要使干涉條紋的間距變大，可選用寬度較________的雙縫(選填“寬”或“窄”)，或使縫屏與光屏間的距離________(選填“增大”或“減小”)。解析：由題圖乙可知，條紋中間亮、兩邊暗，是衍射條紋，故在縫屏上安裝的是單縫；由Δx＝eq\f(L,d)λ知，要使干涉條紋間距變大，雙縫的間距需減小，即選擇間距較窄的雙縫或使雙縫與光屏間的距離增大。答案：單縫窄增大13．某同學(xué)自己動手制作如圖所示的裝置視察光的干涉現(xiàn)象，其中A為單縫屏，B為雙縫屏，整個裝置位于一暗箱中，試驗過程如下：(1)該同學(xué)用一束太陽光照耀A屏?xí)r，屏C上沒有出現(xiàn)干涉條紋；移去B后，在屏上出現(xiàn)不等間距條紋，此條紋是由于______________產(chǎn)生的。(2)移去A后，遮住縫S1與縫S2中的任一個，C上均出現(xiàn)一窄亮斑，出現(xiàn)以上試驗結(jié)果的主要緣由是_________________________________________________________________。(3)若光通過縫S1或縫S2后在C上依次出現(xiàn)如圖甲、乙、丙、丁