高中物理6 光的衍射与偏振巩固练习

课时素养评价22　光的衍射与偏振　激光

　A组　合格性考试练

1．(多选)对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是(　　)

A．只有障碍物或孔的尺寸跟光波波长相差不大甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象

B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果

C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论

D．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲产生的现象

2．(多选)将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9 m)范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病等彻底根除．这是应用了激光的(　　)

A．平行性好的特性B．相干性好的特性

C．亮度高的特性 D．波动性好的特征

3．在一次观察光的衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样，那么障碍物应是(　　)

A．很大的透明圆板

B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板

C．很大的不透明的圆板

D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板

4．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯前面，有光通过．如果将其中一片旋转180°，在旋转过程中可能会产生的现象是(　　)

A．透过偏振片的光强先增强，然后又减小到零

B．透过偏振片的光强先增强，然后减小到非零的最小值

C．透过偏振片的光强在整个过程中都增强

D．透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强

5．(多选)如图所示，甲、乙为单色光通过窄缝后形成的明暗相间的两种条纹图样．下列判断正确的是(图中黑色表示亮条纹)(　　)

A．甲为单缝衍射的图样B．乙为双缝干涉的图样

C．甲为双缝干涉的图样 D．乙为单缝衍射的图样

6．在拍摄日落水面下的景物时，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

7．(多选)对于激光的认识，以下说法正确的是(　　)

A．普通光源发出的光都是激光

B．激光是自然界普遍存在的一种光

C．激光是一种人工产生的相干光

D．激光已经深入我们生活的各个方面

8．(多选)如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上，透射光的强度最大，则下列说法正确的是(　　)

A．此时A、B的透振方向平行

B．只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度才最弱，几乎为零

C．不论将A还是将B绕OO′轴旋转90°，屏上透射光的强度都将最弱，几乎为零

D．将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零

9．(多选)在单缝衍射实验中，下列说法正确的是(　　)

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

10．(多选)准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗．用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短、效果好、无痛苦．关于这个治疗，以下说法正确的是(　　)

A．近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体

B.激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术

C．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复

D．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削

B组　选择性考试练

11.如图所示，一束自然光通过偏振片照射到光屏上，则图中光屏上没有发亮的是(偏振片上的箭头表示其透振方向)(　　)

12．如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到水平液面上，反射光OB射到水平位置的光屏上，屏上用光电管将光信号转换成电信号，电信号输入控制系统来控制液面的高度．若发现光点在屏上向右移动了Δs距离，射到B′点，则液面的高度变化是(　　)

A．液面降低了

B．液面升高了

C．液面降低了

D．液面升高了

13．(多选)旋光仪可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量．其原理是：线偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，这一角度称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关．将θ的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法正确的是(　　)

A．到达O处光的强度会明显减弱

B．到达O处光的强度不会明显减弱

C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于θ

D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于θ

14．如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、黄光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及绿光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　)

A.黄绿红紫    B．黄紫红绿C．红紫黄绿    D．红绿黄紫

15．(多选)在抽制很细的金属丝的过程中，可以用激光随时监测抽丝的粗细情况．其装置如图甲所示，在抽丝机的细丝出口附近，用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝，在细丝的另一侧用光屏接收激光．工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况(如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况)，便可知道抽制出的细丝是否合格．对于这种监控抽丝机的装置，下列说法中正确的是(　　)

A．这是利用光的直线传播规律

B．这是利用光的衍射现象

C．如果屏上条纹变宽，表明细丝粗了

D．如果屏上条纹变宽，表明细丝细了

[答题区]

课时素养评价22　光的衍射与偏振　激光

1．解析：光的直线传播规律只是近似的，只有在光的波长比障碍物小很多的情况下，光才可以看成是直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，C错误，A、B、D正确．

答案：ABD

2．解析：利用激光做手术，正是利用了激光束可以很细，不扩散，且能量大的特点，A、C正确．

答案：AC

3．解析：用光照射很大的透明圆板时，后面出现一片亮斑，观察不到如图所示的清晰的明暗相间的图样，A错误；很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，B错误；很大的不透明圆板时后面是一片阴影，C错误；用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，D正确．

答案：D

4．解析：旋转其中一个偏振片时，根据两个偏振片的透振方向平行时光强最强，透振方向垂直时光强最弱的原则，可知旋转其中一个偏振片时，光强的变化可能出现先增强，再减弱，然后又增强的现象，也可能出现先减弱，后增强，再减弱的现象，D正确．

答案：D

5．解析：双缝干涉图样的条纹间隔是均匀的，单缝衍射的条纹中间宽、两侧逐渐变窄．由此可知选项A、B正确．

答案：AB

6．解析：由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，所以装上偏振片的目的是减弱反射光，偏振片的透振方向应与反射光的振动方向垂直，不能增强透射光，A正确．

答案：A

7．解析：普通光源发出的光的频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足相干条件，所以激光与普通光源发出的光有着质的区别，A错误；激光是原子受辐射产生的光，要通过人工专门制得，所以并不是在自然界中普遍存在的，B错误，C正确；在日常的生产、生活中很多方面都用到了激光，D正确．

答案：CD

8．解析：当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏上的光强度最大；当二者透振方向垂直时，光屏上的光强度最小，几乎为零．由此可知A、C正确．

答案：AC

9．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，条纹间距也越大，A、C正确；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，B错误；光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽，D正确．

答案：ACD

10．解析：激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果．人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人就不能看清物体，这就是近视眼，A正确；激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术，B正确；激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，光经过角膜和晶状体后成像在视网膜上，C错误，D正确．

答案：ABD

11．解析：自然光通过偏振片后成为偏振光，当偏振光的振动方向与偏振片的透振方向平行时能够通过，垂直时不能通过，C正确．

答案：C

12．解析：光点右移，说明液面上升(如图)，由反射定律及几何关系，求得h＝，故D正确．

答案：D

13．解析：偏振片只能让一定偏振方向的光通过，没有样品时，要使到达O处的光最强，偏振片A、B的透光方向应相同；当放入样品时，由于样品的“旋光角”是θ，光线经过样品后偏振方向不再与B的透光方向平行，故到达O处光的强度会明显减弱，A正确，B错误；偏振片B转过的角度等于θ，并与线偏振光的方向平行时，光到达O处的强度将再次最大，C正确；同理，D正确．

答案：ACD

14．解析：双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故a、c两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距Δx＝λ可以知道波长λ越大，Δx越大，故a是红光，c是黄光；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故b、d是单缝衍射图样，b为紫光的单缝衍射图样，d为绿光单缝衍射图样；故从左向右依次是红光(双缝干涉)、紫光(单缝衍射)、黄光(双缝干涉)和绿光(单缝衍射)，C正确．

答案：C

15．解析：由题意知条纹的形成属单缝衍射，并非运用光的直线传播规律，而是利用光的衍射现象，A错误；单缝衍射现象，其原理是利用光的衍射现象，B正确；由单缝衍射知缝变窄而条纹宽度变宽，故如果屏上条纹变宽，表明细丝变细了，C错误；屏上条纹变宽，表明细丝细了，D正确．

答案：BD