高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光6 光的偏振 激光测试题

光的衍射　光的偏振　激光

A级 必备知识基础练

1.小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光,转动镜片时发现光有强弱变化。下列说法能够解释这一现象的是(　　)

A.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起起偏器的作用

B.阳光在水面反射时发生了偏振,镜片起检偏器的作用

C.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起起偏器的作用

D.阳光在水面反射时没有发生偏振,镜片起检偏器的作用

2.(2023浙江湖州高二期中)如图所示的四种光学现象中,光学原理与其他几种不同的是(　　)

3.(多选)关于衍射光栅,下列说法正确的是(　　)

A.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的

B.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类

C.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝

D.透射光栅中未刻的部分相当于透光的狭缝

4.(2023江苏南通高二期中)有一种魔术道具被称为“穿墙而过”,其结构是两片塑料偏振片卷起来,放进空心的透明圆筒内,中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”,如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端,居然穿过了“挡板”,如图乙所示。则下列说法正确的是(　　)

A.该魔术说明光是横波

B.该魔术对观众的观察角度有要求

C.只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术

D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求

5.(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.影子的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实

6.如图所示,让太阳光或白炽灯发出的光通过偏振片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,这个实验能够说明(　　)

A.光是电磁波 

B.光是一种横波

C.光是一种纵波 

D.光不沿直线传播

7.一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。现将其中一条缝挡住,让这束红光只通过一条缝,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,而中央亮条纹变宽些

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

8.奶粉的碳水化合物(糖)含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量,偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”,α的值只与糖溶液的浓度有关。将α的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品中的含糖量,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。

(1)当被测样品P置于A、B之间后到达O处光的强度怎样变化?

(2)要想使O处光强度最大,偏振片A或B应怎样转动?

B级 关键能力提升练

9.(多选)抽制细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同,则(　　)

A.这是利用光的干涉现象

B.这是利用光的衍射现象

C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗了

D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细了

10.(多选)中国科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔奖。在研究青蒿素化学结构时,研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射方法确定了其化学结构。在做单缝衍射实验时,下列说法正确的是(　　)

A.将入射光由可见光换成X射线,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,衍射条纹间距变窄

11.(2022上海奉贤高二期中)双缝干涉实验示意图如图甲所示,实验过程中分别进行了两步操作。第一步操作:用两块滤光片(红色滤光片和蓝色滤光片)分别挡住双缝的上下两半Ⅰ和Ⅱ;第二步操作:再用不透光的挡板挡住b缝。则下列说法正确的是(　　)

A.完成第一步操作后,光屏上出现的是图丙,且③是蓝色条纹,④是红色条纹

B.完成第一步操作后,光屏上出现的是图乙,且①是红色条纹,②是蓝色条纹

C.完成第二步操作后,光屏上出现的是图丙,且③是蓝色条纹,④是红色条纹

D.完成第二步操作后,光屏上出现的是图乙,且①是红色条纹,②是蓝色条纹

12.应用激光平行性好的特点,可以精确地测量距离。对准目标发射一个极短的激光脉冲,测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔,就可求出激光器到目标的距离。若在地球上向月球发射一个激光脉冲,测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s,则月球到地球的距离大约是多少千米?

参考答案

光的衍射　光的偏振　激光

1.B　在转动镜片时光有强弱变化证明反射光为偏振光,镜片的作用为检测功能,为检偏器,B正确。

2.A　光照射肥皂膜得到的图样,属于薄膜干涉现象;光通过圆孔得到的图样,属于衍射现象;泊松亮斑属于衍射现象;光照射针尖得到的图样属于衍射现象。故选A。

3.ABD　对于透射光栅来说,当光照到刻痕上时,由于光发生漫反射而不能透过,故选项C错误。

4.A　光的偏振现象说明光是横波,故A正确;任何角度的光都会发生偏振现象,故不同角度的观众看到的现象相同,故对观察角度无要求,故B错误;偏振片的特点为当偏振片的偏振方向与偏振光的方向平行时,偏振光可以全部通过偏振片,当偏振片的偏振方向与偏振光的方向垂直时,偏振光不能通过偏振片,则在中间区域应放垂直偏振片和水平偏振片,将两偏振片卷起来,且部分重合,自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时,光强减弱,形成黑影,看起来就像一道墙,一片偏振片无法完成实验,故C、D错误。

5.AB　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。影子的存在和衍射现象并不矛盾。

6.B　光的偏振现象说明光是一种横波,故选B。

7.B　本题一开始告诉我们产生了干涉现象,说明两缝都很窄,能够满足使红光发生明显衍射的条件,挡住一条缝后,在屏上得到的是单缝衍射图样。衍射图样和干涉图样的异同点:中央都出现亮条纹,但衍射图样中央亮条纹较宽,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。只有选项B正确。

8.答案 见解析

解析 (1)自然光通过偏振片后得到垂直于光的传播方向与偏振片的透振方向平行的偏振光,该偏振光经被测样品后,其偏振方向发生了偏转,即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度α,到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致,故O处光的强度会明显减弱。

(2)将A或B转动一个最小角度α,使到达B的光的偏振方向与B的透振方向一致,此时O处光强最大。

9.BD　应用的原理是光的衍射,故B正确;由衍射产生的条件可知丝越细衍射现象越明显,故D也正确。

10.AC　单缝衍射的条纹间距可以类比双缝干涉条纹间距的公式Δx=λ,将入射光由可见光换成X射线,波长变小,衍射条纹间距变窄,故A正确;使单缝宽度变小,则衍射条纹间距变宽,故B错误;换用波长较长的光照射,则衍射条纹间距变宽,故C正确;增大单缝到屏的距离,则衍射条纹间距变宽,故D错误。

11.B　第一步操作是双缝干涉实验,故条纹间距相等,光屏上出现乙图案,由图案知①的波长大于②的波长,故①是红色条纹,②是蓝色条纹;第二步操作是单缝衍射,条纹间距不相等,光屏上为丙图案,再结合波长关系可知③是红色条纹,④是蓝色条纹。综上所述,B正确,A、C、D错误。

12.答案 3.84×105 km

解析 真空中光速c=3.0×108m/s,从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间中激光所行路程是月、地距离的2倍。从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为2.56s,则月球到地球的距离大约为s=ct=×3.0×108×2.56m=3.84×105km。