高中物理人教版 (新课标)选修35 光的衍射课时训练

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修35 光的衍射课时训练，共4页。试卷主要包含了关于立体电影,以下说法正确的是，5 μm等内容，欢迎下载使用。
题组一 光的衍射
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可以跟光波波长相比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.光的衍射现象说明了光具有波动性
解析:光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性,而小孔成像说明光沿直线传播,而要出现小孔成像,孔不能太小,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,故上述选项中正确的是A、B、D。
答案:ABD
2.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝观看远处的线状白炽灯丝(灯丝或灯管都要平行于狭缝),可以看到( )
A.黑白相间的直条纹
B.黑白相间的弧状条纹
C.彩色的直条纹
D.彩色的弧状条纹
解析:白炽灯(或日光灯管)发出的光是复色光,其中各种色光的波长不同,产生的单缝衍射的图样中条纹宽度和间距都不相同,因此各单色光亮纹或暗纹不能完全重叠在一起,所以成为彩色条纹,因为狭缝,所以是彩色直条纹,故选项C正确,A、B、D错误。
答案:C
3.(多选)抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化。下列说法正确的是( )
A.这主要是光的干涉现象
B.这主要是光的衍射现象
C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗
D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细
解析:由题意知,激光束经过细丝时在光屏上产生的条纹是衍射条纹,所以本装置是光的衍射,选项A错误,选项B正确;根据衍射规律得细丝变细,会使条纹更宽,所以选项C错误,选项D正确;综上所述,本题的正确选项为B、D。
答案:BD
4.如图所示,甲、乙两幅图是由单色光分别照射半径不同的圆孔而形成的图像,其中图甲是光的 (选填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径 (选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径。
解析:根据甲图中图样的特点可知甲图为单孔衍射的图样。乙图中只有一个圆形亮斑,周围没有衍射条纹说明乙图所对应的情景中没有发生明显衍射,说明孔的尺寸比光的波长大得多。
答案:衍射 小于
题组二 光的偏振
5.如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片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,这是光的偏振现象。这个实验表明( )
A.光是电磁波
B.光是一种横波
C.光是一种纵波
D.自然光是偏振光
解析:偏振现象是横波特有的,光的偏振现象说明光是一种横波,选项B正确。
答案:B
6.两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过。如果将其中的一片旋转180°,在旋转过程中,将会产生下述的哪一种现象?( )
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
解析:起偏器和检偏器的偏振方向垂直时,没有光通过;偏振方向平行时,光强达到最大。当其中一个偏振片转动180°的过程中,两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直,所以通过的光强先增强,然后又减小到零。
答案:A
7.(多选)关于立体电影,以下说法正确的是( )
A.观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛
B.这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片
C.戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看,则银幕上只是一片光亮而无图象
D.产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时,在视网膜上形成的像并不完全相同
解析:看立体电影必须用偏振片才能达到好的观看效果。
答案:BD
8.如图所示,电灯S发出的光a穿过偏振片A后变为光b,穿过偏振片B而被P处眼睛看到,则其中光b是 (选填“自然光”或“偏振光”);若人眼此时看到透过B的光最强,则将B转过 角时,人眼看到的光最弱。
解析:由偏振光和偏振片的原理知,电灯S发出的光a是自然光,但通过偏振片A后光b则成为偏振光,当偏振片B的透振方向和偏振片A的透振方向一致时,人眼此时看到透过B的光最强,当偏振片B的透振方向和偏振片A的透振方向垂直时,人眼此时看到透过B的光最弱,所以将B转过90°角时,人眼看到的光最弱。
答案:偏振光 90°
(建议用时:30分钟)
1.人隔着墙说话,能听见声音而看不见人,下列说法中解释正确的是( )
A.光波是电磁波,而声波是纵波
B.光波是横波,而声波是机械波
C.光速太大
D.声波波长长,光波波长短
解析:由于声波的波长长,相对于墙能够发生明显的衍射现象,因此墙内的人能听到声音,而光波的波长短,相对于墙不能发生明显的衍射现象,因此墙内的人看不到说话的人。故正确答案为D。
答案:D
2.纵波不可能产生的现象是( )

A.偏振现象B.反射现象
C.折射现象D.衍射现象
解析:任何波都能发生反射、折射和衍射现象,只有偏振现象是横波特有的,所以纵波不可能产生的是偏振现象。选A项。
答案:A
3.在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样,图中四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )
A.a、cB.b、cC.a、dD.b、d
解析:单缝衍射图样是明暗相间,条纹间距不等,中间条纹最宽,故b、d正确。
答案:D
4.用卡尺观察单缝衍射现象时,把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm,看到的现象将是( )
A.衍射条纹的间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显
B.衍射条纹的间距逐渐变大,衍射现象越来越明显
C.衍射条纹间距不变,只是亮度增强
D.以上现象都不发生
解析:单缝衍射现象中,缝变宽时,衍射条纹的间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显。故正确答案为A。
答案:A
5.一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亮暗相间的干涉条纹。现将其中一个窄缝挡住,让这束红光只通过一条窄缝,则在光屏上可以看到( )
A.与原来相同的亮暗相间的条纹,只是明条纹比原来暗些
B.与原来不相同的亮暗相间的条纹,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
解析: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,挡住一缝后,在屏上得到的是衍射图样,中央亮条纹较宽,两侧都出现亮暗相间的条纹;干涉图样为等间隔的亮暗相间的条纹,而衍射图样两侧为不等间隔的亮暗相间的条纹且亮度迅速减弱。所以本题正确选项为B。
答案:B
6.如图所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q,A点位于P、Q之间,B点位于Q右侧。旋转偏振片P,A、B两点光的强度变化情况是( )
A.A、B均不变B.A、B均有变化
C.A不变,B有变化D.A有变化,B不变
解析:白炽灯光属于非偏振光,通过偏振片P后的自然光变成了偏振光,当P转动时,通过偏振片P后光强不变,选项B、D错误;同时,P的偏振方向发生变化,使B处光强发生变化,选项A错误,C正确。
答案:C
7.在拍摄日落时分水面下的景物时,应在照相机镜
头前装一个偏振片,其目的是( )
A.减少阳光在水面上的反射光
B.阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头
C.增强光由水中射入空气中的折射光进入镜头的强度
D.减弱光由水中射入空气中的折射光进入镜头的强度
解析:日落时分阳光照射到水面上时,反射光很强,照相机镜头对着水面时,进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光,又有由水中折射入空气中的折射光。前者光线进入镜头所摄得照片是实际景物在水中的倒影的像,而后者光线进入镜头所摄得照片才是水面下景物的像,两者在同一底片上相互干扰,使照片模糊不清。若在镜头前安装一偏振片,转动偏振片使其透振方向与反射光的振动方向垂直,即可最大限度地阻止反射光进入镜头,增强摄像的清晰度。故选项B正确。
答案:B
8.(多选)在观察光衍射的实验中,分别观察到如图甲、乙所示的清晰的明暗相间的同心圆环图样,图中黑线为暗纹。那么对应的障碍物分别是( )
A.甲图对应的是很大的不透明圆盘
B.乙图对应的是很小的不透明圆盘
C.甲图对应的是很大的中间有小圆孔的不透明挡板
D.乙图对应的是很大的中间有大圆孔的不透明挡板
解析:题图甲是圆孔衍射图样,对应的障碍物是很大的中间有小圆孔的不透明挡板,题图乙是圆盘衍射图样,对应的障碍物是很小的不透明圆盘,故
选项B、C正确。
答案:BC
9.用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏,下列几种情况中,在圆孔后面的光屏上各看到什么现象?
(1)圆孔的直径为1 cm;
(2)圆孔的直径为1 mm;
(3)圆孔的直径为0.5 μm。
(单色光的波长约为5×10-7 m)
答案:(1)当圆孔的直径为1 cm时,在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑,这是光沿直线传播的结果。
(2)当圆孔的直径为1 mm时,在光屏上能看到单色光源倒立的像,这是小孔成像,也是光沿直线传播的结果。
(3)当圆孔的直径为0.5 μm时,在光屏上能看到衍射条纹,这是由于小孔的尺寸与光波波长差不多,光发生衍射的结果。
10.实验证明让一束太阳光入射到平静的水面上,如果入射角合适,其反射光线和折射光线是互相垂直的,且偏振方向也是互相垂直的偏振光。已知水的折射率为1.33,求这一入射角。
解析:设入射角为θ1,折射角为θ2,反射角为θ1'。
由光的反射定律知θ1'=θ1;
由光的折射定律得n=,
由题给条件知θ1+θ2=90°,故有
sin θ2=sin(90°-θ1)=cs θ1,
n==tan θ1,θ1=arctan 1.33=53°。
答案:53°