第四章 5 光的衍射—6光的偏振激光同步检测（word版含答案）

2021人教版选择性必修第一册 第四章　5　光的衍射—6　光的偏振　激光 同步检测
一、单选题
1．如图所示，两束单色光 a、b 分别照射到玻璃三棱镜 AC 面上，穿过三棱镜后垂直 AB 射出，a 光和 b 光相比较，则（ ）
A．a 光的频率高
B．a 光的波长短
C．a 光在三棱镜中的速度小
D．对同一双缝干涉装置，a 光的干涉条纹比 b 光的干涉条纹宽
2．与早期的电缆传输信息相比，光纤通信具有各方面压倒性的优势．根据传输效率的考量，目前光纤信号传输主要采用以下三种波长的激光：、、，均大于红光波长（）．下列关于光纤的相关说法中正确的有
A．光纤通信利用的是光的全反射原理
B．光纤中的激光能使荧光物质发光
C．若用红光照射某光电管能产生光电效应现象，光纤中的激光一定可以
D．若换用可见光传输信号，其在光纤中的传播速度比现有的三种激光更快
3．在拍摄水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振滤光片，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
4．下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是（　　）
A．透镜上方看到牛顿环
B． 相机镜头涂有增透膜
C．圆盘后呈现泊松亮斑
D． 检查平面的平整程度
5．若甲、乙两束单色光，经过同一单缝后的衍射图样如甲、乙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度均变窄，条纹亮度也变暗
B．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，条纹亮度也变亮
C．在同一介质中传播，甲光比乙光的传播速度小
D．甲光和乙光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是甲光
6．下列说法中不正确的是（ ）
A．在城市交通中，用红灯表示禁止通行是因为红光更容易产生衍射
B．观看3D立体电影时，观众戴的眼镜是应用光的偏振原理制成的
C．唐诗“潭清疑水浅，荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了光的折射
D．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象
7．如图所示，某同学在水槽底部点先后放置两个单色点光源1、2，他在水面上先后观察到两个圆形发光区域。放置光源1时，发光区域的直径为，放置光源2时，发光区域的直径为。水面上方可认为是真空区域，水的深度为，下列说法正确的是（　　）
A．在真空中，光源1所发光的波长小于光源2所发光的波长
B．光源2所发的光比光源1所发的光更容易发生衍射现象
C．在水中，光源1所发光的传播速度小于光源2所发光的传播速度
D．水对光源1所发光和光源2所发光的折射率之比为
8．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．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强
D．衍射条纹的间距不变，只是亮度减弱
9．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下列关于激光的叙述正确的是（　　）
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．激光也是自然界的产物
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
10．光的偏振现象说明光是横波.下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )
A．一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光
C．日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清
D．通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
二、多选题
11．下列说法中正确的是_______。
A．游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质时频率并不改变
B．光导纤维传递信息是利用了光的干涉原理
C．做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度一定相同，但加速度不一定相同
D．在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长
E．在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，测得的重力加速度值偏小
12．如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，a和b分别为平衡位置在x=1.5m和x=3.5m处的质点，则可得出
A．这列波的周期为0.02s
B．再经过0.01s，图中质点a的速度方向与加速度方向相同
C．图中质点b此时动能正在减少，其加速度正在增大
D．若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不大于2m
13．下列说法中正确的是______________．
A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
E．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化
14．下列说法正确的是__________
A．光的偏振现象证明了光波是纵波
B．对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去
C．泊松亮斑说明了光具有波动性
D．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
15．下列说法正确的是(　　)
A．在双缝干涉实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝间的距离，干涉条纹间距也增大
B．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片，可以使景象更清晰，这是利用了光的偏振原理
C．我们发现竖直向上高速运动的球体，在水平方向上长度变短了
D．用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，这是利用紫外线的荧光效应
E．太阳光经过三棱镜的两次折射，会发散成彩色光带
16．下列说法正确的是（　　）
A．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
B．露珠呈现彩色是光的色散现象
C．紫外线在工业上可以检查金属零件内部缺陷
D．摄影机镜头前加一个偏振片，这样做是为了增加光的透射强度
E．全息照相是利用了光的干涉原理
17．关于光的偏振现象及应用，下列说法正确的是（　　）
A．全息照相利用了光的偏振现象
B．在照相机镜头前加一个增透膜，可以增加透射光强度，这是利用了光的偏振现象
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度
D．观看3D电影时戴上特制的眼镜会产生立体感觉，这是利用了光的偏振现象
18．下列有关光的现象，解释正确的是（ ）
A．阳光下的肥皂泡有彩色花纹是光的干涉现象 B．光照射障碍物出现影子轮廓模糊是光沿直线传播现象
C． “光纤通信”是利用了光的干涉的原理 D．用3D眼镜观看3D电影利用了光的偏振
19．a、b两束单色光从水中射向空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，下列说法正确的是（　　）
A．以相同的入射角从空气斜射入水中，a光的折射角小
B．分别通过同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮条纹间距大
C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能
D．通过同一玻璃三棱镜，a光的偏折程度大
E．分别通过同一单缝衍射装置，b光形成的中央亮条纹窄
20．下列说法中正确的是（ ）
A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
E．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化
三、填空题
21．如图所示的4种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、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）．则在下面的四个图中说明：
（1）干涉图样的是________（填A ．B ．C ．D）
（2）衍射图样的是________（填A ．B ．C ．D）
（3）从左到右的色光ABCD顺序是________．
四、解答题
22．如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，下述情况能否在光屏E上看到干涉条纹？简单说明理由。
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P；
(2)在缝、后分别加偏振片、，与透振方向垂直。
23．在观察光的衍射现象的实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将如何变化 该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律。在什么情况下光才可视为直线传播
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
由图看出经过玻璃三棱镜后a光的偏折角小于b光的偏折角，根据折射定律得知，玻璃三棱镜对b光的折射率大于对a光的折射率，则a光的频率低，b光的波长短．故AB错误．由公式v=c/n分析知道，b光穿过三棱镜的速度小．故C错误．根据干涉条纹间距公式，可知，a光的波长大于b光，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽．故D正确．
2．A
【解析】
【详解】
A、光纤通信利用光从光密介质射入光疏介质发生全反射的原理来实现的，故A正确；
B、光纤中的激光不能使荧光物质发光，一般而言，紫外线以及短波的可见光，X射线，射线能使荧光物质发光，故B错误；
C、由激光波长和红光波长比较可知，红光的频率大于激光的频率，故红光照射某光电管能产生光电效应现象，光纤中的激光不一定可以发生光电效应，故C错误；
D、可见光和激光在光纤中的传播速度相同，等于光速，故D错误．
3．A
【解析】
【详解】
当偏振片的方向与偏振光的方向平行时，允许偏振光通过，当它们相互垂直时，偏振光不能通过。拍摄日落时水下景物时为了使照片清楚，则要过滤掉水面的反射光，所以让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，从而减弱反射光，使景物的像清晰。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
A．牛顿环是利用了光的干涉原理
B．增透膜是利用光的干涉原理
C．泊松亮斑是利用了衍射原理
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象
综上所述，与其余三种所涉及的光学原理不同的是C
故选C。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，因为通过的光变少，所以亮度变暗。AB错误；
C．甲、乙两束单色光，经过同一单缝后乙光的中央亮条纹较宽，说明乙光波长较长，则在同一介质中乙光的折射率较小，根据
可知，甲光比乙光的传播速度小。C正确；
D．乙光的折射率较小，根据
所以乙光的临界角较大，则甲光和乙光以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是乙光。D错误。
故选C。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．用红灯表示禁止通行，这是因为红光更容易产生衍射，照射更远的地方，A正确，不符合题意；
B．在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图象重叠在银幕上。这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器。从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光，左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直，B正确，不符合题意；
C．人看到的水底是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的虚像，属于光的折射，像的位置比实际物体要浅，所以看上去水底浅，实际上很深，C正确，不符合题意；
D．太阳光照射下，油膜呈现彩色，这是光的干涉现象，D错误，符合题意。
故选D。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由题图可知光源1所发光的临界角较大，所以其折射率较小，频率较小，在真空中的波长较长，更容易发生衍射现象，AB错误；
C．由可知，在水中光源1所发光的传播速度大于光源2所发光的传播速度，C错误；
D．由折射定律可分别有
解得
所以
D正确。
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，将缝调宽，现象向相反方向变化，故选项A正确。
9．D
【解析】
【详解】
A．激光属于电磁波，电磁波为横波，选项A错误；
B．频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由v=λf可知波长也不同，选项B错误；
C．激光是原子受激辐射产生的光，自然界中的发光体不能发出激光，选项C错误；
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，选项D正确；
故选D。
10．D
【解析】
【详解】
由光的偏振现象的知识可知A、B、C均反映了光的偏振特性，只有D选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象，故选D.
11．ADE
【解析】
【详解】
A． 游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质时频率并不改变，频率由波源决定，故A正确；
B． 光导纤维传递信息是利用了光的全反射原理；故B错误；
C． 做简谐运动的物体每次通过同一位置时，到平衡位置的距离相等，故回复力不变，那么加速度相同；但是，前后两次经过同一位置时，根据振动方向可知：速度大小相同，方向相反，故C错误；
D． 在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长，故D正确；
E．根据得：
在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，知摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故E正确。
故选ADE。
12．AC
【解析】
【详解】
由图可知λ=4m，则，选项A正确；再经过0.01s=0.5T，图中质点a到达平衡位置下方对称的位置，此时振动方向向下，而加速度方向向上，则速度方向与加速度方向相反，选项B错误；图中质点b此时向下振动，速度逐渐减小，则动能正在减少，其加速度正在增大，选项C正确；因波长为4m，则若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不大于4m，选项D错误；故选AC.
13．ACE
【解析】
【详解】
A.相对论认为：空间和时间与物质的运动快慢有关，故A正确；
B.光的偏振现象说明光是一种横波，而不是纵波，故B错误；
C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，选项C正确；
D.红光由空气进入水中，波速减小，故波长变短，因为频率不变，故颜色不变，选项D错误；
E.根据多普勒效应可知，观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化，选项E正确；
故选ACE．
【点睛】
本题考查了相对论；光的偏振；激光；多普勒效应等知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记这些基本概念和基本规律．
【考点】
相对论；光的偏振；激光；多普勒效应
14．BCD
【解析】
【详解】
试题分析：光的偏振现象证明了光波是横波，即振动方向与传播方向相垂直，而纵波的振动方向与传播方向共线，故选项A错误；波产生明显衍射的条件是缝、孔、障碍物的尺寸大小与波长差不多或比波长小，因此波长越长的波越容易发生明显的衍射现象，故选项B正确；泊松亮斑属于光的衍射现象，它是波特有的现象，故选项C正确；两块捏紧的玻璃板间将形成空气薄膜，光照射在空气薄膜上下表面的反射光发生干涉，由于是白炽灯的白光，产生的干涉条纹为彩色条纹，故选项D正确．
考点：本题主要考查对光的偏振、波产生明显衍射的条件、泊松亮斑、光的干涉等知识的识记与理解问题，属于中档偏低题．
15．BDE
【解析】
【详解】
A.根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，增大双缝间的距离d，干涉条纹间距减小，故A错误；
B.日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片可以使景象更清晰，这是利用了光的偏振原理，故B正确；
C.竖直向上高速运动的球体在水平方向上长度不变，沿运动方向上的长度会变短，选项C错误；
D.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用了紫外线的荧光效应，故D正确；
E.太阳光经过三棱镜的两次折射，由于三棱镜对各种色光的折射率不同，所以折射角也就不同，那么经过两次折射就会发散成彩色光带，故E正确.
16．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．光纤纤维及医用纤维式内窥镜传输信号都是利用了光的全反射原理，选项A正确；
B．露珠呈现彩色是光的色散现象，选项B正确；
C．紫外线在工业上不能检查金属零件内部缺陷，因为紫外线只有杀菌消毒的作用，选项C错误；
D．摄影机镜头前加一个偏振片，这样做是为了将偏振的反射光过滤，以增加拍摄的清晰度，选项D错误；
E．全息照相技术利用了光的干涉原理，选项E正确。
故选ABE。
17．CD
【解析】
【详解】
A．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，故A错误；
B．照相机镜头前加一个增透膜，可以增加透射光强度，这是利用了光的干涉现象，故B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，从而减弱反射光的强度，故C正确；
D．戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是利用光的偏振现象，在两只眼睛中产生的视觉差，故D正确。
故选CD。
18．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的，故是光的干涉现象，A正确；
B．光照射遮挡物形成的影轮廓模糊，是由于光的衍射造成的．故B错误．
C．光纤通信利用了光的全反射原理，故C错误；
D．戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是利用光的偏振现象，在两只眼睛中产生的视觉差，则D正确．
故选AD。
19．BCE
【解析】
【详解】
A．由题知a光的临界角大于b光的临界角，根据
可知a光的折射率较小，波长较大，光以相同的入射角从空气斜射入水中，根据
可知a光的折射角较大，故A错误；
B．根据双缝干涉条纹间距公式
因a光的波长较大，所以a光形成的相邻亮条纹间距大，故B正确；
C．a光的频率小，照射某金属表面能发生光电效应，所以b光频率大，也一定能发生光电效应，故C正确；
D．a光的折射率较小，通过玻璃三棱镜后，偏折程度小，故D错误；
E．a光的频率小，波长长，通过单缝发生衍射，中央亮条纹宽，故E正确。
故选BCE。
20．ACE
【解析】
【详解】
试题分析：相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，选项A正确；光的偏振现象说明光是一种横波，选项B错误；用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，选项C正确；红光由空气进入水中，波速减小，频率和周期不变，故波长变短、颜色不变，选项D错误；观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化，当靠近声源时接受到的频率变大，远离时接受到声波的频率减小，选项E正确；故选ACE.
考点：相对论；激光；多普勒现象；光的偏振
21． AC BD 红光、紫光、蓝光、黄光
【解析】
【分析】
根据双缝干涉条纹等间距，而且间距,越大，间距越大；根据单缝衍射条纹是中间亮条纹明亮且宽大，越向两侧宽度越小，而波长越大，中央亮条纹越粗进行判断．
【详解】
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AC两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距，可知波长λ越大，越大，故A第一个是红光，C是蓝光．
单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，知BD为衍射图样．而波长越大，中央亮条纹越粗，故D为黄光单缝衍射图样．
故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射）．
【点睛】
掌握单缝衍射和双缝干涉的图样的特点和图样与波长的关系是解决此题的唯一途径，故要加强对基础知识的记忆．
22．(1)能；(2)不能
【解析】
【分析】
【详解】
(1)到达、的光是从同一偏振光分解出来的，它们满足干涉条件，能看到干涉条纹；
(2)从、射出的光的振动方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏E被均匀照亮，无干涉条纹。
23．减小；光的波长比障碍物小得多
【解析】
【详解】
保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将减小；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在光的波长比障碍物小得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
答案第1页，共2页
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