4.6光的衍射与偏振 自主提升过关练(Word版含答案)

4.6光的衍射与偏振 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．下列有关光现象的说法不正确的是（ ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
C．双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大
D．泊松亮斑是光的衍射现象
2．关于光的描述，下列说法错误的是（　　）
A．光能发生双缝干涉现象说明光是一种波
B．光的偏振现象说明光是横波
C．阳光下的肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉的结果
D．光不能发生多普勒效应
3．2021年12月9日15：40分航天员王亚平老师进行了太空授课，在“水球光学实验”中，透过含有气泡的水球可以看到一正一反的两个人像，产生这一现象的原因是（　　）
A．光的色散 B．光的折射 C．光的衍射 D．光的干涉
4．小明在实验探究中用一束复色光沿AO方向（O是圆心）射入一半圆形玻璃砖，射出时分成a、b两束单色光，以下说法正确的是（ ）、
A．a光比b光先从玻璃砖中射出
B．若将光束AO绕O点逆时针转动，则a光先发生全反射
C．分别让a、b通过同一双缝干涉仪，则a光干涉条纹间距较大
D．分别让a、b通过同一单缝，则a光更容易发生衍射
5．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　）
A．图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射
B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面平整
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化
6．在做测定玻璃折射率的实验时，某同学发现实验室有一块半圆形的玻璃砖，他用一束自然红光沿平行于直径AB方向，从AB的上方照射该玻璃砖，调整入射点的位置，当光从C点入射，可使折射光线恰好打在B点，此时入射点到直径AB的距离刚好等于玻璃砖半径的一半，则（　　）
A．玻璃的折射率为2cos15°
B．从C点反射的光线仍然为自然光
C．换用绿光从C点入射，其折射光线可能打在E点
D．改变光线的入射位置和颜色，折射光线可能过O点
7．红光透过双缝在墙上呈现明暗相间的条纹，若将其中一个缝封住，在墙上可以观察到（　　）
A． B．
C． D．
8．光的偏振现象说明了（　　）
A．光是一种横波 B．光是一种纵波
C．光是一种电磁波 D．光波的波长很短
9．关于光现象，下列说法错误的是（　　）
A．用光导纤维传送图象信息，利用了光的全反射原理
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，属于色散现象
C．3D电影的播放和观看利用了光的偏振
D．全息照片的拍摄主要利用了光的干涉
10．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法错误的是（　　）
A．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象
B．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
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晰
D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
11．下列说法中正确的是（　　）
A．泊松亮斑是光通过圆孔时发生折射现象形成的
B．肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的色散
C．绿色和黄色的光在不同介质中传播时波长可能相同
D．光导纤维利用了光的漫反射
12．在某些特定环境下照像时，常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景象清晰，关于其原理下列说法正确的是(　　)
A．增强透射光的强度
B．减弱所拍摄景物周围反射光的强度
C．减弱透射光的强度
D．增强所拍摄景物周围反射光的强度
13．如图所示，两束单色光从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（　　）
A．a光在水中的传播速度比b光慢
B．在水中a光的临界角大于b光的临界角
C．用同一单缝衍射实验装置分别以光做实验，b光的衍射现象更明显
D．若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是b光
E.用同一双缝干涉实验装置分别以光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
14．如图所示，一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向玻璃砖，通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。下列说法正确的是（　　）
A．若增大入射角i，则B光先消失
B．在玻璃中A光的速度比B光的大
C．通过狭缝时，A光比B光更容易发生衍射现象
D．用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验，A光的干涉条纹间距比B光的小
15．下列现象中涉及光的干涉原理的是（　　）
A．内窥镜 B．全息影像
C．镜头的颜色 D．光经过你大头针尖
二、解答题
16．在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么？
17．下列在生活中常常看到的自然现象，分别属于什么光学现象？
（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色；
（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络；
（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点。
参考答案
1．B
【详解】
A．光学镜头上的增透膜利用的是薄膜干涉，故A正确，不符合题意；
B．经过橱窗玻璃进入镜头的光一部分是室内的透射光，另一部分是外面的反射光，两种光一混淆，就看不清拍的东西了，但是透射光（折射光）和反射光的偏振方向是不同的，因此加上偏振片，就可以滤去反射光，只留下室内的透射光，这样就能看清室内了，故B错误，符合题意；
C．根据双缝干涉条纹间距公式
可知在其它条件不变的情况下将入射光由紫光改为红光即波长增大，相邻条纹间距一定变大，故C正确，不符合题意；
D．泊松亮斑是光的衍射现象，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．D
【详解】
A．光能发生双缝干涉现象说明光是一种波，故A正确；
B．光的偏振现象说明光是横波，故B正确；
C．阳光下的肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉的结果，故C正确；
D．光能发生多普勒效应，故D错误。
本题选错误项，故选D。
3．B
【详解】
水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，当物体在两倍焦距以外时成倒立，缩小的实像。中间的气泡和周围的水，组成了一个凹透镜，凹透镜成正立缩小的虚像，所以两种情况都是光的折射现象。
故选B。
4．B
【详解】
本题考查光的折射率与频率的关系问题，从图中看出a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，它们同时从玻璃砖中射出，若将光束AO绕O点逆时针转动，则a光先发生全反射，分别让a、b通过同一双缝干涉仪，则b光干涉条纹间距较大分别让a、b通过同一单缝，则b光更容易发生衍射；
5．B
【详解】
A．根据图像可知
由于a光的折射率较小，则临界角较大，入射时大，a光的折射率较大，则临界角较小，入射时小，故无法确定先后，A错误；
B．由于条纹间距
可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹间距离将减小，B正确；
C．被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，C错误；
D．自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮；若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，D错误。
故选B。
6．A
【详解】
A．C点到直径的距离刚好等于玻璃砖半径的一半，由几何关系可知，∠COA=30°，则入射角为30°，折射角为15°，折射率为
故A正确；
B．自然光被玻璃反射后，反射光是偏振光，故B错误；
C．绿光折射率大于红光，换用绿光从C点入射，折射光线打在OB上，不可能在E点，故C错误；
D．折射光线过O点时，折射角为0；沿平行于直径方向，从的上方照射该玻璃砖，入射角不为0，折射光线不可能过O点，故D错误。
故选A。
7．A
【详解】
若将其中一个缝封住，在墙上可以观察到衍射条纹，即中央是亮纹，平行不等距。
故选A。
8．A
【详解】
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，当看到透射光的强度发生变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振现象说明也证明了光是横波。所以A正确；BCD错误；
故选A。
9．B
【详解】
A．光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理，故A正确；
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，是由于肥皂泡前、后表面反射回来的光发生干涉，不是色散现象，故B错误；
C．3D立体电影放映时，将两条电影影片分别装入左、右电影放映机，并在放映镜头前分别装两个偏振轴互成90°的偏振镜，两台放映机同步运转，同时将画面投放在银幕上，形成左像、右像双影，当观众戴上特制的偏光眼镜时，由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并与放映机镜头前的偏振轴相一致，致使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通过双眼会聚功能将左、右像叠合在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果，故C正确；
D．全息摄影采用激光作为照明光源，并将光源发出的光分为两束，一束直接射向感光片，另一束经被摄物反射后再射向感光片，两束光在感光片上叠加发生干涉，感光底片上各点的感光程度不仅随反光强度不同而不同，而且随两束光的相位关系不同而不同，所以全息摄影不仅记录了物体上的反光强度，也记录了相位信息，人眼直接去看这种感光的底片，只能看到像指纹一样的干涉条纹，但如果用激光去照射它，人眼透过底片就能看到与原来被拍摄物体完全相同的三维立体像，所以全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，故D说法正确。
此题选择错误选项，故选B。
10．D
【详解】
A．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，选项A正确，不符合题意；
B．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性，选项B正确，不符合题意；
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，利用光的干涉，可以将反射光减弱，透射光增强，可以使景像更清晰，故C正确，不符合题意；
D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项D错误，符合题意。
故选D。
11．C
【详解】
A．泊松亮斑是光绕过不透光的圆盘边缘时发生衍射现象形成的，故A错误；
B．肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的薄膜干涉，故B错误；
C．光的波长λ与频率υ和折射率n的关系可表示为
绿色和黄色的光频率υ不同，不同的介质折射率n不同，但当上述两个物理量乘积相同时，则波长λ相同，故C正确；
D．光导纤维利用了光的全反射，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
偏振片的作用是让它的透振方向与景物周围反射光的偏振方向垂直，不让反射光进入照相机镜头，这样就可以减弱反射光而使景象清晰．
故选B。
13．BDE
【详解】
A．由光路图可知，a光在水中的偏折程度较小，则折射率较小，根据
可知，a光在水中的传播速度比b光快，选项A错误；
B．根据
可知，在水中a光的临界角大于b光的临界角，选项B正确；
C．因a光的频率小，波长大，则用同一单缝衍射实验装置分别以光做实验，a光的衍射现象更明显，选项C错误；
D．因a光的临界角较大，若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是b光，选项D正确；
E．因a光的频率小，波长大，根据
可知，用同一双缝干涉实验装置分别以光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，选项E正确。
故选BDE。
14．BC
【详解】
AB．由图可知两种单色光入射角相同时，B光的折射角小于A光的折射角，根据
可知B光的折射率大于A光的折射率，根据
可知在玻璃中B光的速度比A光的小，由于光由空气射向玻璃砖，增大入射角i，A光和B光都不会消失，故选项A错误、B正确；
C．根据折射率与光的频率的关系可知，B光的频率大于A光的频率，光的频率越小，波长越长，光的波动性越明显，光的衍射现象越明显，所以通过狭缝时 A光比B光更容易发生衍射现象，故选项C正确；
D．B的折射率大，B光的波长小于A光，由公式
可知它们分别通过同一双缝干涉装置，A光的干涉条纹间距比B光的大，故选项D错误；
故选BC。
15．BC
【详解】
A．内窥镜中的光导纤维利用的是全反射的原理，A错误；
B．全息照相利用的是光的干涉原理，B正确；
C．镜头玻璃的颜色利用的是薄膜干涉原理，C正确；
D．是光的衍射现象，D错误。
故选BC。
16．光的偏振
【详解】
观看3D电影时，观众戴的特制眼镜是利用光的偏振原理制成的，只有与偏振透振方向一致得光才能通过。当放映机同时将视点不同而略有偏差的影像同时投映在银幕上时，戴上特制眼镜的观众左、右眼睛分别只能看到其中相应的一个影像，由视神经传至大脑叠合在一起产生立体感。不戴特制眼镜时，两眼同时看到两个影像重叠,就会模糊不清。
17．(1)薄膜干涉；(2)衍射；(3)色散现象
【详解】
（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色是薄膜干涉现象；
（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络是光的衍射现象；
（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点是光的折射形成的色散现象。