课时分层作业(十九) 光的衍射 光的偏振 激光
?题组一 光的衍射
1．关于光现象及其应用，下列说法正确的有( )
A．利用光的偏振现象可以检查平面的平整度
B．光导纤维利用全反射的原理，其内芯的折射率小于外套的折射率
C．光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象
D．拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头前加装偏振片，该装置利用的是薄膜干涉原理
2．(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，激光束越过细丝时和它通过遮光板的同样宽度的窄缝时产生的条纹规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述正确的是( )
A．该装置应用的是光的衍射现象
B．该装置应用的是光的干涉现象
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
3．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)。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
4．关于光的干涉、光的衍射、光的偏振实验，下列描述错误的是( )
A．甲图为单缝衍射图样，乙图为双缝干涉图样
B．改用波长较长的入射光实验，甲图中条纹间距变大
C．色彩斑斓的肥皂泡和五颜六色的油膜的形成原理与丙图相同
D．用照相机拍摄水下景物时，使用偏振镜可以减少水面反射光的干扰应用了丁图的原理
?题组二 光的偏振
5．下列关于光现象说法正确的是( )
A．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄月亮时可减弱反射光，使景象更清晰
B．偏振是纵波特有的现象，光导纤维传递信号利用了光的偏振原理
C．十字路口交通信号灯三种色光中，红光波长最短，最不易发生明显衍射
D．自然界中某些天然物体也可以发出激光，激光不能发生衍射现象
6．夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车的司机照射得睁不开眼睛，影响行车安全，若将汽车前灯玻璃和汽车前窗玻璃都改用偏振玻璃，使双方司机都看不见对方耀眼的灯光，但能看清自己车灯发出的光所照亮的物体，则所有的汽车前窗玻璃、前灯玻璃的透振方向应该是( )
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向是水平的
B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向也是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，前灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
7．鉴别奶粉的质量时，奶粉中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，用“旋光法”可以测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量。偏振光通过糖溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度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，则下列说法不正确的是( )
A．到达O处光的强度会明显减弱
B．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强最大，偏振片B转过的角度等于α或(180°－α)
C．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强最大，偏振片A转过的角度等于α或(180°－α)
D．偏振光不能产生干涉和衍射现象
?题组三 激光
8．(多选)激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法正确的是( )
A．激光用来控制核聚变，是因为它的亮度高，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度
B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息
C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响
D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射
9．关于激光，下列说法正确的是( )
A．激光是自然界中某种物质直接发光产生的
B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉
C．用激光照射不透明挡板上的小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环
D．激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息
10．(多选)做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图像更清晰。如图所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是( )
A．做单缝实验时，光强分布图如乙所示
B．做单缝实验时，光强分布图如丙所示
C．做双缝实验时，光强分布图如乙所示
D．做双缝实验时，光强分布图如丙所示
11．某同学利用如图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布，某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是________(选填“单缝”或“双缝”)，当进行干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较________(选填“宽”或“窄”)的双缝，或使缝屏与光屏间的距离________(选填“增大”或“减小”)。
12．利用激光遇到物体发生反射，可以测定物体的有关参量。如图甲所示，B为固定的激光发射器和接收器于一体的装置，C为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车。现使B对准匀速行驶的小车C，使B每隔固定时间T0发射一激光脉冲为如图乙所示幅度较大的波形，而B接收到的由小车C返回的激光脉冲为如图乙所示幅度较小的波形，发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示。T0、T、ΔT均为已知量，则根据所给信息判断小车的运动方向为________(选填“向左”或“向右”)，速度大小为________(已知光速为c)。
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1．C [检查平面的平整度是利用光的干涉原理，故A错误；光导纤维是利用了光的全反射原理，其内芯的折射率大于外套的折射率，故B错误；光经过大头针尖儿时，大头针尖儿边缘轮廓会模糊不清，这是光的衍射现象，故C正确；反射光是偏振光，拍摄玻璃橱窗中的物品时，为消除玻璃表面反射光的干扰，需要在照相机镜头加装偏振片，该装置利用的是光的偏振原理，故D错误。]
2．AD [激光束越过细丝，即绕过障碍物，所以该装置应用的是光的衍射现象，当抽制的丝变细时，衍射现象变明显，条纹变宽，A、D正确，B、C错误。]
3．C [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，可知波长λ越大，Δx越大，故a是红光，c是黄光；单缝衍射条纹的特点是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小亮度越暗，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为绿光的单缝衍射图样。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项正确。]
4．A [双缝干涉图样的相邻亮或暗条纹的间距不变，故题图甲为双缝干涉图样，故A错误；根据条纹间距公式Δx＝λ可知，当改用波长较长的入射光实验时，题图甲中条纹间距变大，故B正确；题图丙是光的干涉现象，色彩斑斓的肥皂泡和五颜六色的油膜的形成原理也是干涉现象，故C正确；题图丁是光的偏振原理，用照相机拍摄水下景物时，使用偏振镜可以减少水面反射光的干扰，也应用了光的偏振原理，故D正确。]
5．A [在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄月亮时可减弱反射光，从而使景象更清晰，A正确；偏振现象是横波特有的现象，纵波无偏振现象，光导纤维是根据光的全反射原理制成的，B错误；交通信号灯采用的红黄绿三种色光中，红光波长最长，最容易发生明显衍射，C错误；激光是用人工方法激发的一种特殊的光，激光是一种电磁波，只要是电磁波就能发生衍射现象，D错误。]
6．D [如果每辆汽车的前灯玻璃和前窗玻璃都改为偏振玻璃，并使它们的透振方向都斜向右上(或左上)跟水平方向成45°角，就可以解决这个问题。这时，从对面车灯射来的偏振光，由于振动方向跟自己前窗玻璃上的透振方向垂直，所以不会射进司机眼里；而从自己车灯射出去的偏振光，由于振动方向跟自己前窗玻璃上的透振方向相同，所以司机仍能看清自己车灯照亮的路面和物体。故选D。]
7．D [A、B间未放待检糖溶液时，转动B使到达O处的光最强，则偏振片A、B的透振方向一致。若在A、B之间放上待检糖溶液，因糖溶液对偏振光有旋光效应，使偏振光的偏振方向发生改变，则到达O处的光强度会明显减弱，故A正确；若适当旋转A或B，可以使自然光通过偏振片A、糖溶液和偏振片B后到达O处的光强最大，则偏振片旋转的角度等于α或(180°－α)，故B、C正确；偏振光也是波，能产生干涉和衍射现象，故D错误。]
8．AB [激光用来控制核聚变，是因为它的亮度高，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故A正确；由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故B正确；用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光亮度高，故C错误；能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好，故D错误。]
9．D [激光是人造光，不是自然界中某种物质直接发光产生的，故A错误；激光相干性好，但只有频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两束激光才能发生干涉，故B错误；用激光照射不透明挡板上的小圆孔时，光屏上能观测到间距不等的衍射光环，故C错误；激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息，故D正确。]
10．AD [单缝衍射条纹一定不等距，即中间宽、两边窄的明暗相间的条纹，光强分布图如题图乙所示，故A项正确，B项错误；双缝干涉条纹等间距，光强分布图如题图丙所示，故D项正确，C项错误。]
11．解析：由题图乙可知，条纹中间亮、两边较暗，是衍射条纹，所以在缝屏上安装的是单缝；根据Δx＝λ知，要使干涉条纹间距变大，可使双缝的宽度减小，即选择宽度较窄的双缝，或使双缝与光屏间的距离增大。
答案：单缝 窄 增大
12．解析：若小车不动，发射激光脉冲到接收返回脉冲的时间应恒定，而从题图乙看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车C速度方向与激光发射方向一致，即小车向右运动。要求小车的速度，关键是求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图如图所示。
s＝OD－OA＝c·c·ΔT
如图所示，在s这段位移内小车运动的时间t＝T0＋
故小车的速度大小v＝。
答案：向右
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