2019-2020学年粤教版选修3-4 4.6光的衍射和偏振 达标作业（解析版)

4.6光的衍射和偏振
达标作业（解析版)
1．下列说法中正确的是（　　）
A．人耳能听到的声波比超声波更不易发生明显衍射
B．离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变快
C．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象
D．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹，这是光的衍射现象
2．有关偏振和偏振光的下列说法中不正确的是（?? ）
A．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
B．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光
C．光振动沿着特定方向的光是偏振光
D．在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是以减弱反射光使文物清晰
3．下列有关光现象的说法错误的是（?? ）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．泊松亮斑是光的衍射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用了光的色散现象
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片
4．关于干涉和衍射，正确的说法是（?? ）
A．有的波能发生干涉现象，有的波能发生衍射现象
B．波具有衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多
C．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
5．下列说法正确的是（）
A．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的衍射现象
B．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
C．变化的电场周围一定产生变化的磁场
D．可以通过迈克尔孙﹣莫雷实验得出：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的
6．点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，原因是(　　)
A．光的反射???????????? B．光强太小????????????
C．光的干涉，通过剃须刀片中央的孔直进???????????? D．光的衍射
7．下列关于光的偏振现象的说法正确的是（?? ）
A．自然光通过起偏器后成为偏振光，要获得偏振光只有这样一种途径
B．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
C．光的偏振现象说明了光是纵波
D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
8．下列说法中正确的是（?? ）
A．太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理
B．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
D．β射线是高速电子流，是原子核外电子电离产生的
9．下列说法正确的是（　　）
A．超声测速是利用了波的干涉现象
B．“不见其人，先闻其声”是波的衍射现象
C．光导纤维的外套折射率比内芯折射率大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
10．拍摄立体电影时用一台摄影机,让它通过两个窗口(相当于人的双眼)交替拍摄,两套图像交替地印在同一条电影胶片上。放映时日用一台放映机,通过左右两个窗口,把两套图像交替地映在银幕上。在每个放映窗口前安装一块偏振片,两个窗口射出的光,通过偏振片后成了偏振光。左右两个窗口前的偏振片的透振方向互相垂直,因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直。这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众那里,偏振方向不变。观众用偏振眼镜观看时,左眼只看到左窗口映出的画面,右眼只看到右窗口映出的画面,这样就会像直接观看物体那样产生立体感。下列说法正确的是（ ）
A．偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向应保持一致
B．偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向互换后不能正常观影
C．只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立体感,但是亮度减弱
D．把放映窗口的两个偏振片偏振方向改为相互平行,把偏振眼镜两个镜片的偏振方向也改为相互平行,并使两者偏振方向一致,也可以正常观影
11．在双缝干涉实验中，双缝到光屏上点P的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014Hz和f2＝7.5×1014Hz的单色光垂直照射双缝，试分析判断点P应出现亮条纹还是暗条纹？分别为第几条亮条纹或暗条纹？
12．在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是什么？
13．光的干涉和衍射现象揭示了光具有_________性（选填“波动”或“粒子”）；光的偏振现象说明了光是_________（选填“横波”或“纵波”）。
14．验钞机上发出的_________能使钞票上的荧光物质发光；电视机的遥控器发出的________可控制电视机；光的________现象说明光是一种横波；用激光垂直照射一个不透光的小圆板时，光屏上影的中心会出现一个亮斑，这是光的_______现象．
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
因声波的波长比超声波长，则更容易发生衍射现象，故A错误；根据相对论原理可知，离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变慢，故B错误；产生明显的衍射现象的条件 是波的波长小于障碍物的尺寸，与与障碍物的尺寸差不大，与波的振幅无关，故C错误；透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹，这是光的衍射现象，故D正确；故选D.
【点睛】
此题关键是知道波长越长，越容易发生衍射，声波的波长比超声波长；相对论中，长度缩短，时间变慢；产生明显的衍射现象的条件是波的波长小于障碍物的尺寸，与与障碍物的尺寸差不大；
2．A
【解析】A. 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。故A错误；
B. C. 光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，光振动沿着特定方向的光是偏振光。自然界中大部分是偏振光，而光源则是自然光。故B正确，C正确；
D. 玻璃的反射光是偏振光，所以在给玻璃橱窗里的文物拍照时，在照相机镜头前安装一片偏振滤光片的目的是以减弱反射光使文物清晰。故D正确。
本题选择不正确的，故选：A
点睛：自然光是在垂直于传播方向上沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，而偏振光是垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动；只有横波才能发生偏振现象，纵波不可能有偏振现象，自然界中大部分是偏振光，而光源则是自然光，从而即可求解．
3．C
【解析】A. 增透膜是利用光的薄膜干涉现象，以消弱反射光的强度，增大透射光的强度。故A正确；
B. 当光照到不透光的小圆板上时，在光屏的阴影中心出现的亮斑叫泊松亮斑，泊松亮斑是光的衍射现象。故B正确；
C. 在光导纤维束内传送图象是利用了光的全反射现象。故C错误；
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，以消除玻璃的反射光的影响。故D正确。
本题选择错误的，故选：C
4．C
【解析】A、一切波均能发生衍射现象，但明显的衍射现象必须是波的波长比阻碍物尺寸大得多或相关不大。而要发生干涉现象必须是频率相同，故A错误。B、所有的波都能发生衍射，波具有明显的衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多。该条件不能说成是波的衍射的条件，故B错误。C、要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故C正确。D、在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅保持增大，位移不是始终保持最大，但振动方向却是相同，所以也可能为零；同理振动减弱区域的质点，其振幅却是始终保持最小，故D错误。故选C。
【点睛】干涉与衍射均是波的特性，稳定的干涉现象必须是频率完全相同，而明显的衍射现象必须是波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大．而在干涉图样中，振动加强区位移时大时小．
5．D
【解析】A、玻璃中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，故A错误。B、用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度利用了光的薄膜干涉，故B错误。C、根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围产生的磁场，若是均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，故C错误。D、可以通过迈克尔孙-莫雷实验得出：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，后来爱因斯坦把它总结为：光速不变原理，故D正确。故选D。
【点睛】该题考查与光相关的多个知识点的内容，全反射、检查平面的平整度的方法、麦克斯韦电磁场理论、以及光速不变假设等属于比较简单的记忆性的知识点；全反射只能是从光密介质射向光疏介质时产生是一个容易错误的地方，要多加注意．
6．D
【解析】点光源照射一个障碍物，在屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清说明阴影的边缘部分有光线到达，即光能绕过障碍物继续传播，属于光的衍射。故选D。
【点睛】知道生活中哪些现象属于光的衍射现象，并知道其原理，注意明显的衍射的条件：波长和障碍物的尺寸差不多或更小．
7．D
【解析】自然光在水面反射时，反射光和折射光的振动方向不同，都是一定程度的偏振光，故A错误；自然光是在垂直于传播方向的上沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后仍是偏振光，所以B错误；光的偏振现象说明光是一种横波，故C错误；拍摄日落时水面下的景物时，为防止反射光，所在在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响，故D正确；故选D。
点睛：考查了光的偏振原理仅仅是与传播方向垂直平面上有特定振动方向，与自然光不同．自然光向各个方向发射，而偏振光则是向特定方向发射．
8．A
【解析】太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，利用膜的前后表面反射的光，进行相互减弱，从而增加透射能力，故A正确；在受迫振动中，物体振动频率一定等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于固有频率时，出现共振现象，故B错误；由于玻璃的反射光是偏振光，所以在拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片，以减弱反射光的透射，故C错误；β射线是高速电子流，是原子核中的中子转化为质子，而放出的射线，故D错误；故选A。
点睛：考查光的干涉原理，掌握共振条件，理解驱动频率与固有频率的不同，知道偏振片与横波的关系，注意β射线是电子，但要搞清来自何处．
9．B
【解析】使用的测速仪是超声波多普勒效应的应用，A错误；不见其人，先闻其声”是波的衍射现象，B正确；光导纤维丝，是利用光的全反射现象，由全反射条件，可知，则其的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，C错误；光的偏振现象说明光是一种横波，D错误．
10．B
【解析】（1）由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光的振动方向不同，故偏振眼镜的左、右两个镜片透振方向不同，否则，只能看到一种偏振光，A错误；
（2）由于左眼只能看到左窗口映出的画面（比如左窗偏振光水平，左眼镜片偏振方向水平）；右眼只能看到右窗口映出的画面（比如右窗偏振光竖直，右眼镜片偏振方向竖直）。如果左、右镜片互换，两偏振光均不能通过偏振片，无法正常观影，B正确；
（3）人眼接受到的两个偏振方向不同偏振光，两个像经过大脑综合以后，就能区分物体的前后、远近，从而产生立体感，故C错误；
（4）根据（3）分析可知，若两个偏振片偏振方向改为相互平行，同时把偏振眼镜两个镜片的偏振方向也改为相互平行，只能接受到一种偏振光，可以看到影片，但没有立体效果，所以不能正常观影，D错误。
故本题选B。
11．用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹
【解析】
【详解】
如图所示，双缝S1、S2到光屏上任一点P的路程差Δr＝S2S2′，当Δr等于单色光波长的整数倍时，S2和S1同时到达波峰或波谷，由S1和S2发出的光在点P互相加强，点P出现亮条纹；当Δr等于单色光半个波长的奇数倍时，若S2到达波峰(波谷)，则S1到达波谷(波峰)，这样由S1和S2发出的光在点P互相抵消，点P出现暗条纹．
频率为f1的单色光波长
λ1＝＝＝0.6×10－6m＝0.6μm
频率为f2的单色光波长
λ2＝＝＝0.4×10－6 m＝0.4μm
可见
Δr＝λ1，Δr＝λ2
可见，用频率为f1的单色光照射时，点P出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为f2的单色光照射时，点P出现暗条纹，且为第二条暗条纹．
12．其目的是减弱反射光，使景物的像清晰
【解析】
【分析】
在照相机镜头前装上一个偏振滤光片，利用光的偏振原理，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．
【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。
13． 波动 横波
【解析】光的干涉和衍射现象揭示了光具有波动性；光的偏振现象说明了光是横波。
14．紫外线；红外线；偏振；衍射
【解析】
【详解】
紫外线能使荧光物质发光，验钞机工作时，钞票上的荧光物质在紫外线的照射下会发光；红外线可以用来遥控，制成电视遥控器实现对电视的遥控作用；偏振是横波特有的性质，所以光的偏振现象说明光是横波；用激光垂直照射一个不透光的小圆板时，光屏上影的中心会出现一个亮斑，这个亮斑叫泊松亮斑，是光的衍射现象．