邻水县第二中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：5.3光的衍射与偏振 巩固练习（含解析）

5.3光的衍射与偏振
1．下列现象中可以说明光是横波的是（　　）
A．光的干涉和衍射现象
B．光的色散现象
C．光的全反射现象
D．光的偏振现象
2．下列说法中正确的是（
）
A．光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象
B．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的衍射现象
C．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象
D．泊松亮斑是光的干涉现象
3．a、b两种色光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样分别如图中的甲、乙所示，下列说法正确的是（
）
A．让a、b色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，中央亮纹a光较b光宽
B．让a、b色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，中央亮纹b光较a光宽
C．由于a光的波长较b光长，所以它们在真空中的传播速度a光较大
D．虽然b光的频率较a光高，但它们在同种介质中的传播速度一样大
4．下列说法中正确的是（
）
A．用光导纤维束传送图象信息，这是利用光的衍射现象
B．立体电影利用的是光的偏振现象
C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象
D．照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互加强
5．如图所示，人眼隔着偏振片B、A去看一只电灯泡S，一束透射光都看不到，那么，以下说法中哪些是正确的（　　）
A．使A和B同时转过90°，能够看到透射光
B．单使B转过90°过程中，看到光先变亮再变暗
C．单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮
D．单使A转动时，始终看不到透射光
6．某同学在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05mm的窄缝，使用激光器作光源，进行光的衍射实验，如图所示。则他在光屏上看到的条纹是下面图中的
A．
B．
C．
D．
7．如图所示，P是一偏振片，P的偏振化方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。一光束射向P，该光束的振动方向与P的振动方向成45°角（用带有箭头的虚线线表示）。顺时针旋转P半周，观察到光线的亮度变化情况是
A．先变亮，再变暗
B．先变亮，然后变暗，再变亮
C．先变暗，再变亮
D．先变暗，然后变亮，再变暗
8．关于光的现象，说法正确的是______________.
A．若光从空气射入液体中，它的传播速度一定增大
B．发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量
C．光的偏振现象说明了光是一种横波
D．用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该单色光波长的整数倍
E.用同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差一定为该单色光波长的奇数倍
9．如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线．一束单色光线以入射角i=30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出．让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样（光在真空中的传播速度为c）．则下列说法正确的是（
）
A．此光在玻璃砖中的全反射临界角为
B．玻璃砖的折射率n=
C．此光在玻璃砖中的传播速度
D．单缝b宽度较大
E.光的偏振现象说明光是一种纵波
10．关于光的折射、全反射以及光的波动性，下面说法中正确的是________．
A．光由光密介质射入光疏介质一定发生全反射
B．光在两种不同介质的界面上发生折射时，光速一定发生改变
C．光的偏振现象说明光是一种纵波
D．不同色光通过棱镜，光的频率越大，折射率越大，偏折角度越大
E.利用激光可以测距
11．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，可以使景像更清晰，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．用光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
12．关于光现象及其应用，下列说法正确的是________．
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象
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小玻璃表面反射光的强度
D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率低于声源的频率
E.一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短
13．下列说法中正确的是
A．光的偏振现象说明光波是横波，但并非所有的波都能发生偏振现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄
C．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光
D．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
14．以下说法中正确的是（　　）
A．对于单摆在竖直面内的振动，摆球所受的合力就是它的回复力
B．如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样
C．人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的
D．摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量
15．下列说法中正确的是
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，若a光能使某金属发生光电效应，则采用b光照射也一定能发生光电效应
B．图乙是铀核裂变图，其核反应方向为，若该过程质量亏损为，则铀核的结合能为
C．图丙表示LC振荡电路充放电过程的某瞬间，根据电场线和磁感线的方向可知电路中电流强度正在减小
D．图丁中的P、Q是偏振片。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
参考答案
1．D
【解析】
根据光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的折射现象仅反映了光通过两种介质的界面时的一种传播现象，不能说明光是横波；根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D．
思路分析：干涉和衍射是波所特有的属性；偏振现象是横波才会出现的现象．
试题点评：考查学生对光的认识
2．A
【解析】光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象，A正确；标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，B错误；面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，C错误；泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，因此属于光的衍射现象，D错误．
3．A
【解析】根据双缝干涉相邻条纹间距公式△x=
λ可得在其它条件不变的情况下，相干光的波长越大，条纹间距越大，由题图可知a光的波长大于b光的波长；让a、b色光通过相同的单缝衍射实验装置，衍射图样中，波长越长的条纹间距越宽，因此中央亮纹a光较b光宽，故A正确，B错误；因a光的波长大于b光的波长，则a光的频率小于b光的频率，但在真空中a的速度等于b的速度，故CD错误；故选A．
点睛：考查光的干涉条纹公式的内容，掌握干涉相邻条纹间距公式的关系，理解所有单色光在真空中传播速度均相等，注意确定两光波长的长短是解题的关键．
4．B
【解析】
在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象．故A错误．立体电影是应用了光的偏振现象．故B正确．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹是光的衍射现象．故C错误．照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互减弱．故D错误．故选B．
【点睛】在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，立体电影是应用了光的偏振现象，眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹是光的衍射现象，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互减弱．
5．C
【解析】
使A和B同时转过90°，仍不能看到透射光．原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S，无法看到透射光．说明两个偏振片正好相垂直．现在同时转依然看不到．故A错误；原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S，无法看到透射光，说明两个偏振片正好相垂直．现在单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮．单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮．故B错误；C正确；单使A转动时，渐渐看到透射光，故D错误；故选C．
点睛：本题关键是搞清自然光与偏振光的区别是振动方向是否单一，当两个偏振片的偏振方向相互垂直时，没有光线透过；平行时透光量最大．
6．B
【解析】根据衍射条纹的特点，光的衍射条纹与狭缝平行，且中间宽、两边窄，不等间距，故B正确，ACD错误；
故选B。
【点睛】根据衍射条纹的特点进行判断，光的衍射条纹与狭缝平行，且中间宽、两边窄。
7．D
【解析】光束的振动方向与P的振动方向相互垂直时，振动的光不能通过偏振片，观察到光线的亮度最暗，光束的振动方向与P的振动方向平行时，振动的光能通过偏振片，观察到光线的亮度最亮，所以顺时针旋转P半周，观察到光线的亮度变化情况是先变暗，然后变亮，再变暗，故D正确，ABC错误；
故选D。
【点睛】根据光的现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片。
8．BCD
【解析】
A．根据，光从空气射入液体中，折射率增大，则传播速度减小，故A错误；
B．发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量，B正确；
C．光的偏振现象说明光是一种横波，C正确；
DE．若光程差为波长λ的整数倍则出现亮纹，若光程差为半个波长λ的奇数倍则出现暗纹，故D正确E错误．
故选BCD。
9．BCD
【解析】
AB.根据折射定律有，由题知，玻璃砖的全反射临界角等于γ，则有，结合i=30°，解得，，故A错误，B正确；
C.光在玻璃砖中的传播速度为，故C正确；
D.由乙图知，单色光通过单缝b后衍射现象比较显著，所以单缝b宽度较大，故D正确；
E.偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故E错误．
故选BCD.
10．BDE
【解析】
A．只有光由光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角，才会发生全反射，选项A错误；
B．根据，不同介质折射率不同，光速必改变，选项B正确；
C．光的偏振现象说明光是一种横波，选项C错误；
D．不同色光通过棱镜，光的频率越大，折射率越大，偏折角度越大，选项D正确；
E．激光方向性好，平行度高，可以远距离测距，选项E正确．
故选BDE.
11．BCE
【解析】
根据条纹间距的公式
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偏转滤光片可以使景象更清晰，这是利用光的偏振现象，故B正确；
C、竖直向上高速运动的球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正确；
D、用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应，而D选项不是用紫外线而是用光来照射，故D错误．
?E.
太阳光经过三棱镜的两次折射，由于七色光的折射率不同，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；
综上所述本题答案是：BCE
12．ACE
【解析】
全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点，选项A正确；
通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项B错误；
拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，选项C正确；
当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率高于声源的频率，选项D错误；
一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，频率和周期不变，故波长变短，选项E正确；故选ACE.
13．ABD
【解析】
A．光的偏振现象说明光具有波动性，只有横波才能发生偏振现象，故A正确．
B．在光的双缝干涉实验中，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，绿光的波长比红光的短，则仅将入射光由红光改为绿光，干涉条纹间距变窄，故B正确．
C．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为光的折射而产生的色散现象，不是因为三棱镜吸收了光；故C错误．
D．当驱动力频率等于物体的固有频率时会发生共振现象，振幅最大．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥，故D正确，
故选ABD．
【点睛】
光的偏振现象说明光具有波动性，且说明光一种是横波．双缝干涉条纹的间距与波长成正比．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是由于光的色散形成的．当驱动力频率等于物体的固有频率时会发生共振现象．
14．BCD
【解析】
对于单摆在竖直面内的振动，摆球沿切线方向的分力就是它的回复力，选项A错误；如果两个波源振动情况完全相同，则两波的频率相同，在介质中能形成稳定的干涉图样，选项B正确；人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的，选项C正确；摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量，选项D正确；故选BCD.
15．ACD
【解析】从图中可以看出，b光线在水中偏折得厉害，即b的折射率大于a的折射率，由折射率与频率的关系可知，b光的频率大于a光的频率，结合光电效应发生的条件可知，若a光能使某金属发生光电效应，则采用b光照射也一定能发生光电效应．故A正确．核子结合成原子核释放出的能量与核子数之比是结合能；在核反应的过程中，质量亏损为△m，核反应的过程释放的能量为△mc2，不是结合能．故B错误．由图示磁场由安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，由电容器极板间电场方向可知，电容器上极板带正电，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小．故C正确．只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故D正确．故选ACD.
点睛：该题考查多个知识点的内容，其中根据磁场方向应用安培定则判断出电路电流方向、根据电场方向判断出电容器带电情况是正确解题的关键．