四川省合江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：5.3光的衍射与偏振 同步练习（含解析）

5.3光的衍射与偏振
1．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
2．根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
①闻其声而不见其人
②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；
这些物理现象分别属于波的
A．折射、干涉、多普勒效率、偏振
B．干涉、衍射、偏振、多普勒效应
C．衍射、偏振、折射、多普勒效应
D．衍射、干涉、多普勒效应、偏振
3．关于光，下列说法正确的是（
）
A．光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度
B．树荫下的太阳光班大多成圆形是因为光的衍射
C．透过竖直放置的肥皂膜看竖直的日光灯，能看到彩色干涉条纹
D．当光在水面上发生反射时，反射光是偏振光
4．下列有关电磁场与电磁波的说法，正确的是（
）
A．变化的磁场一定产生变化的电场
B．电磁波的传播不需要介质
C．只有高温物体才能向外辐射红外线
D．电磁波不能产生干涉、衍射现象
5．下列说法正确的是（　　）
A．变化的磁场产生稳定的电场，变化的电场可产生稳定的磁场
B．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯可看到彩色条纹，这是光的折射现象，
C．通过测定超声波被血流反射回来其
频率的变化可测血流速度，这是利用了多普勒效应
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
6．中国的网络建设开始迈向5G时代，5G即第五代移动通信技术，采用3300-5000MHz频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，采用1880-2635MHz频段）技术而言，具有更大的优势，5G信号与4G信号相比，下列说法正确的是（　　）
A．5G信号比4G信号在真空中的传播速度快
B．4G信号波动性更显著
C．4G和5G信号都是纵波
D．5G信号更容易发生明显衍射
7．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，图的四幅图片中属于单色光的单缝衍射图样的是
(　　)
A．B．C．D．
8．下列说法错误的是
A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
C．两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，质点P的位移始终最大
D．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象
E.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
9．下列说法中正确的是
A．振动图象和波的图象中，横坐标所反映的的物理意义是不同的
B．发生干涉现象时，介质中振动加强的点，振动能量最大，减弱点振动能量可能为零
C．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
D．超声波比次声波更容易发生行射
E.在地球表面上走得很准的摆钟搬到月球表面上，其摆动周期变大
10．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
11．如图所示，直角玻璃三棱镜顶角为，有、两种不同颜色的单色光沿同一方向垂直边射向玻璃棱镜，但仅有光从面射出．对于、两种光，下列说法正确的是（
）
A．、两束光相比较，在真空中光的波长较长
B．、两束光相比较，在玻璃中光的波长较长
C．、两束光相比较，光更容易产生明显的衍射现象
D．分别用、光通过同一装置做双缝干涉实验，光的干涉条纹间距较小
12．下列说法正确的是（
）
A．机械波和电磁波都必须依赖于介质才能够传送信息和能量
B．泊松亮斑的形成是光的行射的结果
C．在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的中整程度
D．光的偏振现象可以说明光是横波
E.用同一装置做光的双缝干沙实验时，波长越大相邻的干涉条纹间距越小
13．关于波的现象，下列说法正确的有（
）
A．当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化
B．光波从空气中进入水中后，更容易发生衍射
C．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低
D．电磁波具有偏振现象
14．下列说法正确的是
A．泊松亮斑是指用光穿过不透明的圆盘中心小孔时在阴影的中心出现一个亮斑
B．在双缝干涉实验中，同等条件下用红光做实验比用紫光做实验得到的条纹间距更小
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弱玻璃表面反射光的影响
D．根据多普勒效应可以测量出其他星系向着还是远离地球运动的速率
15．以下是对一些生活中的现象进行的解，你认为正确的是（
）
A．太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色，是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象
B．“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀，物体反射的太阳光发生了色散现象
C．用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起，阳光下能看到彩色花纹，是因为光产生了干涉现象
D．用两支铅笔夹成一条狭缝,将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝）可以看到彩色条纹，是因为发生了干涉现象
参考答案
1．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．
2．D
【解析】
①“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；②雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的；③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；④观众用偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉．这就是立体电影的原理．综上各结论可知选D．
【点睛】本题考查了光的各种性质；无论反射、衍射还是干涉，其频率均不变，而多普勒效应频率即发生变化.
3．D
【解析】
A．根据折射率的概念，v=c/n，n为水的折射率，大于1，光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，故A错误；
B．树荫下的太阳光班大多成圆形是太阳通过小孔在地上成的像，是因为光的直线传播，故B错误；
C．透过竖直放置的肥皂膜看水平放置的日光灯，能看到彩色干涉条纹，这是薄膜干涉，故C错误；
D．光在水面上发生反射时，反射光是偏振光，故D正确．
故选：D
4．B
【解析】
A.
非均匀变化的磁场产生非均匀变化的电场，而均匀变化的磁场产生稳定的电场．所以变化的磁场周围一定产生电场，变化的电场周围一定产生磁场，但不一定变化．故A错误；
B.
变化的磁场周围产生电场，变化的电场周围产生磁场，由近及远向外传播，形成电磁波，所以电磁波的传播不需要介质，故B正确；
C.
任何温度的物体都能向外辐射红外线，温度越高，辐射红外线越强，故C错误；
D.
干涉、衍射现象是波特有的性质，也能产生干涉、衍射现象，故D错误．
故选B.
5．C
【解析】
A．均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场可产生稳定的磁场，选项A错误；
B．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯可看到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项B错误；
C．通过测定超声波被血流反射回来其
频率的变化可测血流速度，这是利用了多普勒效应，选项C错误；
D．光的偏振现象说明光是一种横波，选项D错误。
故选C。
6．B
【解析】
A．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误；
B．4G信号频率较低，波动性更显著，选项B正确；
C．电磁波均为横波，故C错误；
D．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，故D错误。
故选B。
【点睛】
本题考查波粒二象性以及电磁波的传播和接收规律，注意明确波长越长波动性越明显，而频率越高粒子性越明显。
7．B
【解析】
单色光的单缝衍射图样中间条纹最亮最宽，而双缝则是明暗条纹间距相同．a是双缝干涉现象条纹，b单色光的单缝衍射现象的条纹，c是波的衍射现象，d是白光的单缝衍射图样，BD正确．
8．CDE
【解析】
A、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，故A不符合题意；
B、在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，因红光的波长大于绿光，根据可知，干涉条纹间距变宽，故B不符合题意；
C、两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则P点的振动是加强的，振幅最大，但P的位移不是始终最大，故C符合题意；
D、在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故
D符合题意；
E、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射造成的色散现象，故E符合题意；
9．ABE
【解析】
A、振动图象和波的图象中，横坐标所反映的的物理意义是不同的，振动图象横轴是表示时间，而波动图象是表示各质点平衡位置，故A正确；
B、发生干涉现象时，介质中振动加强的点，振幅最大，振动能量最大，减弱点振幅可能为零，其振动能量可能为零，选项B正确；
C、多普勒效应中，实际上波源的频率并没有改变，只是当听者和声源之间发生相对运动时，听者感觉到频率的改变，故C错误；
D、因频率高，波长小，则次声波的波长比超声波的波长长，因此次声波更容易发生衍射，故D错误；
E、地球表面上走得很准的摆钟搬到月球表面上，根据周期公式
T=2π
可知，其重力加速度减小，那么其摆动周期变大，故E正确。
10．AD
【解析】
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正确．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ABD.
【点睛】明确光的干涉、衍射及全反射等的现象，并会用所学的物理规律去解释相关现象．
11．BCD
【解析】
由题意可知，有a、b两种单色光组成的复色光从玻璃射向空气的过程中，a光先发生了全反射，说明a光的临界角C较小，根据，可知，在同一介质中，a光比b光的折射率大．折射率大的波长小，故b光的波长较大，b光更容易发生衍射现象，A错误，BC正确；根据双缝干涉条纹间距，可知，a光的条纹间距较小，D正确；
故本题选BCD
12．BCD
【解析】
A.机械波依赖于介才能传播，而电磁波不需要介质，故A错误；
B..泊松亮斑的形成是光的行射的结果，故B正确；
C.薄膜干涉可以用来检查工件的平整程度在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度，故C正确；
D.光的偏振现象可以说明光是横波，故D正确；
E.根据可得，用同一装置做光的双缝干沙实验时，波长越大相邻的干涉条纹间距越大，故E错误。
故选择BCD。
13．AD
【解析】
波从一种介质进入另一种介质时，波长与波速会变化，而频率不会发生变化，故A正确；光波从空气进入水中后波速变小，根据v=λf，可知，波长变小，因此不容易发生衍射，故B错误；波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，故C错误；电磁波是横波，则能发生偏振现象，故D正确；故选AD．
点睛：考查光的折射与衍射现象，注意频率的不变，而波长与波速成正比，理解多普勒效应现象，掌握电磁波是横波，注意v=λf公式适用一切波．
14．CD
【解析】
泊松亮斑是指光照射不透明的圆盘时阴影的中心出现一个亮斑，选项A错误；红光的波长大于紫光，则在双缝干涉实验中，根据可知，同等条件下用红光做实验比用紫光做实验得到的条纹间距更大，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弱玻璃表面反射光的影响，选项C正确；根据多普勒效应可以测量出其他星系向着还是远离地球运动的速率，选项D正确；故选CD.
15．AC
【解析】
A．太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的薄膜干涉现象，故A正确；
B．海市蜃楼是光的折射现象，故B错误；
C．将两块平玻璃片紧紧捏在一起，会从玻璃片面上看到许多彩色花纹，是薄膜干涉产生的，故C正确；
D．通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯，会看到彩色条纹，是衍射现象，故D错误．
故选AC．
【点睛】
太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹也是薄膜干涉现象，两根铅笔的夹缝，看到许多彩色条纹，是由光的衍射造成的；海市蜃楼是光的折射现象．