康南民族高级中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：5.3光的衍射与偏振 质量检测（含解析）

5.3光的衍射与偏振
1．人们对光的认识经历了一个漫长的过程，下列有关对光的阐述中正确的是（
）
A．当一束光射到两种介质的分界面上时，一定会同时发生反射和折射现象
B．光在水中的传播速度可能大于光在真空中的速度
C．光的偏振现象说明光是一种横波
D．光的干涉和衍射现象说明光是一种纵波
2．如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、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)．在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　)
A．红黄蓝紫
B．红紫蓝黄
C．蓝紫红黄
D．蓝黄红紫
3．关于自然光和偏振光
，下列观点正确的是(　　)
A．自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能
B．只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C．自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光
D．自然光和偏振光都能使感光底片感光
4．下列说法正确的是(　　)
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果
B．用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用
C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰
5．关于光的知识，下列说法正确的是(　　)
A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．光的色散现象都是由光的干涉引起的
C．用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的衍射原理
D．经过同一双缝干涉装置，红光的干涉条纹比绿光的干涉条纹宽度大
6．下图为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样，则（）
A．甲为蓝光的衍射图样
B．乙为红光的干涉图样
C．丙为红光的衍射图样
D．丁为蓝光的干涉图样
7．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．泊松亮斑是光的衍射现象
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．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
8．关于光学现象在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．用X光机透视人体是利用光电效应现象
B．门镜可以扩大视野是利用光的折射现象
C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
9．下列说法正确的是_
________
A．波的图象表示介质中“各个质点”在“在某一时刻”偏离平衡位置的位移
B．当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
E.
狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空中的光速都是相同的。
10．以下关于光学知识的叙述中，正确的是
A．甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象
B．乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的
C．丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的偏振原理
D．丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光像信号，是利用光的全反射
11．以下说法中正确的是
（　　）
A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
C．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
12．下列有关光现象的说法正确的是__________
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．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
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增加透射光的强度．
E.双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变宽
13．下列说法中正确的是(　　)
A．光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
B．在光的双缝干涉实验中，若入射光为白光，则在光屏上看到的是明暗相间的彩色条纹，中央为暗条纹
C．在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显
D．一束阳光通过三棱镜形成彩色光带，表明阳光是各种色光组成的复合光
14．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子
A．一定落在中央亮纹处
B．一定落在亮纹处
C．可能落在亮纹处
D．可能落在暗纹处
15．如图所示，白炽灯S发出的a光经过偏振片A后变成b光，再经过偏振片B后，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则
A．图中a光为偏振光
B．图中b光为偏振光
C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮
D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光
参考答案
1．C
【解析】
若光在界面上发生全反射现象，则没有折射现象发生，A错误；光在真空中的传播速度最大，在水中的传播速度小于在真空中的传播速度，B错误；偏振是横波的特点，光的偏振现象说明光是一种横波，C正确；光的干涉和衍射现象仅说明光具有波动性，D错误．
2．B
【解析】
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AC两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距可以知道波长越大，越大，故A是红光，C是蓝光．
单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故BD是单缝衍射图样，B为紫光的单缝衍射图样，D为黄光单缝衍射图样．故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射）．
所以选项B正确的，选项ACD错误．
点睛：掌握单缝衍射和双缝干涉的图样的特点和图样与波长的关系是解决此题的唯一途径，故要加强对基础知识的记忆．
3．D
【解析】试题分析：偏振光同样能产生干涉与衍射；自然界中的反射光等均属于偏振光；自然光可以是任意颜色的色光，偏振光也可以是白色光；自然光和偏振光都能使感光底片感光．
干涉和衍射现象是波的特性，一切波都可以发生干涉和衍射现象，偏振光也属于波，故偏振光也可以发生干涉和衍射现象，A错误；自然光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，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，自然界中大部分是偏振光，自然界中的反射光等均属于偏振光，自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光，B错误；自然光可以是任意颜色的色光，而偏振光也可以是白色光，C错误；自然光和偏振光都具有粒子性，都能使感光底片感光，故D正确．
4．D
【解析】
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象，A错；
B．用光导纤维传送图像信息是利用了光的全反射，B错；
C．眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象，C错；
D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，滤去了水面的反射光，使景像清晰，D正确。
故选D。
5．D
【解析】光的偏振现象说明光是一种横波，选项A错误；光的色散现象都是由光的折射引起的，选项B错误；用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，选项C错误；根据可知，因红光的波长大于绿光，则经过同一双缝干涉装置，红光的干涉条纹比绿光的干涉条纹宽度大，选项D正确；故选D.
6．D
【解析】单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故甲乙是衍射图样，且甲图为红光的单缝衍射图样，乙图为蓝光的衍射图样，故A、B错误；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，故丙丁两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距
可知波长λ越大，△x越大，故丙图为红光的双缝干涉图样，丁图为蓝光的干涉图样，故C错误，D正确。所以D正确，ABC错误。
7．D
【解析】光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，选项A正确；泊松亮斑是光的衍射现象形成的，选项B正确；双缝干涉实验中条纹间距Δx＝λ，紫光改为红光即λ增大，则Δx增大，选项C正确；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减弱反射光的强度，使照片清晰，选项D错误．此题选择不正确的选项，故选D.
8．BD
【解析】
用X光机透视人体是利用X光的穿透性，A错误；门镜可以扩大视野是利用光的折射现象，B正确；光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，C错误；光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象．D正确．故选BD．
9．ABE
【解析】A、振动图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移，波动图象表示介质中“所有质点”在“某个时刻”的位移，故A正确；
B、当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小，这是多普勒效应，故B正确；
C、光的偏振现象说明光是横波，故C错误；
D、麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场，变化有均匀变化与非均匀变化之分，当均匀变化时，则产生稳定的；当非均匀变化时，则也会产生非均匀的．所以均匀变化的电场产生恒定的磁场，故D错误；
E、根据狭义相对论的理论的基本假设，相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同，光速不变原理；有相对论的基本公式，可知物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的，故E正确；
故选ABE。
【点睛】了解波动图象与振动图象、多普勒效应、光的偏振、麦克斯韦电磁场理论。
10．ABD
【解析】甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象，选项A正确；乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的，选项B正确；丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉原理，选项C错误；丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光像信号，是利用光的全反射，选项D正确；故选ABD.
11．BD
【解析】光的偏振现象说明光是一种横波，而不是纵波，故A错误；相对论认为：空间和时间与物质的运动快慢有关，故B正确；麦克斯韦预言了电磁波，而赫兹证实电磁波的存在，故C错误；光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红光，波长变长，则由△x=λ，可知，条纹间距变宽，故D正确；故选BD．
12．ABE
【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、全息照相利用了激光的相干性好的特点，利用光的干涉原理工作的；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错误．
D.
在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由红光改为紫色光,根据条纹间距公式△x=
，波长变短，故则干涉条纹间距变窄，故D正确；
故选ABE
13．CD
【解析】光导纤维是利用全反射现象传输信号，内层是光密介质即内层的折射率大于外层的折射率，故A错误；在光的双缝干涉实验中，若入射光为白光，则在光屏上看到的是明暗相间的彩色条纹，中央为亮条纹，故B错误；在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显，故C正确；一束阳光通过三棱镜形成彩色光带，表明阳光是各种色光组成的复合光，故D正确．故选CD.
14．CD
【解析】根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但由题意知中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上，故落在中央亮纹处概率最大。也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，故CD正确。
故选：CD。
15．BD
【解析】
试题分析：由题意可知，人眼在P处看不到光亮，是因为偏振片A与偏振片B相互垂直，a光是自然光，经过偏振片后，b光是偏振光，故A错误，B正确；由上分析可知，当SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮，故C错误，D正确；故选BD．
考点：光的偏振
【名师点睛】此题考查了光的偏振现象；题中另一侧能观察到光即可．同时自然光向各个方向发射，而偏振光则是向特定方向放射．