人教版高中物理选修3-4课时作业 13-5、6 光的衍射　光的偏振 Word版含解析

一、单选题(每小题6分，共36分)
1．在城市交通中，用红灯表示禁止通行，其原理是(　C　)
A．红光容易产生干涉
B．红光照射的距离大
C．红光容易引起人们的视觉反应
D．红光容易产生偏振现象
解析：红光在可见光中的波长最长，容易发生衍射，在雾天、雨天、沙尘暴等恶劣天气里，使司机和行人都能看到红灯，避免交通事故的发生；同时红光也容易引起人们的视觉反应．
2.在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹)，那么障碍物应是(　D　)
A．很小的不透明的圆板
B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板
C．很大的不透明圆板
D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆板
解析：由题图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，且越向外，圆形条纹宽度越小，可判断此图样为圆孔衍射图样，故D选项正确；有的同学误选为A，要注意很小的不透明的圆板产生的图样中心也是亮点，但其周围有一个大的阴影区，在阴影区的边缘有明暗相间的圆环，它与圆孔衍射的图样是不同的．
3．将两个偏振片紧靠在一起，放在一盏灯的前面，眼睛通过偏振片看到的光很弱．如果将其中一个偏振片旋转180°，在旋转过程中会观察到(　A　)
A．灯光逐渐增强，然后逐渐减弱
B．灯光强度保持不变
C．灯光逐渐增强，没有减弱现象
D．灯光逐渐增强，再减弱，然后增强到最亮
解析：眼睛通过两偏振片看到的光很弱，是因为两偏振片的透振方向不一致，在旋转其中一个偏振片的过程中，透振方向逐渐一致，光逐渐增强，当两个偏振片的透振方向一致时，光线最强，继续旋转偏振片，透振方向又逐渐偏离，光线逐渐减弱．所以选项A正确．
4．关于自然光和偏振光，下列说法正确的是(　D　)
A．自然光能产生光的干涉现象和衍射现象，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．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光
D．自然光和偏振光都能使感光底片感光
解析：自然光和偏振光都能产生干涉和衍射，都能使感光底片感光，A错，D对；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的光绝大部分都是偏振光，B错；偏振光也可能是白光，C错．
5．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)．则在下面的四个图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　B　)
A．红　黄　蓝　紫 B.红　紫　蓝　黄
C．蓝　紫　红　黄 D.蓝　黄　红　紫
解析：从图样可以看出从左数第1、3个图为干涉图样，由Δx＝λ可知，从左数第1个图为红光的干涉图样，第3个图为蓝光的干涉图样；第2、4个图为衍射图样，且第4个图衍射明显，故第4个图应为黄光的衍射图样，故选B.
6.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全．若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是(　D　)
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车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，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
解析：此题要求自己车灯发出的光经对面车反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中．若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以A错误；若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼，B错误；若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本车窗内，却可以透射进对面车内，C错误．选D.
二、多选题(每小题8分，共48分)
7．关于光的衍射现象，下面说法正确的是(　AC　)
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
C．光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射
解析：单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹．白光的衍射图样是彩色条纹．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象．光的衍射现象只有明显与不明显之分，D项中屏上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象．
8．用“旋光法”可以测得糖溶液的浓度，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，就能确定被测样品中的含糖量．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，然后将有较高糖浓度的样品P置于A，B之间，则下列说法中正确的是(　ACD　)
A．到达O处光的强度会明显减弱
B．到达O处光的强度不会明显减弱
C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于α
D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α
解析：由于被测样品含糖量比较高，因此旋光度大，偏振方向改变的比较大，故到达O处光的强度会明显减弱，选项A正确，选项B错误．设偏振方向相对传播方向向右旋转α角，则当偏振片A向左旋转α角或者偏振片B向右旋转α角时，到达O处的光会最强，选项C、D正确．
9．图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则(　BC　)
A．甲为红光的衍射图样　　　 B．乙为紫光的干涉图样
C．丙为红光的衍射图样 D.丁为紫光的干涉图样
解析：当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的，而通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的衍射图样，因此甲、乙为干涉图样，而丙、丁为衍射图样．由于红光的波长较长，干涉图样中相邻条纹间距较大，而紫光的波长较短，干涉图样中相邻条纹间距较小，因此选项B、C正确．
10．有关偏振和偏振光的下列说法中正确的是(　BD　)
A．只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振
B．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振
C．自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光
D．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光都是偏振光
解析：只有横波才能产生偏振现象，而机械波中也有横波，当然能发生偏振，A错误，B正确．我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光．自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光，C错误，D正确．
11．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，图象更清晰．如图甲所示，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(　AD　)
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
解析：双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹．若做单缝实验时，光强分布图如乙所示，故A正确、B错误；若做双缝实验时，光强分布图如丙所示，故C错误、D正确．
12．一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置如图所示，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．关于这种温度计的工作原理，正确的说法是(　AC　)
A．到达检偏振器的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
B．到达检偏振器的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
C．到达检偏振器的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越小
D．到达检偏振器的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越大
解析：温度变化越大，光纤的各个物理参量变化越大，光的偏振方向变化越大，光接收器接收的光强度会越小．
三、非选择题(共16分)
13．实验证明让一束太阳光入射到平静的水面上，如果入射角合适，其反射光线和折射光线是互相垂直的，且偏振方向也是互相垂直的偏振光．已知水的折射率为1.33，求这一入射角．
答案：53°
解析：设入射角为θ1，折射角为θ2，反射角为θ1′.
由光的反射定律知θ1′＝θ1；
由光的折射定律得n＝，
由题给条件知θ1＋θ2＝90°，故有sinθ2＝sin(90°－θ1)＝cosθ1，
n＝＝tanθ1，θ1＝arctan1.33＝53°.