2020版新教材高中物理 課時分層作業(yè)18 光的衍射 光的偏振 激光（含解析）新人教版必修第一冊

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1、課時分層作業(yè)(十八)　 (建議用時：45分鐘) [基礎達標練] 1．對衍射現(xiàn)象的定性分析，正確的是(　　) A．光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物發(fā)生傳播的現(xiàn)象 B．衍射條紋圖樣是光波相互疊加的結果 C．光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù) D．光的衍射現(xiàn)象完全否定了光的直線傳播結論 E．衍射現(xiàn)象說明光是一種橫波 解析：衍射現(xiàn)象是波繞過障礙物發(fā)生傳播的現(xiàn)象，衍射條紋是波的疊加的結果，干涉、衍射是一切波所具有的特性，所以選項A、B、C正確；光的直線傳播只是近似的，只有在光的波長比障礙物尺寸小得多的情況下，光才被看作是沿直線傳播的，所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不矛盾的，所以選

2、項D錯誤．一切波都可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項E錯誤． 答案：ABC 2．關于自然光和偏振光，以下說法正確的是(　　) A．自然光包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，但是沿各個方向振動的光波的強度可以不同 B．偏振光是垂直于傳播方向上，只沿著某一特定方向振動的光 C．自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后又還原為自然光 D．太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光都是自然光 E．只有橫波才會發(fā)生偏振現(xiàn)象 解析：自然光沿各振動方向的光波的強度相同，A錯誤；偏振光在垂直于傳播方向上，只沿某一特定方向振動，B正確；自然光透過偏振片后成為偏振光，偏振光透過偏振片后不能還原為自

3、然光，C錯誤；太陽、電燈等普通光源發(fā)出的是自然光，D正確．由偏振原理知E正確． 答案：BDE 3．下列情況中能產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的是(　　) A．光的波長比孔或障礙物的尺寸大得多 B．光的波長與孔或障礙物的尺寸可相比 C．光的波長等于孔或障礙物的尺寸大小 D．光的波長比孔或障礙物的尺寸小得多 E．用紅光做實驗時未觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，現(xiàn)用綠光替代紅光做實驗 解析：發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物、縫、孔的尺寸與光的波長差不多或更?。? 答案：ABC 4．如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則(　　) A．圖中a光為偏振光 B．圖

4、中b光為偏振光 C．以SP為軸將B轉過180°后，在P處將看到光亮 D．以SP為軸將B轉過90°后，在P處將看到光亮 E．以SP為軸將A轉過90°后，在P處將看到光亮 解析：該題考查了對自然光、偏振光的特點的認識．自然光沿各個方向的振動是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只沿著某一特定方向振動的光．從電燈直接發(fā)出的光為自然光，則A錯．它通過偏振片A后，變?yōu)槠窆?，則B對．設通過A的光沿豎直方向振動，當偏振片B只能通過沿水平方向振動的偏振光時，則P點無光亮．將B轉過180°后，P處仍無光亮，即C錯．若將B轉過90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^豎直方向上振動的光的偏振片，則偏振光能通過B，即在

5、P處有光亮，D對．同理可知E對． 答案：BDE 5．夜晚，汽車前燈發(fā)出的強光將迎面駛來的汽車司機照得睜不開眼睛，嚴重影響行車安全．若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃，使射出的燈光變?yōu)槠窆?；同時汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好與燈光的振動方向垂直，但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體．假設所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設置，如下措施中不可行的是(　　) A．前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向是水平的 B．前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向是豎直的 C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，車燈玻璃的透振方向是斜向左上45° D．前窗玻璃和

6、車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45° E．前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向左上45° 解析：若前窗玻璃的透振方向豎直、車燈玻璃的透振方向水平，從車燈發(fā)出的照射到物體上反射的光將不能透過前窗玻璃，司機面前將是一片漆黑，所以A錯；若前窗玻璃與車燈玻璃的透振方向均豎直，則對面車燈的光仍能照得司機睜不開眼睛，B錯；若前窗玻璃的透振方向斜向右上45°，車燈玻璃的透振方向斜向左上45°，則車燈發(fā)出的光經(jīng)物體反射后無法透振進本車車窗內，卻可以透振進對面車窗內，C錯．D、E是可行的． 答案：ABC 6．關于波動，下列說法正確的是(　　) A．各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象 B．用白光做單縫衍射與雙縫干

7、涉實驗，均可看到彩色條紋 C．聲波傳播過程中，介質中質點的運動速度等于聲波的傳播速度 D．已知地震波的縱波波速大于橫波波速，此性質可用于橫波的預警 E．各種波均會發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象 解析：只有橫波才有偏振現(xiàn)象，A錯；白光是復色光，其中各單色光的波長不同，導致條紋間距不同，B正確；波的傳播過程中，介質中質點的運動速度是變化的，而波的傳播速度在同一均勻介質中是勻速的，且波的傳播是指振動形式的傳播，C錯；因為地震波的縱波波速大于橫波波速，所以兩波傳到同一地點有時間差，可用于橫波的預警，D正確．干涉衍射都是波特有的現(xiàn)象，E對． 答案：BDE 7．對于激光的認識，以下說法中正確的是(　　)

8、 A．普通光源發(fā)出的光都是激光 B．激光是自然界普遍存在的一種光 C．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光 D．激光已經(jīng)深入到我們生活的各個方面 E．激光比普通光的相干性好 解析：激光是人工產(chǎn)生的一種相干光，與普通光源發(fā)出的光不同，激光與我們的生活密切相關，所以C、D、E正確． 答案：CDE 8．在學習了光的衍射現(xiàn)象后，徐飛回家后自己設置了一個小實驗．在—個發(fā)光的小電珠和光屏之間放一個圓孔大小可以調節(jié)的圓形孔屏，在圓孔從較大調至完全閉合的過程中，他在屏上看到什么現(xiàn)象？ 解析：在圓孔由大到小調節(jié)過程中，當孔較大時，光沿直線傳播，在屏上得到圓形亮斑；當孔的直徑減小到與光波的波長相近時，產(chǎn)生明

9、顯的衍射現(xiàn)象，屏上將出現(xiàn)明暗相間的亮環(huán)，當孔繼續(xù)減小到完全閉合時，沒有光到達屏上，屏上完全黑暗． 答案：先是圓形亮區(qū)，再是明暗相間的圓形亮環(huán)，最后完全黑暗 [能力提升練] 9．某同學以線狀白熾燈為光源，利用游標卡尺兩腳間形成的狹縫觀察光的衍射現(xiàn)象后，總結出以下幾點，你認為正確的是(　　) A．若狹縫與燈泡平行，衍射條紋與狹縫平行 B．若狹縫與燈泡垂直，衍射條紋與狹縫垂直 C．衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關 D．衍射條紋的間距與光的波長有關 E．波長越小，衍射條紋間距越大 解析：若狹縫與線狀白熾燈平行，衍射條紋與狹縫平行則現(xiàn)象明顯；衍射條紋的疏密程度與縫寬有關，縫寬越小，條

10、紋越疏；條紋間距與波長有關，波長越長，間距越大． 答案：ACD 10．奶粉的碳水化合物(糖)含量是一個重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定含糖量，偏振光通過糖的水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或右旋轉一個角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關．將α的測量值與標準值相比較，就能確定被測樣品中的含糖量．如圖所示．S是自然光源，A、B是偏振片，轉動B，使到達O處的光最強，然后將被測樣品P置于A，B之間，則下列說法中正確的是(　　) A．到達O處光的強度會明顯減弱 B．到達O處光的強度不會明顯減弱 C．到達O處光的強度會明顯增強 D．將偏振

11、片B轉動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片B轉過的最小角度等于α E．將偏振片A轉動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片A轉過的最小角度等于α 解析：自然光通過偏振片后得到垂直于光的傳播方向與偏振片的透振方向平行的偏振光，該偏振光經(jīng)被測樣品后，其偏振方向發(fā)生了偏轉，即相對于光的傳播方向向左或向右旋轉一個角度α，到達B的光的偏振方向與B的透振方向不完全一致，故O處光的強度會明顯減弱，故A正確，B、C錯誤；若將A或B轉動一個最小角度，使得O處光的強度仍為最大，說明它們轉過的角度等于α，故D、E都正確． 答案：ADE 11．如圖所示，楊氏雙縫實驗中，下述情況能否看到干涉條紋？簡單說明理由．

12、 (1)在單色自然光源S后加一偏振片P. (2)在(1)情況下，再加P1，P2，P1與P2透振方向垂直． 解析：(1)能．到達S1，S2的光是從同一偏振光分解出來的，它們滿足相干條件，能看到干涉條紋，且由于偏振片很薄，對路程差的影響可忽略，干涉條紋的位置與間距和沒有P時基本一致，只是強度由于偏振片的吸收作用而減弱．(2)不能．由于從P1，P2射出的光振動方向相互垂直，不滿足干涉條件，故光屏E被均勻照亮，但無干涉現(xiàn)象． 答案：見解析． 12．一束紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光稱為一個光脈沖，若這種激光器產(chǎn)生的光脈沖的持續(xù)時間為1.0×10－11s，波長為694

13、.3 nm，發(fā)射功率為1.0×1010 W．求： (1)每列光脈沖的長度； (2)用這種激光照射皮膚色斑，每1 cm2皮膚吸收的能量達到60 J以后，色斑便逐漸消失，一個色斑的面積為50 mm2，則它需要吸收多少列紅寶石激光脈沖才能逐漸消失？ 解析：(1)光脈沖的持續(xù)時間即為發(fā)射一個光脈沖所需的時間．一列光脈沖的長度Δl＝c·Δt＝3.0×108×1.0×10－11m＝3.0×10－3 m. (2)一列光脈沖所攜帶的能量ΔE＝P·Δt＝1.0×1010×1.0×10－11J＝0.1 J．清除面積為50 mm2的色斑需要光脈沖數(shù)為n＝E·＝＝300(列)． 答案：(1)3.0×10－3 m　(2)300列 - 5 -