第10单元光的衍射、偏振、激光-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

A,前窗玻璃的透累方向是整直的，车灯玻璃的透振方向是水平的 第10单元光的衍射偏振激光 B前密玻璃的透振力向是繁直的，车灯玻璃的透极方向是餐直的 C.前窗鼓韩的透振方向是斜向右上5，车灯玻璃的透振方向是斜向左 (时间：45分钟清多：100分) 上45 B黄前玻璃和车灯玻璃的透是方向都是斜向右上45 一，慧释题（其10小题，每小题5分，共50分.） 6,如图所示，两凳屏同成有两个偏探片，它们四者平行共第，现让太 第5题图 1,下列光观象中，完学原夏与其他各项不同的是 阳光沿轴线通过光屏M上的小孔凰射到凿定不动的偏船片P 上，臀使偏振片Q烧轴创速转动一棋，期关于光，N上光的亮度 0.0 变化情况，下列说法中正确的是 A,光屏N上允的亮度保持不变 第6题图 且，光屏N上只有一条亮线随偏板丹转动百转动 C,光屏N上有两条与偏振片PQ透梨方向对皮的亮规 人光潮牌包秘得坐他群 B.箱溪 C光朝性针头得到样 .完海过周机得到的相相 D光屏N上光的亮度会时亮时 2,(多递)就制高强度纤麻细忙时可用激光整控其粗相，如因所示，离察激 黄光器 1.真堂中的周种单色亮通过句一双蜂干秀实段墓置进行双蜂干廖实购 先爽经试细然品在光屏上所产生的条纹即可判斯细缝相细的变化，则 的险机 时，夜得甲，乙丙种干海条这，如图所示，期下列说法正确的是《) 下列说法正确的是 A,在水中传精时，甲对皮的单色允朝米大于乙对应的单色光频率 A.这里应用的是光的粉射 且甲对皮的单色凳在水中的传播连率大于乙对应的单色凳在水中的 B这里成用的是光的直线传插 第2题图 传潘速率 C,这里应用的是光的干涉 C,甲，乙对成的丙种单色光以相同的人射角从室气射人本中时，甲对 第7题图 D如果尾上条放变宽，表明抽制的教变短 应的单色亮的折射角小于乙对匠的单色光的折射角 云三，（多选）衡光放帮为神奇的光”，关于激光的应用，下列说法中正编的是 ( D从水中财商空气时，甲对应的单色光的全反射临界角小，乙对应的单色光的全反财幽界角大 A.用毒光来粒制核聚变，是因身它的方向性好，光票的能量能集中在限小一点上，可以在空到某个 8,如周所示，让太阳光（自然光）通过光片M上的小孔 小区城内产生极高的害度 S后丽时到M右刺的编振片P上，P的右侧再政一光 B.由于黄光是相千光，所以它饱像无线电装那样被调相，用来传莲信 屏Q,现使P绕着半行于光传提方向的轴匀速转动一 C,用衡光拦戴导弹，雅吸卫显，是因为做光在大气中传擾不受大气的影响 周，则关于光屏Q上的亮度查化情花，下列说法正确的 第8翻图 是 D能利用微龙测量地面到月球表面的距离，是因为衡光通过地球大气时不会发生新解 A.只有当偏聚片转到某一诸当位置时光师管别亮，其佐位露时光解上无亮光 4,蕾光胶更测速是一种新的测速拉术，它用了光约干秒氨理。利用二次零允凰相所我厚的“霞魔 且亮屏上亮，婚交替变化出现 对”相当于双绿干海实验中的双峰，已知散班对”的间距d与待测物体的璃度、二次醒光时可间 C,光屏上亮度基本不变 隔之间璃是关系式d一K,其中K为常数。实验中可测得二次醒光时间间隔和~散更对“ D.光屏上只有一条亮线随稀系片的转动面转动 其屏的距离L,及相邻两条亮纹间距A。若衡用衡亮被长为A,削核实验魂定物体运动速虔的表达 9,有一种被称为下性材料的光介里，当微光耐人这种介质的时展，将会分离出两种光。一件是左旋圆 式是 A.-KLA B.DKLAr 偏架光，介质对其折射率为一中，另一种是右旋圆摘握光，介质对其折射率为“玩 A凸 CPK△rr n-益 其中双为远是材料的国有折射水，k为一个大于零的参数《m和：大于零)，则 5.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶米的汽车可机明得静不开要，严重影有行车蜜全。若考虑将 入，在该分质中，左旋铜偏振免的传插违虔小于右旋阅偏振光的传播速度 汽车前灯驶璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光，同时汽车前窗弦璃也装用纂轮玻璃，其透 ,左旋图偏保光偏所比右旋圆偏振光明显 数方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看情日己车灯发出的老新照亮的物体。假设有的 C,核小，左旋图偏服光与右旋图偏版光分高越明显 汽车前窗玻璃和前对玻璃均按同一要求设置，如下推施中可行的是 介质对左奖调情基光和名装风偏梨光的折射率与因有断射率网成正比 85 专 .(多选》某可学想要测定一半风柱彩玻裤砖的折射率 (4》若已知双雄间距d一20×10+m,双植到属的距离/=1,0m,堪特测光的度长为 m m:将一束单色光就由玻璃砖内那财向O点，如图甲 (韩果保留三位有效数字) 所示，当人射角=3时，折财角为r,当人射角赠 13.《14分)如图所示，在面下方为一2卧处有一个与液面平行的发光圆 空气 大到也为？时，拾好无光线从骏璃砖的上表面射出。 盘，圆盘能发出单色光，其直径AB长L一10m,由A点发出的光线以30 烫非 让核单色光分别通过宽直不同的单峰@，6后，费到 的人射角射到分界面上时，其折射光线与反射光线意直，结果可以用零表 图乙所示的m射图样。光在真空中的传插速度为 第13题图 示。求： 「，则下列说祛正确的是 第10题图 《1》被体对此单色光的折射率： A此光在城璃砖中发生全反射的陆界角为心且.整璃砖的折射率：一应 《2》发光阳背在液面上形或的光更面机S。 C此允在玻璃装中韵传播速度一 0单缝的宽度较大 二、非选择题（共4小题，共50分，） 1,《10分》如图所示，某同学用解针祛测定一截而为半同的柱形玻璃我 约折财率。在平铺的白纸上延直纸面插大头针P,P,端是入财凳 线，并让人射光线过圆心O,在暖璃砖（阳中实线部分）另一侧垂直纸 面插大头前P,使P,挡准P.P,的像，连接OP,图中MN为分 14.(18分)2006年SchurigEs限示了利用负折射率 界面，虚线半测与玻璃砖对称，B、C分别是人射光蝇，所射光线与图 材料制作的隐形年置“，它能够很好地抵抗电磁 的变点，AB,CD均垂直于法线并分别交法线于A,D点。 干扰。电磁被酒过空气和负折射率材料时，传播 (1)设AB的长度为1，AO的长度为l1,CD的酸度为，，DO的长度 规律仍然不查，人射角和折射角的大小关系仍然 4 为1，为此较方便越表尽出玻璃砖的折射率，害用刻度尺测量的有 清从折射定樟（比时折射角取负值，事折射角和 ,制玻璃砖的折射率可表乐为 第11愿图 人射角在法线同一衡》。如图甲所示，一负折财 (2)该可学在插大头针P黄不小心将敲璃砖以O为调心顺时针转 书材料刺作的厚度d■4m的酸秋物体水平放 第14题图 过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将（选箱·偏大偏小减“不变"）。 置，物体内第紧贴上表面的P点有一单色光源，其向物体内部各个方离发财单色允。看段状将体 12.(10分》在“用缝干沙测光的数长实险中，如图甲历示，光具座上戴置的光学元件依次为光第。 的平直足够大，其下表面诗光的面积为5：m',此单色光在室气中的传操速度一3.0×1m/s4 透镜，M,N,P,题光筒，毛玻聘，放大顿。 《1》求磷款物体的折射率： 《2》如围乙所示，距离砖状物s下表而A处有一平行于下表在的光屏，P点在光屏上的投都为P 点。现有一束与PP最0角的入射凳规射到m上形成的光斑怡好落在P,求距离A以及这来光 线从P点到光屏所用的时同 甲 第12题周 (1)M,N,P三个光学元件依次为 人神光片，单缝，夏缝且单缝，速光片，双健 C单娃，双缝、就光片D造光片，双娃，单缝 (2)若想减少从日能中减察到的条纹个数，流同学可 人辞单缝向靠近双缝的方向移动 且将屏向客近双绿的方向移动 C蒋，向运离双缝的方向移动 D使用间胞更大的双缝 (3》观察到干沙条放如因乙所示。转动湖量头的手轮，使分划板中心剑线对在：时，于轮的读划 工1一1.002mm,堡续转动手轮，使分刻板中心刻线对准6时，手轮的读登如图丙所示，上一 mm. 多 88相邻明条纹（或相邻暗条纹）之间厚度差△d=d+1一d山 解析：(1)为获取单色线光源，白色光源后要有滤光片、 =sin0,因此条纹间距b= △d 单缝。(2)在操作步骤②时还应注意的事项有：放置单 sin 0 2nsin 0' 缝、双缝时，心须使缝平行：单缝、双缝间的距离要适 △d 6cos0=4an0△，0-0，an0=in0,A =tan 当。(3)为了获得清嘶的干涉条纹，灯丝与单缝和双缝 必须平行放置，A正确；由干涉现象可知干涉条纹与双 n9=b:由于随x垒标增大，条纹间距b增大，所以， 缝平行，B错误：干涉条纹的疏密程度与单缝宽度无 止x图像斜率绝对值随x坐标增大而减小，故选D。 关，C错误：干涉条纹的间距与光的波长有关，D正确。 10.D解析：若使原来的第3级亮条纹变成第4级亮条 (4)条纹与分划板不平行时，实际值△r=△cmcos0,0 纹，说明两相邻亮条纹的距离变小了，根据公式△x= 为条纹与分划板间的夹角，故△x实<△x别。 白入，1为屏到双缝的距离，d为双缝之间的距离，A为 1.答案：15(2)咒 波长，可适当减小屏到双缝的距离，或增大双缝之间的 解析：(1)由几何关系可知b=dotan60°-dotan r, 距离，或换用波长更短的单色光，或换用频率更高的单 解得r=30°， 色光，D正确。 根据光的折射定律可得n=sin1-sin60 11.答案：(1)D(2)11.8701.910(3)477.5 8 sin sin30=3。 解析：(1)在光源和遮光筒中间依次放置的光学元件是 (2)5条亮条纹之间的距高为a,则相邻两条亮条纹间 滤光片、单缝、双缝，A错误：为了减小测量误差，可测 量n条亮条纹问的距离a,故相邻两条亮条纹问的距 根据△r 子可知X= L AL 离为△一n吕B错误：根据公式△虹=久可知，若发 14.答案：(1)暗条纹(2)0.3mm 现干涉条纹太密，难以测量，可以更换双缝间距更小的 解析：(1)已知该单色光在介质中的波长和波速，可得 双缝片或者改用波长较长的单色光做入射光，C错误， 单色光的频率∫只-4父107H2=5×10“H2, D正确。 (2)由图c可知，其示数为 则单色光在空气中的泼长为=子=6×10-7m, 11.5mm+37.0×0.01mm=11.870mm, 令PS2-PS1=k入0，代入数据得k=3.5,则P点出现 相邻两亮条纹的间距为 暗条纹。 4x=2-1=11.870-2.320 mm=1.910 mm 5 (2)相邻两亮条纹的中心间距△z= d ,2×10× (3)根据公式△x= 可知， 6×10-7m=3×10-4m=0.3mm。 第10单元光的衍射偏振激光 波长=4r·d 1.A解析：A是光的薄膜干涉形成的：B、C、D是光的衍 代入数据，解得入=477.5mm。 射形成的。 12.答案：(1)EDB 2.AD解析：当障碍物的尺寸与光的波长相当或小于光 (2)放置单缝、双缝时，心须使缝平行单缝、双缝间的 的波长时，会发生明显的行射，该装置的原理是应用光 距离要适当 的衍射。如果屏上条纹变宽，则说明衍射现象更加明 (3)AD(4)大于 显，可知纤维细丝变细。故B、C错误，A、D正确。 43 3.AB解析：用激光来控制核聚变，是因为它的方向性 8.C解析：太阳光是自然光，在垂直于光的传播方向的 好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个 平面内，光的振动沿任意方向，且各个方向上的光振动 小区城内产生极高的温度，故A正确：由于激光是相干 强度相同，所以旋转偏振片只能改变透过偏振片的光振 光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故 动的方向，不能改变光的强度，故光屏上亮度基本不变。 B正确：用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性 C正确，A、B、D错误。 好、能量高，故C错误：能利用激光测量地面到月球表 9.C解析：由介质对左旋圆偏振光的折射率和对右旋圆 面的距离，是因为激光平行度好，故D错误。 偏振光的折射率的表达式可知，川L<R,则右旋圆偏振 C解析：在淡的干涉中，千涉条纹的同距△r一台，又 光偏折比左旋圆偏振光明显，根据口=行知，在这种介 入 d=KA,可得=K△z△，故C选项正确。 质中左旋圆偏振光的传播速度大于右旋圆偏振光的传 播速度，故A、B错误：k越大，介质对两种光的折射率相 5.D解析：若前窗的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方 差越大，两种光分离越明显，故C正确；根据题中所给数 向水平，从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将 据以及数学知识可知，介质对左旋圆偏振光和右旋圆偏 不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以A错 报光的折射率与固有折射率阳不成正比，故D错误。 误：若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均整直，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 10,BD解析：由光路可造可知，m一由葛知此光在 透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向 玻璃砖中发生全反射的临界角等于r,则有snr= 左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本 因i=30°，解得n=√2，r=45°，故A错误，B正确：光在 车窗内，却可以透射进对面车内，C错误，故D正确。 .D解析：太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固 玻璃砖中的传播速度为0=二一C,C错误：单缝宽 2 定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一 度增大，衍射条纹宽度将变小，由题图乙知该单色光通 周，当偏振片P与偏振片Q垂直时，没有光到达光屏 过单缝b后的衍射条纹较窄，所以单缝b的宽度较大， N,则光屏N上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮，所以 D正确。 光屏N上光的亮度会时亮时暗，故D正确。 11.答案：(1)l1和l3 (2)偏大 7.B解析：dr甲>△r2,则由△r=治A知入g>2,截甲 对应的单色光频率小，由于光在各种介质中频率不变， 解析：D根据几何知识得，入射角的正弦值血一铝 故A错误：甲对应的单色光在水中的折射率较小，由 -0新射角的正装值mr畏-急，又B0=0C, =￡可知，甲对应的单色光在水中的传播速率大于乙 对应的单色光在水中的传播速率，B正确：甲对应的单 测折射率日一品公、我箱要测量的量有人和6， (2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为 色光在水中的折射率较小，由n=sm8知，入射角相等 sin 02 圆心顺时针转过一小角度，折射光线将烦时针转动，面 时，折射率小的，折射角大，故C错误；由sinC=】可 作图时仍以MN为边界，AD为法线，即入射角不变， 知，在同一种介质中，甲对应的单色光的全反射临界角 折射角减小，由折射定律n=sm可知，测得玻璃砖的 sin r 大，乙对应的单色光的全反射临界角小，D错误。 折射率将偏大。 44 12.答案：(1)A(2)C(3)9.762(9.761、9.763都算对) 14.答案：0)-5(2)专cm号×100s (4)438 解析：(1)透光圆面的半径r=dtan C, 解析：(1)为了获取单色的线光源，光源后面应依次放 下表面透光的面积S=π2， 置滤光片、单缝。单色线光源经过双缝产生干涉现象， 1 因此，M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双 sin C=- n 缝，A正确，B,C、D错误。(2)若想减少从目镜中观察 得n=一5。 到的条纹个数，需增加相邻亮条纹（暗条纹）间的距离， (2)光线在下表面的入射角α=30°， 由双缝干涉条纹间距公式△x=子可知，对于某单色 设新射角为：有一n=品昌 光，波长入一定，减小双缝间距d或增大双能到屏的距 可得3=60°， 离1都可增加相邻亮条纹（暗条纹）间的距离，C正确， dtan30°=htan月， A、B,D错误。(3)题图丙示数为9.5mm十0.01× 26.2mm=9.762mm。(4)相邻亮条纹的间距△x= 4m x=9.762-1.002 4 mm=2.19mm,根据X=号4，代 单色光在材料中的传播速度=二元 入数据解得1=438nm 在材料中的光程51=8 cm, 13.答案：(1)3(2)36xm2 解析：(1)由A点发出的光线的光路图如图所示 在空气中的光程2cm 空气 这束光线从P点到光屏所用的时间1=生+ 液体 可得1-号×10” 第13题答图 热点强化卷3光路控制光的色散 由于其折射光线与反射光线垂直，入射角i=30°，则折 L.ABD解析：由题图知，从玻璃砖射出时，入射角相同， 射角Y=60°，由折射定律得 光的折射角大于b光的折射角，玻璃砖对a光的折射率 n=sin y sin 大于对b光的折射率，a光在玻璃中的传播速度比b光 的小，a光的频率比b光的大，在真空中，a光的波长较 代入数据解得n=√5。 短，a光形成的干涉条纹间距较小，选项A、B正确，C、E (2)圆盘发出的光，只有入射角不超过临界角的部分能 错误：a光的全反射临界角较小，当入射角0增大时， 通过分界面射入空气，设光从液面射出的临界角为C, a光先发生全反射，折射光线先消失，选项D正确。 则sinC=1=3 n3” 2.A解析：由题图可知，射到M点的光线进入玻璃球时 由于发光园盘发出的光射出液面的区城为圆，设其半 的折射角小于射到N点的光线进入玻璃球时的折射 R2 角，所以玻璃对射到M点的光的折射率大于玻璃对射 径为R,则tanC=h二， 到N点的光的折射率，故M点的颜色为紫色，N点的 解得R=6m, 颜色为红色：同理可得P点的颜色为红色，Q点的颜色 则S=πR2=36rm2。 为紫色，所以A正确。 45