第四章 第5节 光的衍射&第6节 光的偏振 激光-【创新教程】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册五维课堂课时作业（人教版2019）

　　　　第５节　光的衍射 　　　　第６节　光的偏振　激光 [A组　基础巩固练] １．如图所示的四个图样中哪个是著名的 泊松亮斑 (　　) ２．(多选)抽制细丝时可用激光监控其粗 细,激光束越过细丝时产生条纹的规律 和激光束通过遮光板的同样宽度的窄 缝时产生条纹的规律相同,则下列说法 正确的是 (　　) A．这是利用光的干涉现象 B．这是利用光的衍射现象 C．如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变 粗了 D．如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变 细了 ３．(多选)下列说法正确的是 (　　) A．增加光栅的狭缝的个数,亮条纹变窄 B．增加光栅的狭缝的个数,亮条纹变宽 C．增加光栅的狭缝的个数,条纹亮度 变暗 D．增加光栅的狭缝的个数,条纹亮度 变亮 ４．某同学使用激光器作光源,在不透光的 挡板上开一条缝宽为０􀆰０５mm的窄缝, 进行光的衍射实验,如图所示,则他在 光屏上看到的条纹是 (　　) 　　A 　　B　　　 C　　　　D ５．如图所示,让太阳光(自然光)通过 M 上的小孔S后照射到 M 右方的偏振片 P上,P的右侧再放一光屏 Q,现使P绕 着平行于光传播方向的轴匀速转动一 周,则关于光屏 Q 上的亮度变化情况, 下列判断中正确的是 (　　) A．只有当偏振片转到某一适当位置时 光屏被照亮,其他位置时光屏上无 亮光 B．光屏上亮度基本不变 C．光屏上亮、暗交替变化出现 D．光屏上只有一条亮线随偏振片的转 动而转动 ６．夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来 的汽车的司机照射得睁不开眼睛,影响 行车安全,若将汽车前灯玻璃和汽车前 窗玻璃都改用偏振玻璃,使双方司机都 看不见对方耀眼的灯光,但能看清自己 车灯发出的光所照亮的物体,则所有的 汽车前窗玻璃、前灯玻璃的透振方向应 该是 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２５􀅰 选择性必修第一册 A．前窗玻璃的透振方向是竖直的,前灯 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,前灯 玻璃的透振方向也是竖直的 C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上 ４５°,前灯玻璃的透振方向是斜向左 上４５° D．前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的 透振方向都是斜向右上４５° ７．如图所示,让自然光照 射到P、Q两偏振片上, 当P、Q两偏振片的透振方向夹角为以 下哪些度数时,透射光的强度最弱? (　　) A．０°　　　　　　　　B．３０° C．６０° D．９０° ８．纳米科技是跨世纪新科技,使激光束的 宽度在纳米级范围内,可恢复人体已损 坏的器官,对 DNA 分子进行超微型基 因修复,把至今尚令人类无奈的癌症彻 底根除,这主要是利用激光的 (　　) A．单色性 B．方向性 C．高能量 D．偏振性 ９．(多选)激光被誉为“神奇的光”,关于激 光的应用,下列说法中正确的是 (　　) A．激光用来控制核聚变,是因为它的方 向性好,光源的能量能集中在很小一 点上,可以在空间某个小区域内产生 极高的温度 B．由于激光是相干光,所以它能像无线 电波那样被调制,用来传递信息 C．用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为 激光在大气中传播不受大气的影响 D．能利用激光测量地面到月球表面的 距离,是因为激光通过地球大气不会 发生折射 [B组　素养提升练] １０．(多选)用激光做单缝衍射实验和双缝 干涉实验,比普通光源效果更好,图样 更清晰．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 (如 图 所 示)．下列说法正确的是 (　　) A．当做单缝实验时,光强分布图如乙 所示 B．当做单缝实验时,光强分布图如丙 所示 C．当做双缝实验时,光强分布图如乙 所示 D．当做双缝实验时,光强分布图如丙 所示 １１．(多选)如图所示,一 玻璃 柱 体 的 横 截 面 为半圆形,让太阳光 或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从 空气射向柱体的O 点(半圆的圆心), 产生反射光束１和折射光束２．现保持 入射光不变,将玻璃柱体绕通过O 点 垂直于纸面的轴线转动,使反射光束 １和折射光束２恰好垂直,在入射光线 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３５􀅰 第四章　光 的方向上加偏振片 P,偏振片与入射 光线垂直,其透振方向在纸面内,这时 看到的现象是 (　　) A．反射光束１消失 B．透射光束２消失 C．反射光束１和透射光束２都消失 D．偏 振 片 P 以 入 射 光 线 为 轴 旋 转 ９０°,透射光束２消失 １２．某同学利用图甲所示的装置研究光的 干涉和衍射,光电传感器可用来测量 光屏上光强的分布,某次实验时,在电 脑屏幕上得到图乙所示的光强分布, 这位同学在缝屏上安装的是　　　　 (选填“单缝”或“双缝”),当做干涉现 象研究时,若要使干涉条纹的间距变 大,可选用宽度较　　　　的双缝(选 填“宽”或“窄”),或使缝屏与光屏间的 距离 　 　 　 　 (选 填 “增 大”或 “减 小”)． 　　　 甲　　　　　　　乙 １３．如图所示,在杨氏双缝实验中,下述情 况能 否 看 到 干 涉 条 纹? 简 单 说 明 理由． (１)在单色自然光源 S 后加一偏振 片P． (２)在(１)的情况下,再加偏振片 P１、 P２,并 使 P１ 与 P２ 的 透 振 方 向 相 互 垂直． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４５􀅰 选择性必修第一册 ５．A　[本题主要考查学生观察图像的能力,在双缝干涉实 验中,相邻两条明(或暗)条纹之间的距离 Δx 与哪些因 素有关等知识．] ６．AB　[O 点到双缝的路程差为０,该点为亮条纹,当用红 光或蓝光照射时,在O 点也产生红光的亮条纹或蓝光的 亮条纹,A正确,C错误;根据双缝干涉条纹间距公式 Δx ＝ldλ 和红光的波长大于绿光的波长可知,红光的条纹 间距大于绿光的条纹间距,所以红光的第一条亮条纹在 P 点的上方,B正确;同理可知,蓝光的第一条亮条纹在 P 点的下方,D错误．] ７．D　[由题中条件可知,r２－r１＝ ５ ２λ ,又因为λ＝cf ,联立 可得r２－r１＝ ５c ２f ,选项 D正确．] ８．AC　[根据薄膜干涉的产生原理,上述现象是由空气膜 前后表面反射的两列光叠加而成的,当波峰与波峰、波 谷与波谷相遇叠加时,振动加强,形成亮条纹,所以选项 A正确,选项B错误;因相干光是反射光,故观察薄膜干 涉时,应在入射光的同一侧,故选项 D错误;根据条纹的 位置与空气 膜 的 厚 度 是 对 应 的,当 上 玻 璃 板 平 行 上 移 时,同一厚度的空气膜向劈尖移动,所以条纹向着劈尖 移动,故选项 C正确．] ９．C １０．BD　[由双缝干涉条纹间距与波长成正比可判断a光 的波长较长,再由c＝λf 可知a光的频率低．对同一介 质来说折射 率 小,光 在 其 间 传 播 的 速 度 大,所 以 B、D 正确．] １１．B　[从单缝S射出的光波被S１、S２ 两缝分成两束相干 光,由题意知屏中央P 点到S１、S２ 的距离相等,即分别 由S１、S２ 射出的光到P 点的路程差为零,因此P 是亮 条纹中心,因而,无论入射光是什么颜色的光,波长多 大,P 点都是亮条纹．而分别由S１、S２ 射 出 的 光 到 P１ 点的路程差刚好是橙光的一个波长,即|P１S１－P１S２| ＝６００nm＝λ橙 ,则两列光波到达P１ 点振动情况完全一 致,振 动 得 到 加 强,因 此,出 现 亮 条 纹．当 换 用 波 长 为 ４００nm 的紫光时,|P１S１－P１S２|＝６００nm＝ ３ ２λ紫 ,则 两列光波到达 P１ 点时振动情况完全相反,即 分 别 由 S１、S２ 射出的光到达P１ 点时相互削弱,因此,在P１ 点 出现暗条纹．综上所述,选项B正确．] １２．A　[在干涉现象中,所谓“振动加强的点”是指两列波在 该点引起的振动方向总是相同的,该点的振幅是两列波的 振幅之和,而不要理解为该点始终处于波峰或波谷,在某 些时刻它也可以位于平衡位置(如题图中C点);所谓“振 动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反 的,该点的振幅是两列波的振幅之差,如果两列波的振幅 相同,则该点始终在平衡位置,对光波而言,该点是完全暗 的．本题中,A、B、C三点总是振动加强的点,屏上对应出现 的都是亮条纹．另外,要特别注意波谷与波谷相遇的点(题 图中B点)振动也是加强的．] １３．解析:(１)由c＝λf,得λ＝cf ＝ ３．０×１０８ ７．５×１０１４ m＝４×１０－７ m 路程差s＝１􀆰８×１０－６ m,则sλ ＝ １．８×１０－６ ４×１０－７ ＝９２ 若S１、S２ 振动步调完全一致,则在A 点出现暗条纹． (２)若S１、S２ 两光源振动步调完全相反,路程差是半波 长的奇数倍,则在 A 点 刚 好 两 列 波 相 互 加 强,出 现 亮 条纹． 答案:(１)暗条纹　(２)亮条纹 第５节　第６节 １．B　[泊松亮斑为光绕过不透光的圆盘而在圆盘阴影中心形 成的一个亮斑,其图样周围还有明暗相间的圆环,故选项B 正确．题图 A小孔较大,没发生明显的衍射现象．题图 D小 孔较小,发生了小孔衍射．题图C为干涉条纹．] ２．BD　[由于是激光束越过细丝,也就是通过障碍物,所以 这是利用光的衍射现象,A错误,B正确;当细丝较细时, 细丝的直径比较接近激光的波长,衍射现象会较明显, 条纹宽度会更宽一些,C错误,D正确．] ３．AD　[根据光栅特点可知选项 A、D正确．] ４．B　[根据衍射条纹的特点进行判断,光的衍射条纹与狭 缝平行,且中间宽、两边窄,不等间距,故B项正确,A、C、 D项错误．] ５．B　[太阳光是自然光,在垂直于 光 的 传 播 方 向 的 平 面 内,光的振动沿任意方向,且各个方向上的光振动强度 相同,所以旋转偏振片只能改变光振动的方向,不能改 变光的强度．] ６．D　[如果每辆汽车的前灯玻璃和司机座位前面的玻璃 都改为偏振玻璃,并使它们的透振方向都跟水平方向成 ４５°,就可以解决这个问题．这时,从对面车灯射来的偏振 光,由于振 动 方 向 跟 司 机 座 位 前 玻 璃 上 的 透 振 方 向 垂 直,所以不会射进司机眼里;而从自己车灯射出去的偏 振光,由于振动方向跟自己窗玻璃上的透振方向相同, 所以司机仍能看清自己车灯照亮的路面和物体．] ７．D　[两偏振片透振方向相同时透过的偏振光最强,两偏 振片透振方向垂直时几乎没有偏振光透过．] ８．C　[激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来,所以在 医学上作“光刀”切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术．] ９．AB　[激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源 的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内 产生极高的温度,故 A正确;由于激光是相干光,所以它 能像无线电波那样被调制,用来传递信息,故 B正确;用 激光拦截导 弹,摧 毁 卫 星,是 因 为 激 光 方 向 性 好、能 量 高,故 C错误;能利用激光测量地面到月球表面的距离, 是因为激光平行度好、方向性好,故 D错误,故选 A、B．] １０．AD　[当做单缝实验时,中央是亮条纹,往两侧条纹亮 度逐渐降低,且亮条纹的宽度不等,所以其光强分布图 如题乙图所示,A 项正确,B项错误;当做双缝实验时, 在屏上呈现的是宽度相等的亮条纹,所以其光强分布 图如题丙图所示,C项错误,D项正确．] １１．AD　[反射光与折射光都是偏振光,当使反射光束１和 折射光束２恰好垂直时,光束１的光振动方向垂直于纸 面,而光束２的光振动方向平行于纸面．当入射光线的 方向上加偏振片P后,偏振片与入射光线垂直,其透振 方向在纸面内,此时反射光束１应消失,A正确,B、C错 误;当偏振片P以入射光线为轴旋转９０°角时,其透振 方向垂直于纸面,则透射光束２消失,D正确．] １２．解析:由题图乙可知,条纹中间较亮、两边较暗,是衍射 条纹,所以在缝屏上安装的是单缝;根据 Δx＝ldλ 知, 要使干涉条纹间距变大,可使双缝的宽度减小,即选择 宽度较窄的双缝,或使双缝与光屏间的距离增大． 答案:单缝　窄　增大 １３．(１)能．到达S１、S２ 的光是从同一偏振光分解出来的, 它们满足相干条件,能看到干涉条纹,且由于偏振片很 薄,对路程差的影响可忽略,干涉条纹的位置与间距和 没有P时基本一致,只是强度由于偏振片的吸收作用 而减小． (２)不能．由于从P１、P２ 射出的光的振动方向相互垂直,不 满足干涉条件,故光屏E被均匀照亮,但无干涉现象． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０７􀅰 选择性必修第一册