课时作业(二十五) 光的衍射 光的偏振 激光(Word练习)-【金榜题名】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册高中同步学案（人教版）

课时作业(二十五)　光的衍射　光的偏振　激光 [基础达标练] 1．(多选)对光的衍射现象的定性分析，下列描述中正确的是(　　) A．只有障碍物尺寸小时，光才会发生衍射现象 B．衍射现象是光波互相叠加的结果 C．光的衍射否定了光的直线传播的结论 D．光的衍射为光的波动说提供了有力的证据 解析：选BD　A．只有障碍物的尺寸与光的波长差不多或小于波长时，才会发生衍射现象，A错误；B．衍射现象是光波互相叠加的结果，B正确；C．虽然光的衍射，能绕过障碍物继续传播，说明已偏离直线传播方向，但没有否定光的直线传播结论，C错误；D．衍射是波特有的现象，光2能绕过障碍物继续传播，没有否定光的直线传播结论，反而为光的波动说提供了有利的证据，D正确．故选BD． 2．(多选)光的偏振现象说明光是横波，下列现象中能反映光的偏振特性的是(　　 ) A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化 B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光线是偏振光 C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振片，可以使景象更清晰 D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹 解析：选ABC　自然光通过第一个偏振片后形成单一振动方向的偏振光，再通过第二个偏振片时，若偏振片的透振方向与此偏振光的振动方向垂直，则无光透过第二个偏振片，若二者平行则透射光最强，故选项A反映了光的偏振特性；一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线垂直时，反射光线和折射光线都是偏振光且偏振方向垂直，选项B反映了光的偏振特性；拍摄水中景物或玻璃橱窗中景物时，由于水或玻璃表面反射光较强，使所拍摄景物不清晰，在照相机镜头前装上偏振片，使其透振方向与反射光的偏振方向垂直，则有效防止反射光进入照相机，从而使所拍景象更清晰，选项C反映了光的偏振特性；选项D中通过手指间的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象． 3．某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图甲、乙所示的图样，则下列说法错误的是(　　 ) A．甲图属于圆孔衍射 B．乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，后来泊松发现圆板中心的确有这个亮斑 C．不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的 D．发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里 解析：选B　根据衍射条纹的特点可知甲图属于圆孔衍射，故A正确；乙图的亮斑是“泊松亮斑”，最早由泊松先推算出这个亮斑，但泊松认为这是非常荒谬的，后来菲涅耳与阿拉果发现圆板中心有这个亮斑，故B错误；不管是圆孔衍射还是圆盘衍射，影像的边缘轮廓都是模糊不清的，故C正确；发生圆孔衍射时，圆形光环的图样半径远大于圆孔的半径，即光绕到障碍物的影子里，故D正确． 4．如果激光直接照射人的眼睛，聚于感光细胞时引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤，会造成眼睛的永久失明，激光对人眼的危害如此之大的原因是(　　) A．单色性好　　　　　 B．高能量 C．相干性好 D．平行度好 解析：选B　激光对人眼的危害如此之大的原因是由于能量高．故选B． 5．在观察光的单缝衍射现象时，当狭缝宽度从0．1 mm逐渐增加到0．5 mm的过程中，通过狭缝观察线状光源的情况是(　　) A．不再发生衍射现象 B．衍射现象越来越明显 C．衍射条纹亮度逐渐变暗 D．衍射条纹的间距逐渐变大 解析：选C　AB．当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近甚至比波长更小时即能发生明显的衍射；狭缝宽度从0．1 mm逐渐增加到0．5 mm的过程中，衍射现象会逐渐不明显，最后看不到明显的衍射现象了，但衍射现象还存在，故AB错误；C．狭缝的宽度逐渐变大时，衍射现象越来越不明显，衍射条纹亮度逐渐变暗，故C正确；D．当发生衍射时，随着狭缝的宽度逐渐变大，衍射条纹的间距逐渐变小，D错误．故选C． 6．如图所示，a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样．分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　) A．a、b是光的干涉图样 B．c、d是光的干涉图样 C．形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长短 D．形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长短 解析：选A　AB．干涉图样的条纹间距相等，衍射图样的中央条纹最宽，所以a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A正确，B错误；C．a图样条纹间距比b图样条纹间距大，根据Δx＝可知形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，故C错误；D．c图样的中央条纹比d图样的中央条纹宽，即前者衍射现象更明显，所以形成c图样的光的波长比形成d图样光的波长长，故D错误．故选A． 7．(多选)如图所示，一束复色光经三棱镜后分成a、b两束单色光，用这两种单色光作为光源，分别在相同的装置上进行双缝干涉实验以及单缝衍射实验，则(　　 ) A．a光产生的干涉条纹间距更大 B．b光产生的干涉条纹间距更大 C．a光产生的单缝衍射条纹中央亮纹更宽 D．b光产生的单缝衍射条纹中央亮纹更宽 解析：选AC　由图可知，b光折射率大，则b光频率大，根据c＝λv可知b光波长小，a光波长大．根据Δx＝可知a光产生的干涉条纹间距更大，A正确、B错误；波长越大，单缝衍射条纹中央亮纹更宽，可知C正确、D错误．故选AC． 8．下列说法正确的是(　　) A．检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：Q为凹处，P为凸处 B．图2为光照射不透明小圆孔得到的衍射图样 C．图3海市蜃楼和沙漠蜃景都是光的全反射现象，其中沙漠蜃景产生的原因是由于沙漠上层空气的折射率比下层空气折射率大 D．图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的 解析：选C　A．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相等，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，故A错误，不符合题意；B．图为光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现一亮点，故B错误，不符合题意；C．海市蜃楼和沙漠蜃景都是光的全反射现象，而沙漠蜃景产生的原因是由于沙漠上上层空气的折射率比下层空气折射率大，光发生全反射造成的，故C正确，符合题意；D．立体电影是光的偏振，与镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，故D错误，不符合题意．故选C． 9．(多选)如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是(　　 ) A．此时A、B的透振方向平行 B．只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°，屏上透射光的强度才最弱，几乎为零 C．将A或B绕OO′轴旋转90°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零 D．将A沿顺时针旋转180°，屏上透射光的强度最弱，几乎为零 解析：选AC　当A、B两偏振片的透振方向平行时，光屏上光的强度最强；当二者透振方向垂直时，光屏上光的强度最弱，几乎为零，由此可知A、C选项正确． [能力提升练] 10．研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图样．下列说法正确的是(　　) A．挡板上有两条平行的狭缝 B．减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄 C．增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄 D．将红色激光换成蓝色激光，中央亮条纹将变窄 解析：选D　A．由图乙条纹特点可知是衍射条纹，即挡板上有一条狭缝，故A错误；BCD．因为单缝衍射形成的条纹间距与单缝宽度、缝到屏的距离以及光的波长有关，与激光器和狭缝间的距离无关，即减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹宽度将不变；增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变宽；将红色激光换成蓝色激光，波长变短，则中央亮条纹将变窄．故BC错误，D正确．故选D． 11．小明同学分别用红光和绿光借助光传感器(不改变单缝与双缝)做“双缝干涉实验”和“单缝衍射实验”，得到四幅图．其中是用红光做的单缝衍射的图像是(　　) A． B． C． D． 解析：选A　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．故选A． 12．如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，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，从而使偏振光的振动方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏振器和检偏振器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是(　　 ) A．到达检偏振器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 B．到达检偏振器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大 C．到达检偏振器的光的振动方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 D．到达检偏振器的光的振动方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小 解析：选B　根据题意知，温度变化越大，光通过光纤时振动方向变化越大，起偏振器和检偏振器的透振方向是相同的，光从光纤中通过时振动方向变化越大，透过检偏振器的光强度就会越小，所以光接收器接收的光强度也就会越小，因此选项B正确． 13．我国已进入5G新时代，所谓5G是指第五代通倌技术，采用3300－5000 HZ频段的无线电波．现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880－2635 MHZ．5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑．根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是(　　) A．4G和5G信号都不能发生偏振现象 B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象 C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象 D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小 解析：选C　A．由于4G和5G信号都属于电磁波，均为横波，因此都能发生偏振现象，选项A错误；B．4G信号和5G信号的频率不同，则它们相遇不能产生稳定的干涉现象，选项B错误；C．4G信号的频率更低，波长更长，故相比5G信号更容易发生衍射现象，选项C正确；D．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，即传播速度相同，选项D错误．故选C． 14．2004年，中国科学院上海光学精密机械研究所在一个不到10 m2的光学平台上，在35fs(fs是一种时间单位，读作飞秒．1fs＝10－15 s)的超短瞬间内获得了15×1012W的超强超短激光束．这一瞬时功率相当于全世界所有电网功率总量的数倍．据了解，自然界中类似的极端物理条件，只有在核爆中心、恒星内部以及黑洞边缘才能找到．在实验室中用人工手段获得这种条件，意味着人类在激光研究领域将进入一个前所未有的超强超快的境界．通过以上叙述，试计算在这35fs中所释放的激光能量是多少？ 解析：这35fs中所释放的激光能量是E＝Pt＝15×1012×35×10－15 J＝0．525 J 答案：0．525 J 学科网（北京）股份有限公司 $$