?光的衍射 光的偏振 激光
知識點：光的衍射 光的偏振 激光
一、光的衍射
1．用單色平行光照射狹縫，當縫很窄時，光沒有沿直線傳播，它繞過了縫的邊緣，傳播到了相當寬的地方．這就是光的衍射現(xiàn)象．
2．各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射，致使影的輪廓模糊不清，出現(xiàn)明暗相間的條紋．
3．發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：在障礙物的尺寸可以跟光的波長相比，甚至比光的波長還小的時候，衍射現(xiàn)象十分明顯．
二、衍射光柵
1．構(gòu)成：由許多等寬的狹縫等距離地排列起來形成的光學元件．
2．增加狹縫的個數(shù)，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加．
3．種類：透射光柵和反射光柵．
三、偏振
1．偏振現(xiàn)象：不同的橫波，即使傳播方向相同，振動方向也可能不同，這種現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”，橫波的振動方向稱為“偏振方向”．
2．光的偏振
(1)偏振片
由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能順利通過偏振片，這個方向叫作“透振方向”．
(2)自然光和偏振光
①自然光：太陽、日光燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿各個方向振動的光波的強度都相同．這種光是“自然光”．
②偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個特定的方向振動，這種光叫作偏振光．
(3)光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波．

四、激光的特點及其應用
特點
應用
相干性強：激光具有頻率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特點，是人工產(chǎn)生的相干光，具有高度的相干性
光纖通信
平行度好：激光的平行度非常好，傳播很遠的距離后仍能保持一定的強度
激光測距，為槍械、火炮、導彈等武器提供目標指引
亮度高：它可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量
用激光束切割、焊接，醫(yī)學上可以用激光做“光刀”，激發(fā)核聚變等
技巧點撥
一、光的衍射
三種衍射圖樣的特點
1．單縫衍射
(1)單色光通過狹縫時，在屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋，中央條紋最寬最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗變窄；白光通過狹縫時，在屏上出現(xiàn)彩色條紋，中央為白色條紋．
(2)波長一定時，單縫窄的中央條紋寬，條紋間距大；單縫不變時，光波波長大的中央條紋寬，條紋間距大．
2.圓孔衍射：光通過小孔(孔很小)時，在光屏上出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)．如圖所示．

圖
(1)中央是大且亮的圓形亮斑，周圍分布著明暗相間的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越小．
(2)圓孔越小，中央亮斑的直徑越大，同時亮度越弱．
3．圓板衍射(泊松亮斑)
(1)若在單色光傳播途中放一個較小的圓形障礙物，會發(fā)現(xiàn)在影的中心有一個亮斑，這就是著名的泊松亮斑．衍射圖樣如圖所示．

圖
(2)中央是亮斑，圓板陰影的邊緣是模糊的，在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán)．
二、單縫衍射與雙縫干涉的比較
1．不同點
(1)產(chǎn)生條件
(2)圖樣
2．相同點
(1)都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時加強或減弱的結(jié)果．
(2)都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波．
三、光的偏振
1．透振方向：偏振片由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能順利通過偏振片，這個方向叫作“透振方向”．
2．光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波．
3．自然光與偏振光的比較

自然光
偏振光
不同點
光的來源
直接從光源發(fā)出的光
自然光通過偏振片后的光或由某種介質(zhì)反射或折射的光
光的振動方向
在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿所有方向，且沿各個方向振動的光波的強度都相同
在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動沿某個特定方向(與偏振片透振方向一致)
相同點
不管是自然光還是偏振光，傳播方向與振動方向一定垂直
四、激光
1．激光的產(chǎn)生
激光是原子受激輻射產(chǎn)生的光，發(fā)光的方向、頻率、偏振方向均相同，兩列相同激光相遇可以發(fā)生干涉．激光是人工產(chǎn)生的相干光．
2．激光的特點
(1)激光是人工產(chǎn)生的相干光，其單色性好、相干性好．用激光做衍射、干涉實驗，效果很好．
(2)激光的平行度好，從激光器發(fā)出的激光具有極好的平行性，幾乎是一束方向不變、發(fā)散角很小的平行光．傳播幾千米后，激光斑擴展范圍不過幾厘米，而探照燈的光束能擴展到幾十米范圍．
(3)亮度高．激光可以在很小的空間和很短的時間內(nèi)集中很大的能量．
例題精練
1．（2021?濰坊三模）將一矩形玻璃板MN水平固定，另一矩形玻璃板放在MN玻璃板上，一端放入兩張紙片，側(cè)視如圖所示。用單色平行光a從上方豎直射入，從上方可以觀察到明暗相間的條紋。換用單色平行光b從上方豎直射入，觀察到條紋間距變小，下列說法正確的是（　?。?br />
A．明暗條紋與MN平行
B．抽去一張紙片，條紋間距變小
C．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率
D．遇到相同障礙物時，a光比b光產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象更明顯
【分析】從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為空氣層厚度的2倍，當光程差Δx＝nλ時此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的空氣層的厚度差為，并依據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝，從而即可求解。
【解答】解：
A、依據(jù)薄膜干涉的原理，薄膜相等厚度與玻璃板另一邊平行，因此條紋方向與另一邊平行，與MN邊垂直，故A錯誤；
B、根據(jù)條紋的位置與空氣膜的厚度是對應的，當減小薄片的厚度時，同一厚度的空氣膜向紙片移動，故條紋向著紙片移動，導致條紋間距變大，故B錯誤；
C、將單色光a換為單色光b照射，條紋間距變小，依據(jù)干涉條紋間距公式Δx＝，可知b光波長變短，則頻率變大，故C錯誤；
D、a光波長大于b光波長，所以遇到相同障礙物時，a光比b光產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象更明顯，故D正確；
故選：D。
【點評】掌握了薄膜干涉的原理和相鄰條紋空氣層厚度差的關(guān)系即可順利解決此類題目，并掌握干涉條紋間距公式的內(nèi)容。
2．（2021?湖北模擬）下列說法不正確的是（　?。?br /> A．陽光下水面的油膜呈現(xiàn)出彩色是光的干涉現(xiàn)象
B．光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用光的全反射原理
C．陽光下茂密的樹林中，地面上出現(xiàn)的圓形亮斑是光的衍射產(chǎn)生的
D．測速雷達向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波同時測量反射波的頻率，根據(jù)反射波的頻率變化的多少就能得到車輛的速度
【分析】水面的油膜呈現(xiàn)出彩色是光的干涉現(xiàn)象；
知道全反射的常見應用；
根據(jù)小孔成像的原理分析；
多普勒效應是指波源或觀察者發(fā)生移動，而使兩者間的位置發(fā)生變化，使觀察者收到的頻率發(fā)生了變化，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。
【解答】解：A、陽光下水面的油膜呈現(xiàn)出彩色是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故A正確；
B、光導纖維傳輸信號及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是通過纖維多次反射傳送信號的，利用光的全反射現(xiàn)象，故B正確；
C、陽光下茂密的樹林中，地面上出現(xiàn)的圓形亮斑是小孔成像，是光的直線傳播產(chǎn)生的，故C錯誤；
D、測速雷達向行進中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時測量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度，其工作原理利用的多普勒效應，故D正確；
本題選擇不正確的，
故選：C。
【點評】考查光的衍射、干涉、以及全反射的應用等，屬于對基礎知識的考查，在平均的學習中多加積累即可做好這一類的題目。
隨堂練習
1．（2021春?寶雞期末）光學知識在科學技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是（　?。?br /> A．用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的反射
B．抽制高強度纖維細絲，可用激光監(jiān)控其粗細，是利用了光的偏振
C．利用光導纖維傳送圖象，是利用光的全反射現(xiàn)象
D．照相機的鏡頭表面鍍有一層膜，使照相效果更好，是利用了光的衍射
【分析】偏振光只可以是橫波；檢查工作平面的平整度利用了光的薄膜干涉；光導纖維是利用光的全反射；讓激光通過細絲，產(chǎn)生衍射條紋，條紋變寬，知金屬絲變細。從而即可一一求解。
【解答】解：A、用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度利用了光的薄膜干涉現(xiàn)象，故A錯誤；
B、激光束越過細絲時產(chǎn)生的衍射條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。觀察光束經(jīng)過細絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，，用激光控制其粗細是利用了光的干涉，故B錯誤；
C、光導纖維傳輸信號及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用光的全反射現(xiàn)象。故C正確；
D、照相機的鏡頭表面鍍有一層膜，是通過薄膜干涉相消的原理，減小反射，增加透射，故D錯誤。
故選：C。
【點評】本題考查光的干涉、全反射等知識點，理解光導纖維、內(nèi)窺鏡及增透膜的原理，并掌握常見的激光的應用，注意橫波與縱波的區(qū)別。
2．（2021?浙江模擬）下列說法中正確的是（　?。?br />
A．圖甲是由于海面下層空氣的折射率比上層空氣的折射率小形成的，其中A是蜃樓
B．圖乙中平行光a、b經(jīng)過三棱鏡后交于M點，則在棱鏡中a光的速度比b光的速度大
C．圖丙中僅將紅光換成綠光，則第一亮紋的位置P點將下移
D．圖丁中P是偏振片，Q是光屏，白熾燈照射P時，緩慢轉(zhuǎn)動P，光屏Q上亮度發(fā)生變化，說明光波是橫波
【分析】海市蜃樓是全反射現(xiàn)象，由全反射條件可進行分析；由圖可判斷光的折射率大小，由v＝判斷在棱鏡中速度的大??；根據(jù)條紋的間距公式Δx＝分析判斷；白熾燈光為非偏振光，轉(zhuǎn)動偏振片光屏上亮度不變。
【解答】解：A.海市蜃樓是因為海面上上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小，從而發(fā)生全反射而形成的，故A錯誤；
B.由圖可知a光的折射率較大，由v＝可得在棱鏡中a光的速度比b光的速度小，故B錯誤；
C、根據(jù)條紋的間距公式Δx＝知，綠光的波長比紅光短，所以綠光的條紋間距比紅光小，所以綠光的第一條亮條紋到O點的距離小于OP，所以P點會下移，故C正確；
D.白熾燈發(fā)出的光是非偏振光，通過偏振片時沿著偏振片透振方向的光會通過偏振片，緩慢轉(zhuǎn)動P，通過偏振片的光的偏振方向會改變，但光屏Q上亮度不會發(fā)生變化，若是縱波如此操作，亮度也不會發(fā)生變化，因此也不能證明光波是橫波，故D錯誤。
故選：C。
【點評】本題考查光學上的一些現(xiàn)象，干涉，偏振，折射等，明確每一種現(xiàn)象的成因及圖樣是解決本題的關(guān)鍵，每個現(xiàn)象的成因也是學生容易出現(xiàn)混亂的地方。
3．（2021春?遼寧月考）下列說法正確的是（　?。?br /> A．自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光，入射角變化時偏振的程度也有變化
B．向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的波速變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱“彩超”
C．晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性
D．照相機的鏡頭涂有一層增透膜，其厚度應為入射光在空氣中波長的
【分析】大多數(shù)反射光和折射光都是不同程度的偏振光，不同的入射角時，偏振的程度也有所不同；利用多普勒效應原理，測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度；多晶體具有各向同性；增透膜的厚度為入射光在增透膜中波長的。
【解答】解：A.我們平常所見到的大多數(shù)反射光和折射光都是不同程度的偏振光，不同的入射角時，偏振的程度也有所不同，故A正確；
B.測出反射波的頻率變化就能知道血流的速度，這種方法俗稱“彩超”，是利用多普勒效應原理，故B錯誤；
C.單晶體有各向異性的性質(zhì)，而多晶體具有各向同性，故C錯誤；
D.當增透膜的厚度為入射光在增透膜中波長的時，從增透膜前后表面的反射光相互抵消，從而減少了反射，增加了透射，故D錯誤。
故選：A。
【點評】本題主要考查物理上的一些現(xiàn)象，干涉，偏振，多普勒效應等，明確每一種現(xiàn)象的成因是解決本題的關(guān)鍵。
4．（2021春?雁塔區(qū)校級月考）下列說法正確的是（　?。?br /> A．光纖通信及全息照相技術(shù)都是利用了光的全反射原理
B．露珠呈現(xiàn)彩色是光的色散現(xiàn)象
C．紫外線在工業(yè)上可以檢查金屬零件內(nèi)部缺陷
D．攝影機鏡頭前加一個偏振片，這樣做是為了增加光的透射強度
【分析】利用光的全反射原理解釋；
露珠呈現(xiàn)彩色是光的色散現(xiàn)象；
紫外線具有殺菌消毒的作用，且有熒光作用，而γ射線具有很強的穿透能力；
理解增透膜與偏振片在攝影時的應用以及原理；
全息照相是利用了光的干涉原理。
【解答】解：A、光纖通信是利用了光的全反射原理，全息照相利用光的干涉現(xiàn)象，故A錯誤；
B、露珠呈現(xiàn)彩色是光的折射色散現(xiàn)象，故B正確；
C、γ射線具有很強的穿透能力，因此在工業(yè)上γ射線可以檢查金屬零件內(nèi)部缺陷，紫外線只有殺菌消毒作用，故C錯誤；
D、在照相機的鏡頭前涂有一層增透膜，是為了增加光的透射強度；拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片，將偏振的反射光過濾，以增加拍攝的清晰度，故D錯誤；
故選：B。
【點評】考查了光的折射、干涉及全反射等知識，掌握各種光現(xiàn)象的原理，理解干涉與全反射的條件，注意紫外線與γ射線的區(qū)別。
綜合練習
一．選擇題（共15小題）
1．（2021?和平區(qū)二模）如圖甲所示，當光通過狹縫時會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，圖乙為a、b兩束單色光分別通過同一單縫形成的衍射圖樣，通過對衍射圖樣的分析可知（　　）

A．在同種均勻介質(zhì)中，a光的傳播速度比b光的小
B．從同種介質(zhì)射入真空發(fā)生全反射時a光臨界角小
C．照射在同一金屬板上發(fā)生光電效應時，a光的飽和電流大
D．若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生a光的能級能量差小
【分析】根據(jù)衍射條紋的寬度判斷a、b光的波長長短及光的折射率大小，根據(jù)n＝判斷在同種介質(zhì)中傳播速度大?。桓鶕?jù)sinC＝可判斷光發(fā)生全反射的臨界角大??；發(fā)生光電效應時飽和光電流與入射光的強度有關(guān)；根據(jù)?＝hν可比較光子能量大小，進而判斷能級差大小。
【解答】解：A.根據(jù)光波發(fā)生明顯衍射的條件可知，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，衍射條紋越寬，知a光的波長大于b光的波長，故a光的頻率小于b光的頻率，則a光的折射率小于b光的折射率，根據(jù)n＝可知在同種介質(zhì)中傳播時a光的傳播速度較大，故A錯誤；
B.根據(jù)sinC＝可知，從同種介質(zhì)中射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角大，故B錯誤；
C.發(fā)生光電效應時飽和光電流與入射光的強度有關(guān)，與入射光的頻率無直接關(guān)系，故無法比較飽和光電流的大小，故C錯誤；
D.a光的頻率較小，根據(jù)?＝hν可知a光的光子能量小，若兩光均由氫原子能級躍遷產(chǎn)生，則產(chǎn)生a光的能級差小，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查了光的全反射、原子能級躍遷，衍射等問題，考查知識點全面，重點突出，充分考查了學生掌握知識與應用知識的能力。
2．（2021?順義區(qū)二模）通過游標卡尺的兩個測腳之間形成的狹縫觀察線狀白熾燈，可以看到（　　）
A．黑白相間的條紋，這是光的干涉現(xiàn)象
B．黑白相間的條紋，這是光的衍射現(xiàn)象
C．彩色的條紋，這是光的干涉現(xiàn)象
D．彩色的條紋，這是光的衍射現(xiàn)象
【分析】通過狹縫觀察以線狀白熾燈為光源，為光的衍射現(xiàn)象，看到的是彩色條紋，狹縫越寬，衍射條紋間距越小；波長越大，衍射條紋間距越越大。
【解答】解：通過游標卡尺的兩個測腳之間形成狹縫觀察以線狀白熾燈為光源，為光的衍射現(xiàn)象，看到的是彩色條紋，中間條紋最大，衍射條紋的間距隨狹縫變寬而變小，即狹縫越寬，衍射條紋間距越小。故ABC錯誤，D正確。
故選：D。
【點評】掌握了衍射現(xiàn)象的特點即可順利解決此題，記憶性知識點，需要同學們不遺余力的加強基礎知識的理解和記憶。
3．（2021?虹口區(qū)二模）一束平行單色光照射不透明的小圓板，在其陰影中央可以觀察到如圖所示的泊松亮斑。這是光的（　　）

A．干涉現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象
C．直線傳播現(xiàn)象 D．光電效應現(xiàn)象
【分析】光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：當孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長相比差不多或比波長更?。徊此闪涟?，是光繞過不透光的圓盤發(fā)生衍射形成的。
【解答】解：用平行的單色光垂直照射不透明的小圓板，在圓盤后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個亮斑，這就是泊松亮斑，是單色光繞過不透光的圓盤發(fā)生衍射形成的，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
【點評】考查衍射的定義及發(fā)生明顯衍射的條件。解決本題的關(guān)鍵知道光繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象。
4．（2020秋?撫順期末）下列有關(guān)光學現(xiàn)象的說法正確的是（　　）
A．光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，若入射角小于臨界角，則一定發(fā)生全反射
B．光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，其頻率不變，傳播速度變小
C．通過兩支鉛筆夾成的狹縫觀察日光燈管看到彩色條紋的現(xiàn)象屬于光的衍射現(xiàn)象
D．光在各種介質(zhì)中的速度相同
【分析】發(fā)生全反射的必要條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于或等于臨界角；光的頻率由光源自身決定，根據(jù)分析傳播速度，介質(zhì)不同，傳播速度也不同；白光通過狹縫發(fā)生的是衍射現(xiàn)象。
【解答】解：A、發(fā)生全發(fā)射的條件是，光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角，故A錯誤；
B、光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)，頻率不變，根據(jù)v＝ 可知，折射率減小，所以速度增大，故B錯誤；
C、白光通過狹縫發(fā)生了衍射現(xiàn)象，看到的彩色條紋是衍射條紋，故C正確；
D、介質(zhì)不同，光的傳播速度一般不同，故D錯誤。
故選：C。
【點評】解決該題的關(guān)鍵是明確全反射的條件，知道光速與折射率之間的關(guān)系式，知道光的衍射現(xiàn)象。
5．（2021?山東模擬）下列關(guān)于光的干涉、衍射說法正確的是（　?。?br /> A．只有相干光源發(fā)出的光才能疊加，非相干光源發(fā)出的光不能疊加
B．楊氏雙縫干涉實驗中不會出現(xiàn)光的衍射現(xiàn)象
C．衍射光柵的衍射圖樣中的亮紋寬度比單縫衍射的條紋要大
D．紅光比紫光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
【分析】根據(jù)頻率相同時，才能發(fā)生干涉現(xiàn)象，否則只會發(fā)生光的疊加現(xiàn)象，從而即可求解；楊氏雙縫干涉實驗中的單縫發(fā)生的是光的衍射現(xiàn)象；衍射光柵的衍射圖樣中的亮紋寬度比單縫衍射的條紋要窄；紅光的波長比紫光的波長長，更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。
【解答】解：A、根據(jù)光的干涉的條件可知，只有相干光源發(fā)出的光才能疊加時產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，但是不同的光相遇時，不論是否是相干光源，都一定會產(chǎn)生光的疊加現(xiàn)象，但不一定能形成穩(wěn)定的干涉圖樣，故A錯誤；
B、楊氏雙縫干涉實驗中的單縫發(fā)生的是光的衍射現(xiàn)象，故B錯誤；
C、單縫衍射的條紋比較寬，而且距離中央亮條紋較遠的條紋，亮度也很低，因此，無論從測量的精確度，還是從可分辨的程度上說，單縫衍射都不能達到實驗要求，實驗表明，如果增加狹縫的個數(shù)，衍射條紋的寬度將變窄，亮度將增加，衍射光柵就是據(jù)此制成的，所以衍射光柵的衍射圖樣中的亮紋寬度比單縫衍射的條紋要窄，故C錯誤；
D、紅光的波長比紫光的波長長，更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查光的衍射條件和干涉條件，掌握光的疊加與光的干涉條紋的區(qū)別，理解光的衍射與光的干涉的區(qū)別。
6．（2021春?順慶區(qū)校級期中）已知空氣中的聲速為340m/s．現(xiàn)有幾種聲波：①周期為s，②頻率為104 Hz，③波長為10m，它們傳播時若遇到寬約為13m的障礙物，能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象的是（　?。?br /> A．①和② B．②和③ C．①和③ D．都可以
【分析】衍射是指波遇到障礙物或小孔后通過散射繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象，一切波都會發(fā)生衍射現(xiàn)象．發(fā)生明顯衍射的條件是孔徑、障礙物尺寸小于波長或者與波長相差不大．根據(jù)波速公式求出兩列波的波長，即可比較．
【解答】解：由公式v＝，得周期為s的聲波的波長為：
λ1＝vT＝340×
發(fā)生明顯衍射的條件是孔徑、障礙物尺寸小于波長或者與波長相差不大，故①能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象；
由公式v＝λf得頻率為104Hz的聲波的波長為：

發(fā)生明顯衍射的條件是孔徑、障礙物尺寸小于波長或者與波長相差不大，故②不能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象；
波長為10m的聲波，障礙物寬度為13m與該聲波長相差不大，故③能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象；
因此能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象的是①和③，故C正確，A、B、D錯誤；
故選：C。
【點評】考查發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象的條件，衍射任何情況下都能發(fā)生，只有明顯與不明顯的區(qū)別，發(fā)生明顯衍射的條件是孔徑、障礙物尺寸小于波長或者與波長相差不大．
7．（2020?通州區(qū)校級模擬）下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是（　?。?br /> A．太陽光下的肥皂泡表面呈現(xiàn)出彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象
B．電視機遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號來變換頻道的
C．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太短
D．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將兩縫間距增大，則條紋間距一定變大
【分析】太陽光下的肥皂泡表面呈現(xiàn)出彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象；遙控器是利用發(fā)出紅外線脈沖信號；發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率；雙縫干涉條紋間距公；
【解答】解：A、太陽光下的肥皂泡表面呈現(xiàn)出彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象。故A錯誤。
B、遙控器是利用發(fā)出紅外線，波長較長，來變換頻道的，故B正確；
C、一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的頻率太小，波長太長，故C錯誤；
D、根據(jù)雙縫干涉條紋間距公，僅將雙縫間距增大，則條紋間距一定變小，故D錯誤；
故選：B。
【點評】本題考查了光的干涉現(xiàn)象、光電效應、紅外線的應用及雙縫干涉條紋間距，學生應熟練掌握，并會應用。
8．（2021?海淀區(qū)校級模擬）以下說法正確的是（　?。?br /> A．光從空氣進入水中后波長變大
B．康普頓效應表明光子具有動量
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．在真空中傳播的光是橫波，在空氣中傳播的光是縱波
【分析】光從空氣進入水中后頻率不變，波速減小，由v＝λf判斷波長變化；康普頓效應表明光子具有動量；偏振光經(jīng)過一個偏振片后不會還原為自然光；光是橫波。
【解答】解：A、光從空氣進入水中后頻率不變，波速減小，由v＝λf，知波長變小，故A錯誤；
B、康普頓效應表明光子具有動量，證明了光的粒子性，故B正確；
C、只有沿著偏振片透振方向振動的光才能通過偏振片，自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過一個偏振片后不會還原為自然光，故C錯誤；
D、在真空中傳播的光是橫波，在空氣中傳播的光是也是橫波，故D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查了光的相關(guān)問題，考查知識點針對性強，難度較小，考查了學生掌握知識與應用知識的能力。
9．（2021春?杭州期末）物理知識在生活中有廣泛的應用，下列關(guān)于光學知識應用，描述錯誤的是（　?。?br />
A．圖1醫(yī)用內(nèi)窺鏡運用了光的全反射原理
B．圖2液晶屏顯像利用了光的偏振現(xiàn)象
C．圖3照相機鏡頭表面增透膜運用了光的干涉原理
D．圖4全息照相運用了光的衍射原理
【分析】醫(yī)用內(nèi)窺鏡傳送光信號是利用了光的全反射原理；液晶屏顯像利用了光的偏振現(xiàn)象；相機鏡頭表面涂上增透膜利用了光的薄膜干涉原理；全息照相運用了激光的干涉原理。
【解答】解：A、醫(yī)用內(nèi)窺鏡傳送光信號是利用了光的全反射原理，故A正確；
B、液晶屏顯像利用了光的偏振現(xiàn)象，故B正確；
C、相機鏡頭表面涂上增透膜，以增強透射光的強度，是利用了光的薄膜干涉原理，故C正確；
D、全息照相運用了激光的干涉原理，故D錯誤；
本題選擇描述錯誤的選項，
故選：D。
【點評】本題考查了物理在生活中的應用問題，考查知識點針對性強，難度較小，考查了學生掌握知識與應用知識的能力。
10．（2021春?浦口區(qū)期中）下列四幅圖涉及到的物理知識，說法不正確的是（　?。?br />
A．圖甲中的立體電影是利用了光的偏振現(xiàn)象
B．圖乙中照相機鏡頭上涂有一層增透膜，增透膜利用了光的干涉原理
C．圖丙是LC振蕩電路的集成芯片，若要產(chǎn)生波長更短的電磁波，可減小電容器極板間的距離
D．圖丁是黑體輻射強度與波長的關(guān)系，溫度越高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動
【分析】立體電影是利用了光的偏振現(xiàn)象；增透膜利用了光的干涉原理；電磁波在真空中傳播速度等于光速，要產(chǎn)生波長更短的電磁波，根據(jù)c＝λf和f＝分析電容器極板間距離的變化情況；黑體輻射強度與波長的關(guān)系，溫度越高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。
【解答】解：A、立體電影利用的是光的偏振現(xiàn)象，故A正確；
B、照相機鏡頭上涂有一層增透膜，增透膜利用了光的干涉原理，故B正確；
C、若要產(chǎn)生波長更短的電磁波，由c＝λf知應增大電磁波的頻率，由f＝分析可知應減小電容器的電容，由C＝知應增大電容器極板間的距離，故C錯誤；
D、圖丁是黑體輻射強度與波長的關(guān)系，溫度越高，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，故D正確。
本題選不正確的，
故選：C。
【點評】解答本題時，要掌握光學的基礎知識。特別是要掌握電磁波的波速、波長和頻率的關(guān)系：c＝λf，掌握振蕩電路頻率公式f＝和電容的決定式C＝，能用來分析電容的變化與電磁波波長的關(guān)系。
11．（2021春?邗江區(qū)校級期中）如圖所示，下列說法不正確的是（　?。?br />
A．圖甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，當P固定不動，緩慢轉(zhuǎn)動Q時，光屏M上的光亮度將會變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波
B．圖乙是雙縫干涉示意圖，若只減小屏到雙縫間的距離L，兩相鄰亮條紋間距離將減小
C．根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場周圍一定能產(chǎn)生電磁波
D．利用紅外線進行遙感主要是因為紅外線的波長長，容易發(fā)生衍射
【分析】光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波；根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的間距△x＝λ，判斷相鄰亮條紋間距離△x的變化；非均勻變化的電場周圍才一定能產(chǎn)生電磁波；根據(jù)波長越長越容易發(fā)生衍射。
【解答】解：A、圖甲是光的偏振現(xiàn)象，只有橫波才能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，所以光的偏振現(xiàn)象表明光是一種橫波，故A正確；
B、根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的間距△x＝λ，可知只減小屏到擋板間距離L，兩相鄰亮條紋間距離△x將減小，故B正確；
C、根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，非均勻變化的電場周圍才一定能產(chǎn)生電磁波，故C錯誤；
D、紅外線進行遙感主要是因為紅外線的波長長，容易發(fā)生衍射，故D正確。
本題選擇錯誤的，
故選：C。
【點評】本題要知道橫波與縱波的區(qū)別及明顯衍射的條件，同時要掌握雙縫干涉相鄰兩亮條紋的間距△x與雙縫間距離d及光的波長λ的關(guān)系式△x＝λ。
12．（2021?天津模擬）以下情形涉及到不同的物理知識，則下列說法正確的是（　?。?br /> A．3D電影是利用了光的衍射現(xiàn)象
B．彩超儀器進行醫(yī)學檢測時利用了多普勒效應
C．肥皂泡上不同的顏色是光的折射造成的
D．鏡頭拍某些照片時為了增強反射光會在鏡頭前加偏振片
【分析】立體電影利用的是光的偏振；彩超儀器利用了超聲波的多普勒效應；肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的薄膜干涉現(xiàn)象；在照相機鏡頭前加一個偏振片能減弱反射光使像清晰。
【解答】解：A、立體電影利用的是光的偏振，故A錯誤；
B．醫(yī)院進行醫(yī)學檢測時用的彩超儀器，利用了超聲波的多普勒效應，故B正確；
C．肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，光在肥皂泡的內(nèi)外表面反射形成的頻率相同的光相互疊加，從而出現(xiàn)彩色條紋，故C錯誤；
D．利用光的偏振，在照相機鏡頭前加一個偏振片，能減弱反射光使像清晰，故D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查了光的偏振、干涉，多普勒效應等問題，考查知識點全面，重點突出，充分考查了學生掌握知識與應用知識的能力。
13．（2021?懷柔區(qū)模擬）下列說法中正確的是（　?。?br /> A．用光導纖維束傳送圖像信息，這其中應用到了光的全反射現(xiàn)象
B．通過兩支夾緊的筆桿間縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀察到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象
C．白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣光的干涉現(xiàn)象
D．白光照射水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的衍射現(xiàn)象
【分析】用光導纖維束傳送圖象信息是利用光的全反射；透過狹縫看到的彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象；白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是利用光的折射現(xiàn)象；而水面油膜呈現(xiàn)彩色圖樣是由于光的干涉而形成的。
【解答】解：A、用光導纖維束傳送圖象信息是利用光在纖維中不停地發(fā)生全反射而進行傳遞信息的，故A正確；
B、過兩支夾緊的筆桿間縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀察到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，故B錯誤；
C、白光通過三棱鏡形成彩色光帶，是光的色散現(xiàn)象，不屬于干涉現(xiàn)象，故C錯誤；
D、水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象，屬于薄膜干涉，這是光的干涉現(xiàn)象，故D錯誤。
故選：A。
【點評】本題考查了光的干涉、衍射、折射以及全反射的現(xiàn)象，要注意明確各物理現(xiàn)象所對應的物理規(guī)律，并會解釋相關(guān)現(xiàn)象。
14．（2021春?鼓樓區(qū)校級月考）如圖所示，讓太陽光通過偏振片P和Q，并以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)P或Q，下列說法正確的是（　?。?br /> A．太陽光是偏振光
B．P是起偏器，Q是檢偏器
C．僅旋轉(zhuǎn)P時光屏上的光強不發(fā)生變化
D．該實驗可以說明光是縱波
【分析】太陽發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同，這種光叫自然光；在通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，沿著某個特定的方向振動，這種光叫偏振光。當兩偏振片垂直時，經(jīng)過第一個偏振片的偏振光的振動方向會與另一偏振片的透振方向垂直，因此不能透過。
【解答】解：A、太陽發(fā)出的光為自然光，故A錯誤；
B、自然光經(jīng)過偏振片P后變?yōu)槠窆?，因此P為起偏器；旋轉(zhuǎn)Q，則偏振光經(jīng)過Q到達光屏的光的亮度會發(fā)生變化，則Q是檢偏器，故B正確；
C、由于自然光沿著各個方向振動的光波的強度都相同，因此經(jīng)過偏振片P后，使偏振片P由圖示位置旋轉(zhuǎn)90度的過程中，當偏振片P與偏振片Q垂直時，光屏沒有亮度，則光屏上光的亮度逐漸變暗，故C錯誤；
D、偏振是橫波特有的現(xiàn)象，該實驗說明光是橫波，故D錯誤。
故選：B。
【點評】本題考查了光的偏振，解題的關(guān)鍵掌握自然光和偏振光的概念，注意兩者的區(qū)別，另外要明確偏振片的作用。當兩偏振片垂直時，經(jīng)過第一個偏振片的偏振光的振動方向會與另一偏振片的透振方向垂直，因此不能透過。
15．（2020秋?昆山市校級期末）下列說法正確的有（　?。?br /> A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波
B．紫外線比紅外線更容易發(fā)生衍射
C．白光下鍍膜鏡片看起來有顏色，是因為光發(fā)生了衍射
D．可利用多普勒效應對行駛汽車進行測速
【分析】光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波；波長越長，波越容易發(fā)生衍射；鍍膜鏡片的原理是薄膜干涉；多普勒效應可以用來測速。
【解答】解：A、光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，故A錯誤；
B、當波長與障礙物的尺寸差不多或大于障礙物的尺寸，可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，對同一障礙物，波長越長越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，紅外線比紫外線的波長更長，則紅外線更容易出現(xiàn)明顯衍射，故B錯誤；
C、白光下鍍膜鏡片看起來有顏色，是因為鏡片的前后表面的反射光相遇后發(fā)生光的干涉現(xiàn)象，故C錯誤；
D、多普勒效應是指波源或觀察者發(fā)生移動，而使兩者間的位置發(fā)生變化，使觀察者收到的頻率發(fā)生了變化，據(jù)此可以利用多普勒效應對行駛汽車進行測速，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查了光的偏振、衍射和干涉、多普勒效應，解題的關(guān)鍵是明確多普勒效應是由于觀察者和波源間位置的變化而產(chǎn)生的；掌握基礎知識即可解題，平時要注意基礎知識的學習與積累。
二．多選題（共15小題）
16．（2021春?舟山期末）下列關(guān)于光現(xiàn)象的說法正確的是（　　）
A．光纖通信依據(jù)的原理是光的全反射，且包層的折射率比內(nèi)芯折射率大
B．紫光比紫外線更容易發(fā)生衍射
C．光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動性
D．用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象
【分析】全反射的條件要求光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯；根據(jù)c＝λf可知，光的頻率越高，波長越短，光的波動性越不明顯，粒子性越明顯，但仍具有波動性；用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象。
【解答】解：A、光纖通信依據(jù)的原理是光的全反射，因為全反射的條件要求光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，故要求包層的折射率比內(nèi)芯折射率小，故A錯誤；
B、波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，因紫光的波長比紫外線波長大，所以紫光比紫外線更容易發(fā)生衍射，故B正確；
C、根據(jù)c＝λf可知，光的頻率越高，波長越短，光的波動性越不明顯，粒子性越明顯，但仍具有波動性，故C正確；
D、用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的薄膜干涉現(xiàn)象，故D錯誤。
故選：BC。
【點評】本題考查光學上的一些現(xiàn)象，干涉，衍射，全反射等，明確每一種現(xiàn)象的成因及原理是解決本題的關(guān)鍵。
17．（2021?興慶區(qū)校級模擬）下列說法正確的是 （　?。?br /> A．當觀察者向靜止的聲源運動時，觀察者接收到的聲波的頻率高于聲源的頻率
B．通過小縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象
C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片可以增加透射光的強度
D．用紅光代替黃光在同一裝置上做雙縫干涉實驗形成的干涉條紋中相鄰兩亮（暗）條紋間距變大
E．兩個完全相同的日光燈發(fā)出的光相遇時，一定可以發(fā)生干涉
【分析】根據(jù)多普勒效應分析；了解光的全反射、干涉、衍射在實際生活的現(xiàn)象，鏡頭前加一個偏振片，減小反射偏振光進入，全息照片是利用激光的相干性較好等，知道光是橫波，從而即可求解。
【解答】解：A、根據(jù)多普勒效應可知，當觀察者向靜止的聲源運動時，接收到的聲波的頻率將高于聲源的頻率，故A正確；
B、通過小縫隙觀察日光燈，可看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，故B正確；
C、照相機鏡頭前加偏振片可以減小玻璃表面反射光的強度，從而使玻璃后的影像清晰，故C錯誤；
D、由雙縫干涉條紋寬度公式：可知，用波長較長的紅光代替黃光在同一裝置上做雙縫干涉實驗形成的干涉條紋中相鄰兩亮（暗）條紋間距變大，故D正確；
E、日光燈發(fā)出的光有多種不同的頻率，由干涉的條件可知，兩個完全相同的日光燈發(fā)出的光相遇時，不一定可以發(fā)生干涉，故E錯誤；
故選：ABD。
【點評】了該題考查光學 的多個知識點的內(nèi)容，其中干涉的條件以及在實際生活的現(xiàn)象的應用是解答的關(guān)鍵。
18．（2021?嵊州市模擬）根據(jù)圖象，下列敘述正確的是（　?。?br /> A．圖甲所示的遠距離輸電通常通過提高電壓以減少電能損耗
B．圖乙所示的行李安檢儀采用γ射線來透視安檢物品
C．圖丙所示的照相機鏡頭上呈現(xiàn)的淡綠色是由光的偏振引起的
D．圖丁所示的核反應堆可以通過調(diào)整插入鎘棒的深度來控制核反應速度
【分析】根據(jù)P＝UI可知，電功率一定時，電壓越高，線路中的電流就越小，由Q＝I2Rt可得，電阻和通電時間一定時，電流越小，電流通過導線產(chǎn)生的熱量越??；
李安檢儀采用X射線；
鏡頭上呈現(xiàn)的淡綠色是由光的干涉引起的
為了控制核反應速度，常在鈾棒之間插入鎘棒，從而即可求解。
【解答】解：A、在輸送電功率不變的情況下，電壓越高，線路中的電流越小，由焦耳定律可知，高壓輸電能減少線路上電能的損失，故A正確；
B、行李安檢儀采用X射線來透視安檢物品，故B錯誤；
C、照相機鏡頭上呈現(xiàn)的淡綠色是由光的干涉引起的，故C錯誤；
D、在核反應堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應速度，故D正確。
故選：AD。
【點評】考查光的干涉、與偏振的原理，及其發(fā)生條件，注意增透膜的原理，理解X射線與γ射線的不同，同時掌握高壓輸電的要求，及知道核反應的控制速度。
19．（2020春?修水縣期末）下列說法正確的是（　　）
A．除了光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光
B．相對論認為真空中的光速在不同的慣性參考系中是不相同的
C．光的衍射現(xiàn)象否定了光的直線傳播
D．肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象造成的
E．圓屏陰影中心的亮斑（泊松亮斑）是光的衍射現(xiàn)象造成的
【分析】光源發(fā)出的光是自然光，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光；根據(jù)光速不變原理可分析；光的直線傳播是光在衍射現(xiàn)象不明顯時的特殊情形；肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象；泊松亮斑是光通過不透明圓屏時的衍射現(xiàn)象造成的。
【解答】解：A、光源發(fā)出的光是自然光，除了光源直接發(fā)出的光以外，我們通?？吹降慕^大部分光都是偏振光，故A正確；
B、根據(jù)光速不變原理，真空中的光速在不同的慣性參考系中是相同的，故B錯誤；
C、光的直線傳播是光在衍射現(xiàn)象不明顯時的特殊情形，故光的衍射現(xiàn)象沒有否定了光的直線傳播，故C錯誤；
D、肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色條紋是來自肥皂膜兩個表面的反射光干涉造成的，故D正確；
E、泊松亮斑是光通過不透明圓屏時的衍射現(xiàn)象造成的，故E正確。
故選：ADE。
【點評】本題主要考查光學上的一些現(xiàn)象，干涉，衍射、偏振等，需要同學們熟記結(jié)論并靈活運用。
20．（2020秋?城關(guān)區(qū)校級月考）下列說法正確的是（　　）
A．紅色和藍色的激光在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同
B．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直
C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片是為了增強玻璃表面的反射光
D．紅光從真空射入水中可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，傳播速度一定減小
E．光的偏振現(xiàn)象說明光具有波動性
【分析】光在傳播過程中頻率不變，波速越大，波長越長；根據(jù)電磁波的特點分析；在鏡頭前加一個偏振片可以減弱櫥窗玻璃表面的反射光；根據(jù)發(fā)生全反射的條件分析；偏振是橫波特有的現(xiàn)象。
【解答】解：A、光速與介質(zhì)有關(guān)，紅色和藍色的激光的頻率不同，在同種介質(zhì)中的波長是不同的，而在不同介質(zhì)中傳播時波長可能相同，故A正確；
B、根據(jù)電磁波的特點可知，電磁波是橫波，在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度均垂直，故B正確；
C、反射光屬于偏振光，拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片能減弱櫥窗玻璃表面的反射光，提高拍攝的效果，故C錯誤；
D、根據(jù)發(fā)生全反射的條件可知，光從真空射入水中一定不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，故D錯誤；
E、偏振是橫波特有的現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光具有波動性，故E正確。
故選：ABE。
【點評】該題考查對光的本性的理解，都是一些記憶性的知識點的內(nèi)容，在平時的學習過程中多加積累就可以做好這一類的題目。
21．（2020秋?云南月考）下列說法正確的是（　?。?br /> A．偏振光可以是橫波也可以是縱波
B．光從空氣射入水中時，頻率保持不變
C．若觀察者逐漸遠離波源，則所接收到的波的頻率小于波源的頻率
D．電磁波譜中γ射線的波長最長
E．光學鏡頭上的增透膜是利用了光的干涉現(xiàn)象
【分析】偏振光是垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動，是橫波而不是縱波；光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，光的頻率不變；聲源相對于觀測者在運動時，觀測者所聽到的聲音會發(fā)生變化。當聲源離觀測者而去時，聲波的波長增加，音調(diào)變得低沉，當聲源接近觀測者時，聲波的波長減小，音調(diào)就變高；根據(jù)電磁波譜的排列特點分析；增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象。
【解答】解：A、自然光垂直于傳播方向的上沿一切方向振動且各個方向振動的光波強度都相同，而偏振光是垂直于傳播方向的平面上，只沿某個特定方向振動，偏振是橫波特有的現(xiàn)象，故A錯誤；
B、光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，光的頻率不變，可知光從空氣射入水中時，頻率保持不變，故B正確；
C、根據(jù)多普勒效應可知，若觀察者逐漸遠離波源，則所接收到的波的頻率小于波源的頻率，故C正確；
D、在電磁波譜中，γ射線的頻率最大，波長最短，故D錯誤；
E、光學鏡頭表面涂上增透膜，以增強透射光的強度，是利用了光的薄膜干涉現(xiàn)象，故E正確。
故選：BCE。
【點評】該題考查機械波與光學的部分知識，如對偏振光、光的干涉與多普勒效應現(xiàn)象等的理解，難度不大，在平時的學習中多加積累即可。
22．（2020秋?浙江月考）無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動規(guī)劃行車路線并控制車輛到達預定目標的智能汽車，國內(nèi)外各大企業(yè)正在緊密布局發(fā)展之中。其核心設備是各種車載傳感器，如圖象傳感器（可見光和紅外攝像頭）、超聲波雷達、激光雷達以及毫米波雷達。以下關(guān)于各種光和波的說法正確的是（　?。?br /> A．超聲波和毫米波一樣都能在真空中傳播
B．紅外線的光子能量比可見光的小
C．真空中激光的傳播速度比毫米波的大
D．可見光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，而超聲波不能
【分析】聲波只能在介質(zhì)中傳播，不能在真空中傳播，光波可以在真空中傳播，所有的光在真空中的速度是相等的；光波屬于橫波，聲波屬于縱波。
【解答】解：A、超聲波也是聲波，聲波能在介質(zhì)中傳播，不能在真空中傳播，毫米波是光波，可以在真空中傳播，故A錯誤；
B、紅外線的波長大于可見光的波長，根據(jù)光子的能量公式：E＝可知，紅外線的光子能量比可見光的小，故B正確；
C、真空中激光的傳播速度和毫米波一樣大，故C錯誤；
D、光波屬于橫波，能發(fā)生偏振現(xiàn)象，聲波屬于縱波，不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故D正確。
故選：BD。
【點評】本題關(guān)鍵要能區(qū)分電磁波和機械波的不同點，熟悉電磁波應用，基礎題。
23．（2020春?赤峰期末）下列說法正確的是（　?。?br /> A．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種電磁波
B．無線電波的發(fā)射能力與頻率有關(guān)，頻率越高發(fā)射能力越強
C．一個單擺在海平面上的振動周期為T，那么將其放在某高山之巔，其振動周期一定變大
D．變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場；變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場
E．利用紅外攝影可以不受天氣（陰雨、大霧等）的影響，因為紅外線比可見光波長長，更容易繞過障礙物
【分析】光的偏振說明光是橫波；頻率越高發(fā)射能力越強；根據(jù)周期公式T＝2π，放在某高山之巔，重力加速度變化，導致周期變化；根據(jù)麥克斯韋電磁場理論分析；當波長越長，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，從而即可各項求解。
【解答】解：A、光的偏振現(xiàn)象說了光是橫波，但不能說明光是一種電磁波，故A錯誤；
B、無線電波的發(fā)射能力與頻率成正比，頻率越高發(fā)射能力越強，故B正確；
C、單擺的周期公式T＝2π，其放在某高山之巔，重力加速度變小，其振動周期一定大，故C正確；
D、根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場；均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，故D錯誤；
E、因為紅外線比可見光波長長，更容易發(fā)生衍射，則容易繞過障礙物，故E正確。
故選：BCE.
【點評】本題考查光的性質(zhì)、電磁波及單擺的性質(zhì)，理解單擺的周期公式的條件，注意波的明顯衍射條件。
24．（2020春?遼寧期末）關(guān)于光學現(xiàn)象，下列說法中正確的有（　?。?br /> A．光的偏振現(xiàn)象說明光具有波動性，但并非所有的波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象
B．雨后的彩虹是由于光透過空氣中的小水珠發(fā)生了衍射現(xiàn)象
C．已知Th的半衰期為24天，40gTh經(jīng)過96天還剩下2.5g
D．某人在速度為0.5c的飛船上打開一光源，則這束光相對于地面的速度應為1.5c
【分析】光的偏振說明光是橫波，具有波動性；雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生的折射形成的；根據(jù)半衰期公式求解；由相對論可知，光速不變原理。
【解答】解：A、光的偏振現(xiàn)象能說明光是橫波，則光具有波動性，但縱波并不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故A正確；
B、雨后彩虹是由于太陽光入射到水滴中發(fā)生的折射形成的，故B錯誤；
C、根據(jù)公式m＝m0，代入數(shù)據(jù)得：m＝40×g＝40×4 g＝2.5g，故C正確；
D、在速度為0.5c的飛船上打開一光源，根據(jù)光速不變原理，則這束光相對于地面的速度應為c，故D錯誤。
故選：AC。
【點評】本題考查了光的偏振原理及作用、折射現(xiàn)象、半衰期、光速不變原理等知識，要求學生熟練掌握相關(guān)知識，強化記憶。
25．（2020春?新邱區(qū)校級月考）下列說法正確的是（　?。?br /> A．偏振光可以是橫波，也可以是縱波
B．有霧的時候，離紅綠燈較遠時看紅綠燈，紅燈比綠燈清楚些，這是因為紅光比綠光的波長要長，容易發(fā)生衍射，在霧氣中傳播得比綠光遠的緣故
C．電視里看到滑雪運動員戴的防護眼鏡是黃色的，這是因為鏡片的表面涂了一層增透膜的緣故
D．白光通過三棱鏡發(fā)生色散的原因是因為不同色光在三棱鏡中的折射率不一樣
【分析】偏振是橫波特有的現(xiàn)象；波長越短，越容易發(fā)生明顯的衍射；滑雪運動員戴的防護眼鏡是黃色的是為了更鮮艷；光散射的強度與光波波長有關(guān)，波長越短，被散射出去的能量越多，穿過的能量越少。
【解答】解：A、偏振是橫波特有的現(xiàn)象，所以偏振光不可能是縱波，故A錯誤；
B、由于光遇到水蒸氣等微粒發(fā)生散射時，光散射的強度與光波波長有關(guān)，波長越短，被散射出去的能量越多，穿過的能量越少，紅光比綠光的波長 要長，容易發(fā)生衍射，所以在有霧的時候，離紅綠燈較遠時看紅綠燈，紅燈比綠燈清楚些，故B正確；
C、滑雪運動員戴的防護眼鏡為偏振鏡，黃色的是為了色彩更鮮艷，與增透膜無關(guān)，故C錯誤；
D、不同色光的頻率不同，在三棱鏡中的折射率不一樣，所以白光通過三棱鏡發(fā)生色散，故D正確。
故選：BD。
【點評】該題應屬于光學的綜合，考查的知識點較多但又較簡單，在平時的學習中多加積累即可做好這一類的題目。
26．（2020春?印臺區(qū)校級期末）關(guān)于光的偏振現(xiàn)象及應用，下列說法正確的是（　?。?br /> A．全息照相利用了光的偏振現(xiàn)象
B．在照相機鏡頭前加一個增透膜，可以增加透射光強度，這是利用了光的偏振現(xiàn)象
C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加一個偏振片可以減少反射光的強度
D．觀看3D電影時戴上特制的眼鏡會產(chǎn)生立體感覺，這是利用了光的偏振現(xiàn)象
【分析】了解光的全反射、干涉、衍射在實際生活的現(xiàn)象，鏡頭前加一個偏振片，減小反射偏振光進入，全息照片是利用激光的相干性較好等，知道3D電影與光是偏振光有關(guān)。
【解答】解：A、全息照片用激光來拍攝，利用了激光相干性高的特點，故A錯誤；
B、在照相機鏡頭前加一個增透膜，可以增加透射光強度，這是利用了光的薄膜干涉現(xiàn)象，故B錯誤；
C、拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在照相機鏡頭前加偏振片可以減小玻璃表面反射光的強度，從而使玻璃后的影像清晰，故C正確；
D、3D電源的屏幕上發(fā)出兩種相互垂直的偏振光，所以觀看3D電影時戴上特制的帶偏振片的眼鏡，才會產(chǎn)生立體感覺，這是利用了光的偏振現(xiàn)象，故D正確。
故選：CD。
【點評】該題考查常見的光學現(xiàn)象的識記與理解，了解光的全反射、干涉、衍射在實際生活的現(xiàn)象并會區(qū)分，同時理解光的偏振原理是關(guān)鍵。
27．（2020?東陽市模擬）新冠肺炎疫情期間，紅外線探測人體體溫得到了更加廣泛的應用，如火車站啟用紅外線熱成像測量體溫，旅客從探頭前走過即可立即測溫，如體溫超過37.4度，儀器就會發(fā)出警報?？梢娢锢沓ＷR在生活中無處不在，以下物理學知識的相關(guān)敘述中，正確的是（　?。?br /> A．紅外線的顯著作用是熱效應，溫度較低的物體不能輻射紅外線
B．探測儀發(fā)出的紅外線波長大于醫(yī)院CT中使用的X射線波長
C．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振
D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，說明光具有波動性
【分析】紅外線的顯著作用是熱作用，一切物體都輻射紅外線；根據(jù)電磁波譜的順序關(guān)系判斷；用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉；通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射。
【解答】解：A、紅外線的顯著作用是熱作用，一切物體都能輻射紅外線，故A錯誤；
B、根據(jù)電磁波譜的順序特點可知，紅外線的頻率小于X射線的頻率，波長大于X射線的波長，故B正確；
C、用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，故C錯誤；
D、衍射是波特有的現(xiàn)象，通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，說明光具有波動性，故D正確。
故選：BD。
【點評】本題考查了多普勒效應、光的衍射、光的干涉、電磁波、單擺實驗等基礎知識點，關(guān)鍵要熟悉教材，知道哪些現(xiàn)象是衍射、哪些現(xiàn)象是干涉、哪些現(xiàn)象是偏振等。
28．（2020?下城區(qū)校級模擬）下列說法正確的是（　?。?br /> A．戴上特制眼鏡看3D電影有立體感是利用了光的偏振原理
B．雨后公路積水表面漂浮的油膜看起來是彩色的，這是光的折射現(xiàn)象
C．激光全息照相時利用了激光相干性好的特性
D．激光照到VCD機、CD機或計算機的光盤上，可以讀取盤上的信息是利用激光平行度好的特性
【分析】利用光的偏振判斷；水表面漂浮的油膜看起來是彩色的，這是光的薄膜干涉現(xiàn)象；全息照片的拍攝利用了光的干涉原理；應用激光的平行度好，讀取盤上的信息。
【解答】解：A、戴上特制的眼鏡觀看3D電影產(chǎn)生立體視覺，是利用光的偏振現(xiàn)象，在兩只眼睛中產(chǎn)生的視覺差，故A正確。
B、雨后公路積水表面漂浮的油膜看起來是彩色的，這是光的薄膜干涉造成的，故B錯誤；
C、激光全息照相利用了激光的頻率相同的特點，進行疊加干涉而形成的，故C正確
D、由于激光的平行度好，故用在計算機內(nèi)的“激光頭”讀出光盤上記錄的信息，故D正確。
故選：ACD。
【點評】人類對于光學的研究及應用非常廣泛，在學習中要注意掌握不同現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應用，解答本題應掌握光的偏振、干涉等在生產(chǎn)生活中的應用。
29．（2020?廣陵區(qū)校級模擬）下列說法正確的是（　?。?br /> A．電磁波在介質(zhì)中的傳播速度不僅取決于介質(zhì)，還與電磁波的頻率有關(guān)
B．拍攝玻璃櫥窗里的物品時，照相機鏡頭上安裝偏振片是為了增加透射光的強度
C．狹義相對論認為：在慣性參照系中，光速與光源、觀察者間的相對運動無關(guān)
D．用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振
【分析】電磁波的傳播速度與介質(zhì)性質(zhì)及電磁波的波長都有關(guān)；
光源發(fā)出的光是自然光，經(jīng)過反射和折射后變?yōu)槠窆猓?br /> 光速不變；
檢查平面的平整度是利用薄膜干涉。
【解答】解：A、電磁波的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，還跟頻率有關(guān)，比如：當電磁波從空氣中進入水中時，頻率不變，而介質(zhì)的折射率變大，所以波速變小，則波長也變小，對于機械波從空氣中進入水中時，頻率不變，但波速變大，所以波長也變大，故A正確；
B、拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片可以過濾櫥窗玻璃的反射光，故B錯誤；
C、根據(jù)相對論的兩個基本假設可知，在不同的參考系中光速不變，故C正確；
D、用透明的標準樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，故D錯誤；
故選：AC。
【點評】本題涉及的知識點較多，是一道綜合題，綜合考查了選項內(nèi)容，雖然知識點較多，但難度不大，掌握基礎知識即可解題，平時要注意基礎知識的學習。
30．（2020?黃島區(qū)模擬）下列說法中正確的是（　?。?br /> A．光的偏振現(xiàn)象說明光具有波動性，但并非所有的波都能發(fā)生偏振現(xiàn)象
B．火車過橋要慢行，目的是使驅(qū)動力頻率遠小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋梁
C．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變窄
D．某人在速度為0.5c的飛船上打開一光源，則這束光相對于地面的速度應為1.5c
【分析】光的偏振說明光是橫波，具有波動性；雙縫干涉實驗中，若波長越長，則干涉條紋間距越寬；由相對論可知，光速不變原理，當驅(qū)動力頻率等于固有頻率時達到共振，最易損壞橋梁。從而即可求解。
【解答】解：A、光的偏振現(xiàn)象能說明光是橫波，則光具有波動性，但縱波并不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故A正確；
B、火車過橋要慢行，目的是使驅(qū)動力頻率遠小于橋梁的固有頻率，以免發(fā)生共振損壞橋，故B正確；
C、光的雙縫干涉實驗中，若將入射光由紅光改為綠光，由于波長變短，根據(jù)可知干涉條紋間距變窄，故C正確；
D、在速度為0.5c的飛船上打開一光源，根據(jù)光速不變原理，則這束光相對于地面的速度應為c，故D錯誤。
故選：ABC。
【點評】考查光的偏振原理及作用，理解影響干涉條紋間距的因素，知道光速不變原理。
三．填空題（共3小題）
31．（2021?上海學業(yè)考試）上?？茖W家創(chuàng)造出的激光在2×10﹣14s內(nèi)產(chǎn)生400J的能量。則它的平均功率為　2×1016　W。若它的中心波長為8×10﹣7m，對應的頻率應該為　3.75×1014　Hz。
【分析】根據(jù)平均功率公式求解；在真空中傳播時，根據(jù)公式c＝λf求解頻率。
【解答】解：根據(jù)功率公式，可得激光的平均功率為：P＝＝W＝2×1016W
根據(jù)公式c＝λf，可得對應的頻率應該為：f＝＝Hz＝3.75×1014Hz
故答案為：2×1016，3.75×1014。
【點評】本題以上?？茖W家創(chuàng)造出的激光為背景考查了平均功率在實際問題中的應用，同時要會應用公式c＝λf求解相關(guān)問題。
32．（2017春?徐州期末）利用激光　平行度好　的特點（選填“相干性”、“平行度好”或“亮度高”），可以精確地測距，多用途激光雷達還可以根據(jù)　多普勒　效應測出目標的運動速度，從而對目標進行跟蹤．
【分析】激光是一種人工產(chǎn)生的相干光；其特點時：相干性好、平行度好以及亮度高；而激光雷達能根據(jù)多普勒效應原理工作的；
【解答】解：激光方向集中，也就是平行度好，可以用來精確地測量較遠的距離；而激光雷達能根據(jù)多普勒效應測出目標的運動速度；
故答案為：平行度好；多普勒．
【點評】本題考查激光的特性和應用，要注意理解激光的基本特性，同時能掌握各種特性在生產(chǎn)和生活中的應用．
33．（2017?江蘇一模）某同學在暑假一次旅行中發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象：他戴著某種墨鏡用手機拍照，手機豎著拍沒問題，而當把手機橫過來拍時，發(fā)現(xiàn)手機黑屏了，而旁邊的小伙伴卻說手機屏是亮著的。這是光的　偏振　現(xiàn)象，該現(xiàn)象說明光是　橫波?。ㄟx填“橫波”或“縱波”）。
【分析】依據(jù)光的偏振原理，結(jié)合光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波，從而即可求解。
【解答】解：自然光通過偏振片（起偏器）之后，只有振動方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過。也就是說，通過偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿一個特定的方向振動，這種光叫做偏振光，橫波只沿著某一個特定的方向振動，稱為光的偏振；只有橫波才有偏振方向。
故答案為：偏振，橫波。
【點評】本題考查了光的偏振現(xiàn)象，要知道偏振是橫波特有的一種現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象表明了光是一種橫波。
四．實驗題（共2小題）
34．（2018春?沈陽期中）如圖所示，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到的現(xiàn)象是　透射光的強度（或亮度）發(fā)生變化　。這是光的偏振現(xiàn)象，這個實驗表明　橫波　

【分析】光的偏振現(xiàn)象已經(jīng)被光的波動理論成功解釋，產(chǎn)生偏振的原因是光矢量E與波的傳播方向垂直，所以，偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波。
【解答】解：橫波沿與傳播方向垂直的方向振動的，讓太陽光或白熾燈光通過偏振片P和Q，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)偏振片P或Q，可以看到的現(xiàn)象是透射光的強度（或亮度）發(fā)生變化。即發(fā)生了“偏振”現(xiàn)象。這個實驗表面光是橫波。
故答案為：透射光的強度（或亮度）發(fā)生變化； 橫波
【點評】本題考查了偏振光的特點，難度不大，只要抓住什么樣的光能通過偏振片即可，同時記住，所有的光都是橫波，而偏振是橫波特有的特性。
35．如圖所示，將一偏振片慢慢順時針旋轉(zhuǎn)，屏上的光的亮度開始逐漸　變暗　，當它轉(zhuǎn)到90°時，屏上光亮度將最　暗?。ㄌ睢鞍怠被颉傲痢保?，繼續(xù)轉(zhuǎn)到180°時，光由最　暗　變?yōu)樽睢×痢?。如此每轉(zhuǎn)90°，交替變化一次（設開始時上、下兩偏振片平行且透振方向完全一致）。

【分析】根據(jù)光的偏振現(xiàn)象，自然光通過偏振片后變?yōu)槠窆?，只要偏振光的振動方向不與偏振片的狹逢垂直，都能有光通過偏振片．
【解答】解：圖中有A、B兩個偏振片，開始時上、下兩偏振片平行且透振方向完全一致，自然光通過上邊的偏振片后變?yōu)槠窆猓瑢⒁黄衿槙r針旋轉(zhuǎn)，屏上的光的亮度開始逐漸變暗，當它轉(zhuǎn)到90°時，兩個偏振片偏振的方向垂直，屏上光亮度將最暗，繼續(xù)轉(zhuǎn)到180°時，兩個偏振片偏振的方向平行，光由最暗變?yōu)樽盍?，如此每轉(zhuǎn)90°，交替變化一次。
故答案為：變暗，暗，暗，亮
【點評】本題考查了光的偏振現(xiàn)象，光的偏振現(xiàn)象說明光波是橫波，基礎題．

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