2025學(xué)年高中物理必修3模塊測(cè)試卷：波動(dòng)光學(xué)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里做光的干涉實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)屏上的干涉條紋間距變大了，那么他可能做了以下哪個(gè)操作呢？（）A.增大了兩束光的強(qiáng)度B.減小了兩個(gè)狹縫之間的距離C.把屏幕移離了雙縫D.把單色光換成了白光解析：小明啊，你想想看，干涉條紋的間距公式是β=λD/d，這里β是條紋間距，λ是光的波長(zhǎng)，D是屏到雙縫的距離，d是雙縫之間的距離。如果間距變大了，那肯定是λ變大了或者D變大了，或者d變小了。A選項(xiàng)，增大光的強(qiáng)度只會(huì)讓條紋更亮，不會(huì)影響間距。B選項(xiàng)，減小d會(huì)讓間距變大，這個(gè)是對(duì)的。C選項(xiàng)，增大D也會(huì)讓間距變大，這個(gè)也是對(duì)的。D選項(xiàng)，換成白光，因?yàn)榘坠獍喾N波長(zhǎng)的光，所以你會(huì)看到彩色的條紋，而不是單一的間距，所以這個(gè)不對(duì)。不過(guò)呢，題目說(shuō)間距變大了，所以B和C都是可能的，但通常這種題目只會(huì)選一個(gè)，那我就選B吧，因?yàn)闇p小d更直觀一些。2.在做光的衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)單縫的寬度逐漸減小時(shí)，屏上的衍射現(xiàn)象越來(lái)越明顯，那么以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的呢？（）A.衍射現(xiàn)象是光沿直線傳播的結(jié)果B.衍射現(xiàn)象是光繞過(guò)障礙物傳播的結(jié)果C.衍射現(xiàn)象只能在幾何陰影區(qū)域內(nèi)發(fā)生D.衍射現(xiàn)象與光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)解析：小明啊，你想想看，衍射是什么？就是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。如果單縫變窄了，光就有更多機(jī)會(huì)繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越明顯。A選項(xiàng)，光沿直線傳播是幾何光學(xué)的結(jié)論，不是衍射的解釋。B選項(xiàng)，這個(gè)是正確的，衍射就是光繞過(guò)障礙物傳播。C選項(xiàng)，衍射可以在幾何陰影區(qū)域外發(fā)生，比如你把單縫放在光源和屏幕之間，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)衍射條紋，這些條紋在幾何陰影區(qū)域之外。D選項(xiàng)，衍射與光的波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯。所以正確答案是B。3.小明同學(xué)在做光的偏振實(shí)驗(yàn)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱?，那么以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的呢？（）A.自然光可以通過(guò)偏振片B.自然光不是橫波C.偏振光是縱波D.偏振光是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果解析：小明啊，你想想看，偏振片的作用就是讓光只通過(guò)一個(gè)方向振動(dòng)的光，當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱?，說(shuō)明自然光中只有一部分光通過(guò)了偏振片，另一部分被擋住了。自然光是沒(méi)有特定偏振方向的，所以A選項(xiàng)不對(duì)。自然光確實(shí)是橫波，因?yàn)橹挥袡M波才能偏振，所以B選項(xiàng)不對(duì)。偏振光是橫波，不是縱波，所以C選項(xiàng)不對(duì)。D選項(xiàng)，偏振光確實(shí)是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果，這個(gè)是正確的。所以正確答案是D。4.在做光的全息照相實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，那么以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的呢？（）A.全息照相記錄的是光的強(qiáng)度信息B.全息照相記錄的是光的相位信息C.全息照相只能記錄平面物體D.全息照相的再現(xiàn)像是實(shí)像解析：小明啊，你想想看，全息照相記錄的是什么？它記錄的是光的干涉和衍射信息，包括光的強(qiáng)度和相位。如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，說(shuō)明記錄的是光的相位信息，因?yàn)橹挥邢辔恍畔⒉拍艽_定物體的三維位置。A選項(xiàng)，全息照相記錄的不僅僅是光的強(qiáng)度信息，還有相位信息，所以A選項(xiàng)不對(duì)。B選項(xiàng)，這個(gè)是正確的，全息照相記錄的是光的相位信息。C選項(xiàng)，全息照相可以記錄立體物體，所以C選項(xiàng)不對(duì)。D選項(xiàng)，全息照相的再現(xiàn)像是虛像，不是實(shí)像，所以D選項(xiàng)不對(duì)。所以正確答案是B。5.小明同學(xué)在做光的衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)時(shí)，衍射現(xiàn)象越來(lái)越明顯，那么以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的呢？（）A.衍射現(xiàn)象與光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)B.衍射現(xiàn)象只有在光的波長(zhǎng)與障礙物尺寸相當(dāng)或更大時(shí)才會(huì)發(fā)生C.衍射現(xiàn)象只有在光的波長(zhǎng)小于障礙物尺寸時(shí)才會(huì)發(fā)生D.衍射現(xiàn)象與光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，只與障礙物尺寸有關(guān)解析：小明啊，你想想看，衍射現(xiàn)象的明顯程度與光的波長(zhǎng)有什么關(guān)系？波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯。這是因?yàn)檠苌涫枪饫@過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象，如果波長(zhǎng)很長(zhǎng)，光就更容易繞過(guò)障礙物。所以A選項(xiàng)和D選項(xiàng)都不對(duì)。衍射現(xiàn)象的發(fā)生條件是光的波長(zhǎng)與障礙物尺寸相當(dāng)或更大，如果波長(zhǎng)比障礙物尺寸小很多，衍射就不明顯。所以B選項(xiàng)是對(duì)的，C選項(xiàng)是錯(cuò)的。所以正確答案是B。6.在做光的偏振實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)45度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的一半，那么以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的呢？（）A.自然光可以通過(guò)偏振片B.自然光不是橫波C.偏振光是縱波D.自然光的光強(qiáng)減為原來(lái)的一半解析：小明啊，你想想看，當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)45度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的一半，這說(shuō)明自然光通過(guò)偏振片后，光強(qiáng)減為原來(lái)的一半。這是因?yàn)樽匀还馐菦](méi)有特定偏振方向的，通過(guò)偏振片后，只有一部分光通過(guò)了偏振片，另一部分被擋住了。所以A選項(xiàng)不對(duì)，因?yàn)樽匀还獗旧聿荒芡ㄟ^(guò)偏振片，只有偏振光才能通過(guò)偏振片。B選項(xiàng)不對(duì)，因?yàn)樽匀还馐菣M波，才能偏振。C選項(xiàng)不對(duì)，因?yàn)槠窆馐菣M波，不是縱波。D選項(xiàng)是對(duì)的，自然光通過(guò)偏振片后，光強(qiáng)減為原來(lái)的一半。所以正確答案是D。7.小明同學(xué)在做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)屏上的干涉條紋間距變小了，那么他可能做了以下哪個(gè)操作呢？（）A.增大了兩束光的強(qiáng)度B.減小了兩個(gè)狹縫之間的距離C.把屏幕移離了雙縫D.把單色光換成了白光解析：小明啊，你想想看，干涉條紋的間距公式是β=λD/d，這里β是條紋間距，λ是光的波長(zhǎng)，D是屏到雙縫的距離，d是雙縫之間的距離。如果間距變小了，那肯定是λ變小了或者D變小了，或者d變大了。A選項(xiàng)，增大光的強(qiáng)度只會(huì)讓條紋更亮，不會(huì)影響間距。B選項(xiàng)，減小d會(huì)讓間距變大，所以B選項(xiàng)不對(duì)。C選項(xiàng)，減小D也會(huì)讓間距變小，這個(gè)是對(duì)的。D選項(xiàng)，換成白光，因?yàn)榘坠獍喾N波長(zhǎng)的光，所以你會(huì)看到彩色的條紋，而不是單一的間距，所以這個(gè)不對(duì)。不過(guò)呢，題目說(shuō)間距變小了，所以C選項(xiàng)是正確的。8.在做光的衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)單縫的寬度逐漸增大時(shí)，屏上的衍射現(xiàn)象越來(lái)越不明顯，那么以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的呢？（）A.衍射現(xiàn)象是光沿直線傳播的結(jié)果B.衍射現(xiàn)象是光繞過(guò)障礙物傳播的結(jié)果C.衍射現(xiàn)象只能在幾何陰影區(qū)域內(nèi)發(fā)生D.衍射現(xiàn)象與光的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)解析：小明啊，你想想看，衍射是什么？就是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。如果單縫變寬了，光就很難繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越不明顯。A選項(xiàng)，光沿直線傳播是幾何光學(xué)的結(jié)論，不是衍射的解釋。B選項(xiàng)，這個(gè)是正確的，衍射就是光繞過(guò)障礙物傳播。C選項(xiàng)，衍射可以在幾何陰影區(qū)域外發(fā)生，比如你把單縫放在光源和屏幕之間，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)衍射條紋，這些條紋在幾何陰影區(qū)域之外。D選項(xiàng)，衍射與光的波長(zhǎng)有關(guān)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯。所以正確答案是B。9.小明同學(xué)在做光的偏振實(shí)驗(yàn)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱?，那么以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的呢？（）A.自然光可以通過(guò)偏振片B.自然光不是橫波C.偏振光是縱波D.偏振光是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果解析：小明啊，你想想看，偏振片的作用就是讓光只通過(guò)一個(gè)方向振動(dòng)的光，當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱?，說(shuō)明自然光中只有一部分光通過(guò)了偏振片，另一部分被擋住了。自然光是沒(méi)有特定偏振方向的，所以A選項(xiàng)不對(duì)。自然光確實(shí)是橫波，因?yàn)橹挥袡M波才能偏振，所以B選項(xiàng)不對(duì)。偏振光是橫波，不是縱波，所以C選項(xiàng)不對(duì)。D選項(xiàng)，偏振光確實(shí)是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果，這個(gè)是正確的。所以正確答案是D。10.在做光的全息照相實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，那么以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的呢？（）A.全息照相記錄的是光的強(qiáng)度信息B.全息照相記錄的是光的相位信息C.全息照相只能記錄平面物體D.全息照相的再現(xiàn)像是實(shí)像解析：小明啊，你想想看，全息照相記錄的是什么？它記錄的是光的干涉和衍射信息，包括光的強(qiáng)度和相位。如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，說(shuō)明記錄的是光的相位信息，因?yàn)橹挥邢辔恍畔⒉拍艽_定物體的三維位置。A選項(xiàng)，全息照相記錄的不僅僅是光的強(qiáng)度信息，還有相位信息，所以A選項(xiàng)不對(duì)。B選項(xiàng)，這個(gè)是正確的，全息照相記錄的是光的相位信息。C選項(xiàng)，全息照相可以記錄立體物體，所以C選項(xiàng)不對(duì)。D選項(xiàng)，全息照相的再現(xiàn)像是虛像，不是實(shí)像，所以D選項(xiàng)不對(duì)。所以正確答案是B。二、填空題（本大題共5小題，每小題4分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在答題卡相應(yīng)位置。）11.在光的干涉實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)屏上的干涉條紋間距變大了，那么他可能做了以下哪個(gè)操作呢？請(qǐng)寫出你的答案并簡(jiǎn)要解釋原因。答案：減小了兩個(gè)狹縫之間的距離解釋：干涉條紋的間距公式是β=λD/d，這里β是條紋間距，λ是光的波長(zhǎng)，D是屏到雙縫的距離，d是雙縫之間的距離。如果間距變大了，那肯定是d變小了。減小d會(huì)讓間距變大。12.在做光的衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)單縫的寬度逐漸減小時(shí)，屏上的衍射現(xiàn)象越來(lái)越明顯，請(qǐng)寫出你的答案并簡(jiǎn)要解釋原因。答案：衍射現(xiàn)象是光繞過(guò)障礙物傳播的結(jié)果解釋：衍射是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。如果單縫變窄了，光就有更多機(jī)會(huì)繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越明顯。13.小明同學(xué)在做光的偏振實(shí)驗(yàn)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱悖?qǐng)寫出你的答案并簡(jiǎn)要解釋原因。答案：偏振光是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果解釋：偏振片的作用就是讓光只通過(guò)一個(gè)方向振動(dòng)的光，當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱?，說(shuō)明自然光中只有一部分光通過(guò)了偏振片，另一部分被擋住了。偏振光確實(shí)是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果。14.在做光的全息照相實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，請(qǐng)寫出你的答案并簡(jiǎn)要解釋原因。答案：全息照相記錄的是光的相位信息解釋：全息照相記錄的是光的干涉和衍射信息，包括光的強(qiáng)度和相位。如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，說(shuō)明記錄的是光的相位信息，因?yàn)橹挥邢辔恍畔⒉拍艽_定物體的三維位置。15.在做光的衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)時(shí)，衍射現(xiàn)象越來(lái)越明顯，請(qǐng)寫出你的答案并簡(jiǎn)要解釋原因。答案：衍射現(xiàn)象是光繞過(guò)障礙物傳播的結(jié)果解釋：衍射是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。如果光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)了，光就更容易繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越明顯。三、簡(jiǎn)答題（本大題共5小題，每小題6分，共30分。請(qǐng)將答案寫在答題卡相應(yīng)位置。）16.小明同學(xué)在做光的干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)屏上的干涉條紋出現(xiàn)了明顯的彎曲現(xiàn)象，請(qǐng)你解釋一下這是為什么，并簡(jiǎn)要說(shuō)明如何才能使干涉條紋變得straighter。答案：干涉條紋出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象通常是因?yàn)閮蓚€(gè)狹縫到屏幕的距離不相等，導(dǎo)致光程差沿著不同方向變化不一致。當(dāng)狹縫到屏幕的垂線與屏幕不平行時(shí)，就會(huì)看到干涉條紋的彎曲。要使干涉條紋變得straighter，可以調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，使得兩個(gè)狹縫到屏幕的距離相等，或者使狹縫平面與屏幕平行。17.在做光的衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用不同顏色的光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，衍射現(xiàn)象的明顯程度不同，請(qǐng)你解釋一下這是為什么。答案：衍射現(xiàn)象的明顯程度與光的波長(zhǎng)有關(guān)。根據(jù)衍射的公式，衍射現(xiàn)象的間距與光的波長(zhǎng)成正比。因此，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯。不同顏色的光具有不同的波長(zhǎng)，例如紅光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以使用紅光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，衍射現(xiàn)象會(huì)更明顯。18.小明同學(xué)在做光的偏振實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)發(fā)生變化，請(qǐng)你解釋一下這是為什么，并簡(jiǎn)要說(shuō)明偏振片的原理。答案：偏振片的作用是只允許特定方向振動(dòng)的光通過(guò)，當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，只有與偏振片方向一致的光波能夠通過(guò)，其他方向振動(dòng)的光波被阻擋。因此，屏幕上的光強(qiáng)會(huì)隨著偏振片的旋轉(zhuǎn)而變化。偏振片的原理是利用某些材料對(duì)光的各向異性，使得只有特定方向振動(dòng)的光波能夠通過(guò)。19.在做光的全息照相實(shí)驗(yàn)時(shí)，小華同學(xué)發(fā)現(xiàn)如果全息圖的拍攝環(huán)境中有灰塵或者震動(dòng)，拍攝出來(lái)的全息圖就無(wú)法很好地再現(xiàn)物體的虛像，請(qǐng)你解釋一下這是為什么。答案：全息照相的拍攝依賴于光的干涉和衍射，對(duì)環(huán)境的要求非常高?；覊m或者震動(dòng)會(huì)干擾光的干涉和衍射過(guò)程，導(dǎo)致干涉條紋的疊加和分布發(fā)生變化，從而影響全息圖的記錄質(zhì)量。因此，拍攝全息圖時(shí)需要在一個(gè)穩(wěn)定、無(wú)塵的環(huán)境中進(jìn)行，以避免這些因素對(duì)拍攝結(jié)果的影響。20.小明同學(xué)在做光的衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)單縫的寬度非常小的時(shí)候，衍射現(xiàn)象非常明顯，甚至可以觀察到光的波動(dòng)性，請(qǐng)你解釋一下這是為什么，并簡(jiǎn)要說(shuō)明衍射現(xiàn)象的原理。答案：衍射現(xiàn)象是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。當(dāng)單縫的寬度非常小的時(shí)候，光波有更多的機(jī)會(huì)繞過(guò)障礙物，導(dǎo)致衍射現(xiàn)象更加明顯。衍射現(xiàn)象的原理是光波在傳播過(guò)程中會(huì)發(fā)生衍射，當(dāng)光波遇到障礙物或者小孔時(shí)，會(huì)繞過(guò)障礙物或者小孔繼續(xù)傳播，從而在障礙物或者小孔后面的區(qū)域形成衍射圖案。四、實(shí)驗(yàn)探究題（本大題共2小題，每小題10分，共20分。請(qǐng)將答案寫在答題卡相應(yīng)位置。）21.小明同學(xué)想要探究不同顏色的光在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中的衍射現(xiàn)象，他準(zhǔn)備了紅光、綠光和藍(lán)光三種顏色的光源，以及一個(gè)可調(diào)節(jié)寬度的單縫和一個(gè)屏幕。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，并簡(jiǎn)要說(shuō)明如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析不同顏色的光的衍射現(xiàn)象。答案：實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將紅光光源、單縫和屏幕按照一定的距離排列好，記錄下單縫的寬度和屏幕到單縫的距離。(2)觀察并記錄紅光在屏幕上形成的衍射條紋的間距和形狀。(3)換用綠光光源，保持單縫的寬度和屏幕到單縫的距離不變，觀察并記錄綠光在屏幕上形成的衍射條紋的間距和形狀。(4)換用藍(lán)光光源，保持單縫的寬度和屏幕到單縫的距離不變，觀察并記錄藍(lán)光在屏幕上形成的衍射條紋的間距和形狀。(5)比較三種顏色的光的衍射條紋的間距和形狀，分析不同顏色的光的衍射現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：(1)根據(jù)衍射條紋的間距公式β=λD/d，計(jì)算三種顏色的光的衍射條紋的間距，其中λ是光的波長(zhǎng)，D是屏幕到單縫的距離，d是單縫的寬度。(2)比較三種顏色的光的衍射條紋的間距，分析不同顏色的光的波長(zhǎng)對(duì)衍射現(xiàn)象的影響。(3)觀察并比較三種顏色的光的衍射條紋的形狀，分析不同顏色的光的衍射現(xiàn)象的差異。22.小華同學(xué)想要探究偏振片對(duì)自然光的影響，他準(zhǔn)備了自然光源、一個(gè)偏振片和一個(gè)屏幕。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，并簡(jiǎn)要說(shuō)明如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析偏振片對(duì)自然光的影響。答案：實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)將自然光源、偏振片和屏幕按照一定的距離排列好，記錄下偏振片的偏振方向。(2)觀察并記錄自然光通過(guò)偏振片后在屏幕上的光強(qiáng)。(3)旋轉(zhuǎn)偏振片，每次旋轉(zhuǎn)45度，觀察并記錄自然光通過(guò)偏振片后在屏幕上的光強(qiáng)變化。(4)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)偏振片，直到光強(qiáng)再次變?yōu)樽钚。涗浵滦D(zhuǎn)的總角度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：(1)比較不同偏振方向下自然光通過(guò)偏振片后在屏幕上的光強(qiáng)，分析偏振片對(duì)自然光的影響。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制光強(qiáng)隨偏振方向變化的關(guān)系圖，分析偏振片的偏振方向?qū)ψ匀还獾挠绊憽?3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)偏振片對(duì)自然光的影響規(guī)律，并解釋其原理。本次試卷答案如下一、選擇題答案及解析1.答案：B解析：干涉條紋的間距公式是β=λD/d，這里β是條紋間距，λ是光的波長(zhǎng)，D是屏到雙縫的距離，d是雙縫之間的距離。如果間距變大了，那肯定是d變小了。減小d會(huì)讓間距變大。2.答案：B解析：衍射是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。當(dāng)單縫的寬度逐漸減小時(shí)，光就有更多機(jī)會(huì)繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越明顯。3.答案：D解析：偏振片的作用就是讓光只通過(guò)一個(gè)方向振動(dòng)的光，當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱悖f(shuō)明自然光中只有一部分光通過(guò)了偏振片，另一部分被擋住了。偏振光確實(shí)是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果。4.答案：B解析：全息照相記錄的是光的干涉和衍射信息，包括光的強(qiáng)度和相位。如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，說(shuō)明記錄的是光的相位信息，因?yàn)橹挥邢辔恍畔⒉拍艽_定物體的三維位置。5.答案：B解析：衍射是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。如果光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)了，光就更容易繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越明顯。衍射現(xiàn)象的發(fā)生條件是光的波長(zhǎng)與障礙物尺寸相當(dāng)或更大，如果波長(zhǎng)比障礙物尺寸小很多，衍射就不明顯。6.答案：D解析：當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)45度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的一半，這說(shuō)明自然光通過(guò)偏振片后，光強(qiáng)減為原來(lái)的一半。這是因?yàn)樽匀还馐菦](méi)有特定偏振方向的，通過(guò)偏振片后，只有一部分光通過(guò)了偏振片，另一部分被擋住了。自然光的光強(qiáng)減為原來(lái)的一半。7.答案：C解析：干涉條紋的間距公式是β=λD/d，這里β是條紋間距，λ是光的波長(zhǎng)，D是屏到雙縫的距離，d是雙縫之間的距離。如果間距變小了，那肯定是D變小了。減小D也會(huì)讓間距變小。8.答案：B解析：衍射是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。如果單縫的寬度逐漸增大時(shí)，光就很難繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越不明顯。9.答案：D解析：偏振片的作用就是讓光只通過(guò)一個(gè)方向振動(dòng)的光，當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱?，說(shuō)明自然光中只有一部分光通過(guò)了偏振片，另一部分被擋住了。偏振光確實(shí)是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果。10.答案：B解析：全息照相記錄的是光的干涉和衍射信息，包括光的強(qiáng)度和相位。如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，說(shuō)明記錄的是光的相位信息，因?yàn)橹挥邢辔恍畔⒉拍艽_定物體的三維位置。二、填空題答案及解析11.答案：減小了兩個(gè)狹縫之間的距離解析：干涉條紋的間距公式是β=λD/d，這里β是條紋間距，λ是光的波長(zhǎng)，D是屏到雙縫的距離，d是雙縫之間的距離。如果間距變大了，那肯定是d變小了。減小d會(huì)讓間距變大。12.答案：衍射現(xiàn)象是光繞過(guò)障礙物傳播的結(jié)果解析：衍射是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。如果單縫變窄了，光就有更多機(jī)會(huì)繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越明顯。13.答案：偏振光是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果解析：偏振片的作用就是讓光只通過(guò)一個(gè)方向振動(dòng)的光，當(dāng)偏振片的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，屏幕上的光強(qiáng)變?yōu)榱?，說(shuō)明自然光中只有一部分光通過(guò)了偏振片，另一部分被擋住了。偏振光確實(shí)是自然光經(jīng)過(guò)偏振片后的結(jié)果。14.答案：全息照相記錄的是光的相位信息解析：全息照相記錄的是光的干涉和衍射信息，包括光的強(qiáng)度和相位。如果物體和屏幕的位置對(duì)調(diào)了，全息圖仍然能夠再現(xiàn)物體的虛像，說(shuō)明記錄的是光的相位信息，因?yàn)橹挥邢辔恍畔⒉拍艽_定物體的三維位置。15.答案：衍射現(xiàn)象是光繞過(guò)障礙物傳播的結(jié)果解析：衍射是光繞過(guò)障礙物傳播的現(xiàn)象。如果光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)了，光就更容易繞過(guò)障礙物，所以衍射就越來(lái)越明顯。衍射現(xiàn)象的發(fā)生條件是光的波長(zhǎng)與障礙物尺寸相當(dāng)或更大，如果波長(zhǎng)比障礙物尺寸小很多，衍射就不明顯。三、簡(jiǎn)答題答案及解析16.答案：干涉條紋出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象通常是因?yàn)閮蓚€(gè)狹縫到屏幕的距離不相等，導(dǎo)致光程差沿著不同方向變化不一致。當(dāng)狹縫到屏幕的垂線與屏幕不平行時(shí)，就會(huì)看到干涉條紋的彎曲。要使干涉條紋變得straighter，可以調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，使得兩個(gè)狹縫到屏幕的距離相等，或者使狹縫平面與屏幕平行。解析：干涉條紋的彎曲通常是由于兩個(gè)狹縫到屏幕的距離不相等，導(dǎo)致光程差沿著不同方向變化不一致。當(dāng)狹縫到屏幕的垂線與屏幕不平行時(shí)，光程差會(huì)沿著不同方向變化，從而形成彎曲的干涉條紋。為了使干涉條紋變得straighter，可以調(diào)整實(shí)驗(yàn)裝置，使得兩個(gè)狹縫到屏幕的距離相等，或者使狹縫平面與屏幕平行，從而保證光程差沿著不同方向變化一致，形成straighter的干涉條紋。17.答案：衍射現(xiàn)象的明顯程度與光的波長(zhǎng)有關(guān)。根據(jù)衍射的公式，衍射現(xiàn)象的間距與光的波長(zhǎng)成正比。因此，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯。不同顏色的光具有不同的波長(zhǎng)，例如紅光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以使用紅光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，衍射現(xiàn)象會(huì)更明顯。解析：衍射現(xiàn)象的明顯程度與光的波長(zhǎng)有關(guān)。根據(jù)衍射的公式，衍射現(xiàn)象的間距與光的波長(zhǎng)成正比。因此，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯。不同顏色的光具有不同的波長(zhǎng)，例如紅光的波長(zhǎng)比藍(lán)光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以使用紅光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，衍射現(xiàn)象會(huì)更明顯。這是因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)長(zhǎng)的光更容