高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册4.6 光的偏振与立体电影当堂达标检测题
展开1.下列说法正确的是( )
A.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光,这是利用紫外线的荧光效应
B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的全发射
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,以增强透射光的能量
D.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的衍射现象
【答案】A
【详解】
A.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光,这是利用紫外线的荧光效应,A正确;
B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉,B错误;
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,可与减少水面反射光的透射,从而使照片清晰,C错误;
D.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应,D错误。
故选A。
2.下列说法正确的是( )
A.“3D电影”的播放和观看利用了光的干涉
B.泊松亮斑是光的衍射现象
C.增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的
D.摄影师在拍摄池中的游鱼时,在照相机镜头前加一偏振滤光片,可以增强游鱼的折射光从而使游鱼的影像更清晰
【答案】B
【详解】
A. “3D电影”的播放和观看利用了光的偏振,选项A错误;
B.泊松亮斑是光的衍射现象,选项B正确;
C.增透膜的厚度应为入射光在薄膜中波长的,选项C错误;
D.拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以过滤水面反射的偏振光,使水面下的景物的影像更清晰,故D错误;
故选B。
3.下列说法中正确的是( )
A.浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下呈现各种不同颜色,这是光的干涉形成的现象
B.光学镜头上镀有一层增透膜可以增强透射光的强度,这是利用了光的偏振现象
C.雨后空中出现的彩虹,这是由于光的全反射形成的现象
D.在拍摄玻璃橱窗后面的物体时,往往要在镜头前加装一个滤光片以使影像更清晰,这是利用了光的衍射现象
【答案】A
【详解】
A.浮在水面上的薄油层在太阳光的照射下,油膜上下表面形成两列频率相同的光发生干涉,因为不同颜色的光波长不同,导致条纹间距不同,则呈现各种不同颜色,选项A正确;
B.光学镜头上的增透膜的厚度等于绿光在该介质中波长的,绿光被膜的两个表面反射后发生干涉,相互抵消,增加了绿光的透射强度,这是光的干涉现象,选项B错误;
C.夏天雨后的天空出现美丽的彩虹,是光的色散现象,选项C错误;
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度,使照片清晰,这是利用了光的偏振现象,选项D错误。
故选A。
4. 下列说法正确的是( )
A.检验工件平整度的操作中,如图甲所示,上面为标准件,下面为待检测工件,通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处
B.图乙为光照射到小圆孔得到的衍射图样
C.图丙海市蜃楼是光的全反射现象,原因是由于海面的上层空气的折射率比下层空气折射率小
D.图丁的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的
【答案】C
【详解】
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;
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,而海市蜃楼的原因是下层温度低,空气下沉,折射率大,上层空气薄折射率小,故C正确;
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。
故选C。
5.下列说法中错误的是( )
A.光的偏振现象说明光波是横波
B.波从一种介质进入另一种介质时,频率保持不变
C.机械波的频率越高,在介质中的传播速度越大
D.两列波发生稳定的干涉现象,则两列波的频率必然相同
【答案】C
【详解】
A.偏振是横波特有的现象,光的偏振现象说明光波是横波,选项A正确,不符合题意;
B.波从一种介质进入另一种介质时,频率保持不变,选项B正确,不符合题意;
C.机械波的传播速度只与介质有关,与频率无关,选项C错误,符合题意;
D.两列波发生稳定的干涉现象,则两列波的频率必然相同,选项D正确,不符合题意。
故选C。
6.如图所示,一束自然光通过偏振片照射到光屏上,则图中光屏上最暗的是( )(偏振片上的箭头表示透振方向)
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】
自然光通过偏振片后成为偏振光,当偏振光的振动方向与偏振片的透光方向平行时能够通过,垂直时不能通过,故C最暗。
故选C。
7.下列说法中正确的是( )
A.海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率大
B.胃镜利用了光的全反射原理,电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道的
C.全息照片主要是利用了激光的相干性,医院里用γ射线给病人透视
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
【答案】B
【详解】
A.海市蜃楼产生的原因是由于海面上上层空气的折射率比下层空气折射率小,导致光线发生全反射所致,故A错误;
B.胃镜利用了光的全反射原理,电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来换频道,故B正确;
C.全息照片是采用了激光的相干性;而医院里用X光用病人透视;故C错误;
D.加入偏振片是为了阻止橱窗玻璃反射光进入,不能增加透射光的强度;故D错误。
故选B。
8.下列说法中正确的是( )
A.图甲是由于海面下层空气的折射率比上层空气的折射率小形成的,其中A是蜃楼
B.图乙中平行光a、b经过三棱镜后交于M点,则在棱镜中a光的速度比b光的速度大
C.图丙中仅将红光换成绿光,则第一亮纹的位置P点将下移
D.图丁中P是偏振片,Q是光屏,白炽灯照射P时,缓慢转动P,光屏Q上亮度发生变化,说明光波是横波
【答案】C
【详解】
A.海市蜃楼是因为海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小发生全反射而形成的,所以A错误;
B.由图可知a光的折射率较大,所以a光的频率高,由
可得a光的波长比b光的波长短,可得在棱镜中a光的波速比b光的波速小,所以B错误;
C.根据条纹的间距公式
知,绿光的波长比红光短,所以绿光的条纹间距比红光小,所以绿光的第一条亮条纹到O点的距离小于OP,所以P点会下移,故C正确;
D.只有横波才会发生偏振,用自然光穿过一个滤光片后光屏上亮度减小是因为光照强度的减少,所以不能证明光是横波,故D错误。
故选C。
9.将两个偏振片紧靠在一起,把它们放在一盏灯前面,没有光通过;若将其中一个偏振片旋转180°,在旋转过程中将会出现( )
A.透过偏振片的光的强度先增强,后又减弱到零
B.透过偏振片的光的强度先增强,后又减弱到不为零的最小值
C.透过偏振片的光的强度始终增强
D.透过偏振片的光的强度先增强,后减弱,再增强
【答案】A
【详解】
起偏器和检偏器的偏振方向垂直时,没有光通过;偏振方向平行时,光强达到最大。当其中一个偏振片转动180°的过程中,两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直,所以通过的光强先增强,然后又减小到零。故BCD错误,A正确;
故选A。
10.下列说法中正确的组合是( )
(1)光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
(2)当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
(3)光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性,还说明了光是横波
(4)在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光变为红光,则条纹间距变宽
(5)雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的
(6)由于人体内脏的固有频率接近某些次声波频率,因此这些次声波对人体有危害
(7)隔着墙听和直接听某个声音,声调会有变化
(8)利用超声波的多普勒效应,可测量心脏血液的流速
(9)汽车减震系统的固有周期一般会远大于外界冲击力的周期
(10)观看3D电影时,观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行
A.1 7 10B.2 4 6
C.4 5 9D.6 8 9
【答案】D
【详解】
(1)光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,此说法错误;
(2)当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象,如观测者绕波源做匀速圆周运动。故该说法错误;
(3)光的干涉和衍射能说明光具有波动性,但不能说明光是横波,此说法错误;
(4)在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光变为红光,因红光的波长比绿光大,根据
可知,则条纹间距变宽,此说法正确;
(5)雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射形成的,此说法错误;
(6)由于人体内脏的固有频率接近某些次声波频率,从而发生共振现象,因此这些次声波对人体有危害,此说法正确;
(7)在隔着墙听和直接听某个声音,前者是衍射,后者是直线传播,音调不会有变化,故此说法错误;
(8)多普勒效应是波特有的现象,医生利用超声波的多普勒效应可以探测病人血管中血液的流速,故此说法正确;
(9)为了防止共振,汽车减震系统的固有周期要远大于外界冲击力的周期,故此说法正确;
(10)观看3D电影时,观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向要相互垂直。故该说法错误;
故选D。
11.食品安全检验中碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”,α的值只与糖溶液的浓度有关,将α的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了。如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于A、B之间。以下说法中正确的是( )
A.到达O处光的强度会明显减弱
B.到达O处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片B转过的角度等于α
D.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片A转过的角度等于α
【答案】ACD
【详解】
AB.开始时A、B的透振方向相同,将被测样品P置于A、B之间后,S发出的光经A起偏再经过样品后,振动方向转过了α角,从而与B的透振方向不同,光不能顺利通过B,所以到达O处光的强度会明显减弱,故A正确,B错误;
C.为使O处光强度最强,可以将B转过一定的角度后,使B的透振方向与光经过A和P后的振动方向相同,则B转过的角度应等于α,故C正确;
D.为使O处光强度最强,也可以将A转过一定的角度后,使光经过A和P后的振动方向与开始时B的透振方向相同,则A转过的角度应等于α,故D正确。
故选ACD。
12.鉴别奶粉的质量,奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后,偏振方向会相对于传播方向顺时针或逆时针旋转一个角度,这一角度称为“旋光度”,的值只与糖溶液的浓度有关。将的测量值与标准值相比较,就能确定被测样品的含糖量了。如图所示,S是自然光源,是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,然后将被测样品P置于之间,则下列说法中正确的是( )
A.刚放入样品时,到达O处光的强度会减弱
B.将偏振片B转动一个角度,使得O处光的强度仍为最大,偏振片B转过的角度等于
C.将偏振片A转动一个角度,使得O处光的强度仍为最大,偏振片A转过的角度等于
D.偏振光不能产生干涉和衍射现象
【答案】ABC
【详解】
A.偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度θ,所以到达O处光的强度会明显减弱,故A正确;
B.偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度α,所以到达O处光的强度会明显减弱,将偏振片B转动一个角度,使得O处光的强度最大,偏振片B转过的角度等于α,故B正确;
C.同理,将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α,故C正确;
D.偏振光也是波,所以能产生干涉和衍射现象,故D错误。
故选ABC。
13.下列关于全息照相、3D电影、5G及增透膜的说法正确的是( )
A.全息照相利用了光的干涉
B.在影院观看3D电影时戴的眼镜为偏振片
C.5G信号在真空中的速度可以超过
D.相机镜头增透膜的厚度等于光在增透膜中波长的
【答案】ABD
【详解】
A.全息照相利用了光的干涉,选项A正确;
B.在影院观看3D电影时戴的眼镜为偏振片,选项B正确;
C.5G信号在真空中的速度仍为,选项C错误;
D.增透膜是利用光的干涉原理制成的,当光程差为光在膜中波长的一半时,出现反射光减弱,减少光的反射损失,从而增加光的透射,增透膜的厚度应为入射光在增透膜中波长的,故D正确;
故选ABD。
14.如图所示,取一个偏振片P,让阳光通过偏振片P,在P的另一侧观察,可以看到偏振片是透明的;在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片Q,会看到什么现象?这说明什么?
【答案】会看到在旋转Q时光的亮度发生变化;说明自然光是偏振光
【详解】
偏振片的作用类似于狭缝,只有振动方向与透振方向一致的光才能通过。当偏振片Q与P的透振方向平行时,穿过Q的光最强;当Q与P的透振方向垂直时,光不能透过Q。
15.我们常看到在柏油马路和湖面上反射的耀眼的眩光,它会使人的视觉疲劳。戴上一种由偏振片制成的太阳镜,可解决眩光问题。请查阅资料,分析这种太阳镜能解决眩光问题的原理。
【答案】见解析
【详解】
天然的眩光往往是光滑表面反射而来的镜式反射光和从表面反射的漫反射光重叠的结果,漫反射光是非偏振光,而镜式反射光一般是部分偏振光。由于它们是从水平面上反射的光线的,入射面是垂直的,所以反射光含有大量振动在水平方向的偏振光,要想消除这种眩光,只要将光线中的水平振动成分减弱此就可以了,因此镜片的透振方向竖直。
16.将两片偏振片(如看立体电影时用的镜片)叠放在一起,放在报纸或书本上,旋转其中的一片,观察有什么现象发生。你能解释这一现象吗?
【答案】光线发生明暗的连续变化,见解析
【详解】
随着其中一块偏振片的旋转,可以观察到透射光将会随之发生明暗的连续变化。由于自然光通过第一块偏振片后,成为振动方向唯一的偏振光,这束偏振光通过另一块偏振片时,光通过的强弱取决于两块偏振片的夹角。
17.市场上有一种太阳镜,它的镜片是偏振片。为什么不用普通的带色玻璃而用偏振片?安装镜片时它的透振方向应该沿什么方向?利用偏振眼镜可以做哪些实验,做哪些检测?
【答案】见解析
【详解】
普通的带色玻璃和偏振片两者的目的都是减少通光量,但普通带色玻璃改变了物体的颜色,而偏振片却没有,并且看景物的色彩柔和浓重。
安装镜片时,两镜片的透振方向应相互垂直。
利用偏振眼镜可以检验镜面反射光的偏振现象,可检测反射光和折射光的偏振方向。
18.由哪些现象或实验结果可以说明:
(1)光是一种波;
(2)光是横波;
(3)与水波的波长相比较,光波的波长非常短;
(4)绿光的波长比红光的波长短。
【答案】(1)光的干涉和衍射现象说明光是一种波;
(2)光的偏振现象说明光是横波;
(3)水波容易发生衍射,而光波很难发生衍射;
(4)双缝干涉实验说明绿光的波长比红光波长短。
【详解】
(1)光能发生干涉和衍射现象,干涉和衍射是波特有的现象,说明光是一种波;
(2)光能发生偏振现象,说明光是横波;
(3)水波能绕过较大的障碍物发生衍射,而光波不能绕过较大的障碍物发生衍射,说明与水波的波长相比较,光波的波长非常短;
(4) 实验室使用双缝干涉演示仪器器,看到红光或绿光的干涉条纹,由条纹间距公式
其中L是双缝到观察屏的距离,d为双缝间距,λ为入射光的波长,可知在L、d相同的条件下绿光的明条纹间距比红光的明条纹间距窄,从而证明绿光的波长比红光的波长短。
19.五一期间,有同学准备观看3D电影《泰坦尼克号》,观看3D电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果,这种眼镜是利用了光的什么原理?
【答案】光的偏振原理
【解析】
3D电源在放映时,两台放映机发出的光是相互垂直的偏振光,在观看电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果,这种眼镜是利用了光的偏振原理.
偏振光具有的性质是光子的振动具有方向性.当两个偏振片的偏振方向夹角增大时,透射光的强度减弱.
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