人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光课后练习题

4.6 光的偏振 激光

知识点01  自然光和偏振光

【即学即练1】下列关于偏振光的说法中正确的是(　　)

A． 自然光就是偏振光

B． 沿着一个特定方向传播的光叫偏振光

C． 沿着一个特定方向振动的光叫偏振光

D． 单色光就是偏振光

知识点02  激光的特点及其应用

1.激光：激光是一种通过人工方法获得的一种频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的光波。

2.激光的特点

(1)“纯净”:激光的频率、相位、偏振方向、传播方向都相同，在实际应用中带来很多方便，如可以更好地完成干涉和衍射实验，广泛地应用于科学研究和生产生活中。

(2)平行度:激光的平行度好,能传播相当远的距离,可以用于精确的测距。

(3)亮度:激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。

(4)激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息。光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。

【即学即练2】让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的 (　　)

A． 平行度好，可以会聚到很小的一点上

B． 相干性好，可以很容易形成干涉图样

C． 亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量

D． 波长短，很容易发生明显的衍射现象

考法01  光的偏振

1.偏振片：偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着某个特定方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫作“透振方向”。

2.自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，沿着各个方向振动的光波的强度都相同。

3.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。

4.观察光的偏振现象（自然光通过偏振片的实验结果）

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，会看到在旋转Q时光的亮度发生变化。

5.光偏振现象的应用

①摄影和摄像:在拍摄水中的景物时,让镜头滤光片的透振方向与反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光,使被拍摄的对象的影像更清晰。

②液晶显示:液晶具有旋光性,在外电压作用下,这个性质会消失。在液晶显示中,液晶盒上下两偏振片的透振方向相互垂直。

【典例1】如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则光屏上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是(　　)

A． 光屏上光的亮度保持不变

B． 光屏上光的亮度会时亮时暗

C． 光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线

D． 光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动

题组A  基础过关练

一、单选题

1．在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，银幕上的图像才清晰，这副眼镜的制作原理是利用了光的（　　）

A．折射 B．衍射 C．干涉 D．偏振

2．在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性（　　）

A．亮度高 B．平行性好 C．单色性好 D．波动性好

3．下列说法中正确的是（　　）

A．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

B．偏振光的传播方向与振动方向不一定垂直

C．透过转动的偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的阳光，能感觉到明暗的变化

D．透过转动的偏振片观察阳光能感觉到明暗的变化

4．夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼，严重影响行车安全．若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是

A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车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，车灯玻璃的透振方向是竖直的

C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°

D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°

5．关于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　）

A．汽车灯光夜间照着自行车“尾灯”，就变得十分明亮，是利用了光的折射

B．照相机的镜头表面镀有一层膜，使照相效果更好，是利用了光的衍射

C．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的干涉

D．抽制高强度纤维细丝，可用激光监控其粗细，是利用了光的偏振

6．下列说法中正确的是（    ）

A．用光导纤维束传送图象信息，这是利用光的衍射现象

B．立体电影利用的是光的偏振现象

C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象

D．照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互加强

7．纵波不可能产生的现象是（    ）

A．偏振现象

B．折射现象

C．干涉现象

D．衍射现象

8．关于光的偏振现象，下列说法正确的是（   ）

A．光的振动方向与偏振片的“透振方向”不同时，光一定无法通过偏振片

B．光的偏振现象说明光是一种纵波

C．3D立体电影利用了光的偏振原理

D．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，可在照相机镜头前加一增透膜

9．物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（　　）

A．图1医用内窥镜运用了光的全反射原理

B．图2液晶屏显像利用了光的偏振现象

C．图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理

D．图4全息照相运用了光的衍射原理

10．在激光的伤害中，以机体中眼睛的伤害最为严重。激光聚于感光细胞时，产生过量热量而引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤，一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明，激光对眼睛的危害如此之大的主要原因是（　　）

A．单色性好 B．高能量 C．相干性好 D．平行度好

二、多选题

11．关于光的叙述中，下面说法正确的是(      )

A．激光能沿着弯曲的光导纤维传播，是利用了光的全反射原理

B．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

C．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致

D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由蓝光改为黄光，则条纹间距变宽

12．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（　　）

A．激光是纵波

B．频率相同的激光在不同介质中的波长不相同

C．两束频率不同的激光能产生干涉现象

D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离

题组B  能力提升练

一、单选题

1．关于光的下列说法正确的是（　　）

A．偏振现象说明光是横波

B．偏振现象说明光是纵波

C．用光导纤维束传送图像信息，是利用光的衍射现象

D．用光导纤维束传送图像信息，是利用光的干涉现象

2．下列光现象中应用了光的偏振现象的是（　　）

A．全息照相 B．立体电影

C．医用纤维式内窥镜 D．增透膜

3．下列关于光的说法错误的是（　　）

A．图甲中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的折射现象

B．图乙中，激光切割是利用了激光的能量集中性

C．图丙中，双螺旋结构的发现利用了衍射图样

D．图丁中，戴特制的眼镜观看立体电影，是利用了光的偏振现象

4．下列有关光学现象说法正确的是（　　）

A．图甲中荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水的表面张力而形成的

B．图乙中将双缝干涉实验中的双缝间距调小，则干涉条纹间距变小

C．图丙中用加有偏振滤光片的相机拍照，可以拍摄清楚汽车内部的情景

D．图丁中肥皂膜在阳光下呈现彩色条纹是光的衍射现象

5．下列说法不正确的是（　　）

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，P为凹处，Q为凸处

B．图乙为光线通过小圆板得到衍射图样

C．图丙的原理和光导纤维传送光信号的原理有相似的地方

D．图丁的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样

6．小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光转动镜片时发现光有强弱变化下列说法能够解释这一现象的是（　　）

A．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用

B．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用

C．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用

D．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用

7．利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：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，这一角度称为“旋光角”，θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ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，则下列说法中不正确的是（　　）

A．到达处O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处光的强度最大，偏振片转B过的角度等于θ

D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光的强度最大，偏振片A转过的角度等于θ

8．在战争爆发时，某方欲用激光器击毁位于地平线上方的敌方空间站，则应将激光器（　　）

A．瞄高些

B．瞄低些

C．沿视线直接瞄准

D．若激光束是红色，而空间站是蓝色的，则应瞄高些

9．    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

10．关于光的偏振现象，下列说法中正确的是（    ）

A．偏振光沿各个方向振动的光波的强度都相同

B．自然光在水面反射时，反射光和折射光都是一定程度的偏振光

C．光的偏振现象说明光是一种纵波

D．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用

11．1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”．以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的（　　）

A．图甲中，弯曲的水流可以导光

B．图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像

C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色

D．图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象

12．如图所示，让太阳光通过偏振片P和Q，并以光的传播方向为轴旋转P或Q，下列说法正确的是（　　）

A．太阳光是偏振光

B．P是起偏器，Q是检偏器

C．仅旋转P时光屏上的光强不发生变化

D．该实验可以说明光是纵波

二、多选题

13．关于物理原理在技术上的应用，下列说法中正确的是　　

A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性

B．3D电影是利用了光的干涉特性

C．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性

D．红外遥感是利用了红外线具有显著热效应的特性

14．以下说法中正确的是（　　）

A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度

B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到某一值后不再会有光线从bb'面射出

C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间距离L，两相邻亮条纹间距离△x将减小

D．图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的

E.图戊中的M、N是偏振片，P是光屏．当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是横波