2017-2018学年物理 3.4 光的偏振同步练习 新人教版选修2-3.doc

3.4光的偏振同步练习一、单选题1. 2016年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据.关于激光，下列说法中正确的是()A. 激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光B. 激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉C. 用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环D. 激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息【答案】D【解析】解：A、激光是人造光，也是偏振光，故A错误；B、激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故B错误；C、用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到衍射条纹，间距不等，故C错误；D、激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息，故D正确；故选：D2. 两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏白炽灯的前面以致没有光通过.如果将其中的一个偏振片旋转180，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象()A. 透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零B. 透过偏振片的光强先增强，然后减弱到非零的最小值C. 透过偏振片的光强在整个过程中都增强D. 透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强【答案】A【解析】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，光强达到最大开始时放在一盏白炽灯的前面以致没有光通过说明两个偏振片相互垂直，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A正确，BCD错误；故选：A3. 如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上不发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)()A. B. C. D. 【答案】C【解析】解：AB、自然光包含垂直传播方向向各个方向振动的光，当自然光照射偏振光时能在屏上观察到光亮；C、因为两个偏振片已经相互垂直，因此自然光不能通过，所以屏上没有光亮D、两个偏振片相互平行，则光屏上有亮光，本题选图中光屏上不发亮的，故选：C4. 下列说法正确的是()A. 两支铅笔靠在一起，自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B. 偏振光可以是横波，也可以是纵波C. 因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象D. 激光可以像手术刀一样切除肿瘤【答案】D【解析】解：A、两支铅笔靠在一起，中间的缝远远地大于光的波长，因此，光从中通过时不会成为偏振光，故A错误B、光是横波，偏振光也是横波，故B错误C、激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象，故C错误；D、医学上利用激光切除肿瘤，主要是因为激光的方向性好，而且具有很高的能量.故D正确故选：D 5. 光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不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，透射光强度发生变化B. 立体电影是利用了光的偏振现象C. 日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰D. 光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象【答案】D【解析】解：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，当看到透射光的强度发生变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直.能反映光的偏振特性，故A能反映光的偏振特性；B、立体电影是利用了光的偏振现象.故B能反映光的偏振特性；C、在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使图象清晰.故C能反映光的偏振特性；D、镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，而不是偏振现象，所以D不能反映光的偏振特性本题选择不能反映光的偏振特性的，故选：D6. 夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车的司机照射得睁不开眼睛，影响行车安全.若将汽车前灯玻璃和汽车前窗玻璃都改用偏振玻璃，使双方司机都看不见对方眩目的灯光，但能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.所有的汽车前窗玻璃、前灯玻璃的透振方向应该是()A. 前窗玻璃的透振方向是竖直的，前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，前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，前灯玻璃的透振方向是斜向左上45D. 前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45【答案】D【解析】解：如果透振方向是竖直的话，那么回车时，两车的光不能叠加相消，也就是对方车辆的光仍要照到自己，感到眼花若前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45，则对方车辆的光与自己前窗正好成90度，对方的光就通不过你的前窗射到你的眼，不会发生眼花.故D正确，ABC错误；故选：D 7. 如图，太阳光照射到偏振片P，在偏振片P和光屏之间有偏振片Q，则透过偏振片P的光的振动方向与光屏的明暗()A. 是水平的，光屏上是明的B. 是水平的，光屏上是暗的C. 是竖直的，光屏上是明的D. 是竖直的，光屏上是暗的【答案】D【解析】解：太阳光沿轴线通过照射到固定不动的偏振片P上，再通过与偏振片P垂直的偏振片Q，最后射到光屏，由于偏振片P与偏振片Q垂直，则光屏没有亮度，而透过偏振片P的光的振动方向是竖直方向.故D正确，ABC错误；故选：D二、多选题8. 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，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是90时，反射光是偏振光C. 日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光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【答案】ABC【解析】解：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，当看到透射光的强度发生变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直.能反映光的偏振特性，故A正确；B、一束自然光入射到两种介质的表面时，一定有反射光线.如果折射光线与反射光线垂直，反射光为偏振光.故B正确；C、在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使图象清晰.故C正确；D、通过手指间缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象，而不是偏振现象，所以D是错误故选：ABC9. 光学是物理学中一门古老科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，在现代生产、生活中有着广泛的应用.下列有关其应用的说法中，正确的是()A. 在图甲中，利用光的干涉原来检测物体表面的平整度B. 在图乙中，内窥镜利用了光的折射原理C. 在丙图中，利用光的偏振原理实现电影的3D效果D. 在丁图中，超声波测速仪利用波的衍射原理测汽车速度【答案】AC【解析】解：A、要检查玻璃板上表面是否平整所以干涉形成的条纹是标准样板的下表面和被检查平面板的上表面的反射光干涉产生的，故A正确；B、图乙中，内窥镜利用了光的全反射原理，故B错误；C、在丙图中，利用光的偏振原理实现电影的3D效果，故C正确；D、声和光一样能进行反射，反射到测速仪，测速仪接收，利用回声测距的原理来工作的.故D错误；故选：AC10. 如图甲，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线.一束单色光线以入射角i=30由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出.让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样(光在真空中的传播速度为c).则下列说法正确的是()A. 此光在玻璃砖中的全反射临界角为60B. 玻璃砖的折射率n=2C. 此光在玻璃砖中的传播速度v=cnD. 单缝b宽度较大E. 光的偏振现象说明光是一种纵波【答案】BCD【解析】解：AB、根据折射定律有n=sinsini由题知，玻璃砖的全反射临界角等于C，则有sinC=1n，结合i=30，解得n=2，C=45，故A错误，B正确C、光在玻璃砖中的传播速度为v=cn=22c，故C正确D、由乙图知，单色光通过单缝a后衍射现象比较显著，所以单缝a宽度较小，则缝b宽度较大.故D正确E、偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故E错误故选：BCD11. “假奶粉事件”发生后，国家加强了对奶粉的质量检查.检验奶粉中的碳水化合物(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向左或向右旋转一个角度，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，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，则下列说法中正确的是()A. 到达O处光的强度不会明显减弱B. 到达O处光的强度会明显减弱C. 将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度小于D. 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【答案】BD【解析】解：A、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，所以到达O处光的强度会明显减弱，故A错误，B正确，C、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，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，故C错误；D、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.故D正确故选：BD 12. 如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A. 图中a光为偏振光B. 图中b光为偏振光C. 以SP为轴将B转过180后，在P处将看到光亮D. 以SP为轴将B转过90后，在P处将看到光亮【答案】BD【解析】解：A、由题意可知，人眼在P处看不到光亮，是因为偏振片A与偏振片B相互垂直，a光是自然光，经过偏振片后，b光是偏振光，故A错误，B正确；C、由上分析可知，当SP为轴将B转过90后，在P处将看到光亮，故C错误，D正确；故选：BD 根据光的偏振现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片题中另一侧能观察到光即可.同时自然光向各个方向发射，而偏振光则是向特定方向放射三、综合题13. (1)下列说法正确的是_。 A.光波在介质中传播的速度与光的频率无关B.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的C.杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻约间距小D.光的偏振特征说明光是横波E.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的(2)在某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形如图中的实线所示。若波向右传播，零时刻刚好传到A点，且再经过0.6s，P点也开始起振，求：()该列波的周期T；()从t=0时起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0。【答案】(1)BDE(2)解：()若波向右传播，则波速v=xt=10m/s，由v=T得：T=0.2s()当图示时刻x=0.5m处的振动传到P点时，P点第一次达到波峰，此过程波传播的距离s=7.5m则由t=0到P点第一次到达波峰为止，经历的时间t=sv=0.75s=334T。O点振动到波谷，位移y0=2cm故O点在t=0时的振动方向沿y轴正方向，经过t=334T时间，位移y0=2cm经过的路程S0=1544A=0.3m【解析】略14. (1)下列说法正确的是_(填正确答案标号。) A.摆钟偏快时可增长摆长进行校准B.“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢的长度会明显缩短C.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D.甲、乙两束光照射同一双缝装置时甲光的条纹间距较小，则在同一介质中乙光传播得快E.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在(2)为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔，如图所示。设工事壁厚d=40cm，孔的宽度L=30cm，孔内嵌入折射率n=43的玻璃砖。.嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？(注：最大张角是指左右两边边缘的入射光线所形成的夹角).要想使外界180范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？【答案】(1)ADE (2)解：.光路图如右图所示，由几何关系得：sin2=LL2+d2=35解得：2=37 由折射定律得n=sin1sin2则sin1=45解得：1=53 则视野的最大张角=21=106 .为使外界180范围内的景物全被观察到，则当1=90时，2=37应是光线在该玻璃砖中的临界角，即 解得玻璃砖的折射率 【解析】(1) 【分析】A.根据单摆的周期公式求解改变周长的方法；B.根据狭义相对论求解；C.根据光的偏振知识求解；D.根据光的干涉的知识进行求解；E.根据物理学史记忆进行求解。本题考查的是单摆的周期公式，狭义相对论和光学的一些基层知识，难度不大。【解答】A.摆钟偏快说明周期太小，应适当增大摆长，故A正确。B.根据狭义相对性原理，在地面上测得高速行驶的动车组长度比在以相同速度运动的惯性系中测得的长度短，但由于动车组的速度远小于光速，这个差别并不明显，故B错误。C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，镜头上加上偏振片是为了减弱反射光的强度，使照片更加清晰，故C错误。D.甲光条纹间距小，说明甲光的波长短，频率高，在同一介质中传播速度小，故D正确。E.由物理学史可知麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，E正确。故选ADE。(2)本题为光的折射和全反射在军事上的应用，应作出光路图，利用光学规律和几何关系解答。.嵌入玻璃砖后，要使工事内部人员观察到外界的视野张角的最大，必须在玻璃砖的下部一侧观察，画出光路图，由几何知识求出最大的折射角，由折射定律求得最大的入射角，即可求得最大的张角。.为使外界180范围内的景物全被观察到，入射角达到90，折射角就等于临界角，得到临界角，由sinC=1n再求得折射率n。15. (1)下列说法正确的是_ A.光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小B.做简谐振动的物体，经过同一位置时，加速度可能不同C.在受追振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度E.在波的传播方向上两相邻的对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长(2)如图所示，AOB是由某种透明物质制成的1/4圆柱体的横截面(O为圆心)，其折射率为2.今有一束平行光以45的入射角射向柱体的OA平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出.设凡射到OB面的光线全部被吸收，也不考虑OA面的反射，求圆柱AB面上能射出光线的部分占AB表面的几分之几？【答案】(1)ACE (2)解：光路图如图所示：折射率n=sinisinr，所以sinr=sin452=12，故r=30BOD=30即从O点