4.6 光的偏振 激光同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册(word含答案)

文档属性

名称 4.6 光的偏振 激光同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册(word含答案)
格式 docx
文件大小 519.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-17 06:30:21

图片预览

文档简介

2021-2022年高二物理选择性必修第一册同步课时作业训练
4.6 光的偏振 激光
一、单选题。本大题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.将两个偏振片紧靠在一起,放在一盏灯的前面,眼睛通过偏振片看到的光很弱。如果将其中一个偏振片旋转180°,在旋转过程中会观察到(  )
A.灯光逐渐增强,然后逐渐减弱
B.灯光强度保持不变
C.灯光逐渐增强,没有减弱现象
D.灯光逐渐增强,再减弱,然后增强到最亮
2.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
3.下列应用激光的实例中,不正确的是(  )
A.因为激光的相干性好,所以可以用激光光源直接照射双缝做干涉实验
B.激光的亮度高、能量高,因此我们可以用激光束来切割物体,焊接金属,在硬质难熔材料上打孔,医学上用激光“刀”做切除肿瘤等外科手术
C.激光是很好的单色光,它产生的干涉现象最清晰,利用干涉现象可以精确测定物体的长度
D.激光的亮度高,可以用来照明
4.红宝石激光器发出的激光波长为693nm,让红宝石激光器发出的激光和太阳光经绿色滤光片(只让绿光通过)后获得的绿色光分别通过同一个小孔发生衍射现象,则(  )
A.激光的衍射现象较明显,衍射条纹较宽
B.绿色光的衍射现象较明显,衍射条纹较宽
C.两者衍射同样明显,衍射条纹的宽度也相等
D.由于是不同性质的光,无法比较它们的衍射现象程度和条纹宽度
5.如图所示,甲、乙、丙、丁四幅图是不同的单色光通过同一双缝或单缝形成的双缝干涉或单缝衍射图样,分析各图样的特点可以得出的正确结论是(  )
A.甲、乙是光的干涉图样
B.丙、丁是光的干涉图样
C.形成甲图样的光的波长比形成乙图样光的波长短
D.形成丙图样的光的波长比形成丁图样光的波长短
6.关于激光的应用,下列说法正确的是(  )
A.观看电影的眼镜是利用了光的衍射原理
B.利用激光是相干光,可以用在雷达上进行精确的测距
C.由于激光平行度好,它能像无线电波那样被调制,用来传递信息
D.利用激光亮度高,可以用在医学上作光刀切除肿瘤,或“焊接”剥落的视网膜
7.明代学者方以智在false阳燧倒影false中记载:“凡宝石面凸,则光成一条,有数棱则必有一面五色”,表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示,一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是(  )
A.若增大入射角i,则b光先消失
B.在该三棱镜中a光波长小于b光波长
C.a光能发生偏振现象,b光不能发生偏振现象
D.a光在三棱镜中的传播速度大于b光
8.下列说法正确的是(  )
A.图中,使摆球A先摆动,摆球B、C接着做受迫振动,则三个摆的振动周期相等
B.图示为光导纤维示意图,内芯的折射率比外套的折射率小
C.图示为双缝干涉示意图,双缝间距越大,则相邻亮条纹间距越大
D.图中,用自然光照射透振方向(箭头所示)互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片,光屏依然发亮
9.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
10.关于激光的应用问题,下列说法中不正确的是 (  )
A.光纤通信是应用激光相干性的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息的
B.计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点
C.医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是应用激光亮度低的特点
D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光平行度好的特点
二、多选题。本大题共3小题,每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11.如图所示,偏振片正对工作的液晶显示器,透过偏振片看到显示器亮度正常. 将镜片转动90°,透过镜片看到的屏幕漆黑,则 (  )
A.显示器发出的光是纵波 B.显示器发出的光是横波
C.显示器发出的光是自然光 D.显示器发出的光是偏振光
12.如图所示为一列向左传播的横波的图象,图中实线表示t时刻的波形,虚线表示又经Δt=0.2s时刻的波形,已知波长为2m,下列说法正确的是___________。
A.波的周期的最大值为2s
B.波的周期的最大值为false
C.波的速度的最小值为9m/s
D.这列波不能发生偏振现象
E.这列波遇到直径r=1m的障碍物会发生明显的衍射现象
13.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
三、填空题。本大题共4小题。
14.利用激光遇到物体发生反射的特点,可以测定物体的有关参量,如图甲所示,B为固定的集激光发生器和接收器于一体的装置,C为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车,现使B对准匀速行驶的小车C,每隔固定时间false发射一激光脉冲,如图乙中幅度较大的波形,而B接收到的由小车C反射回的激光脉冲如图乙中幅度较小的波形,发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示,false、T、false均已知.则根据所给信息判断小车的运动方向为_________(填“向左”或“向右”),速度大小为_________.(设光在空气中的速度为c)
15.如图所示为光纤电流传感器示意图,它用来测量高压线路中的电流。激光器发出的光经过左侧偏振元件后变成偏振光,该偏振光受到输电线中磁场作用,其偏振方向发生旋转,通过右侧偏振元件可测得最终偏振方向,由此得出高压线路中的电流大小,图中左侧偏振元件是起偏器,出射光的偏振方向与其透振方向________(选填“相同”或“不相同”),右侧偏振元件称为_______。
16.下列四幅图片中属于光的干涉的是______,属于光的衍射的是______。
17.奶粉中碳水化合物(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.
(1)偏振片A的作用是_______________________________________________________.
(2)偏振现象证明了光是一种________.
(3)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
四、解答题。本大题共3小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程。
18.应用激光平行性好的特点,可以精确地测量距离。对准目标发射一个极短的激光脉冲,测量发射脉冲与收到反射脉冲的时间间隔,就可求出激光器到目标的距离,若在地球上向月球发射一个激光脉冲,测得从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为false,则月球到地球的距离大约是多少?
19.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?
20.(1)让一束红光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上,逐渐减小两个卡脚之间的距离,使缝越来越小,观察照在屏幕上光斑的变化。缝宽大约多大时屏幕上出现条纹?缝间距变小时,条纹有什么变化?
(2)用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔,用眼睛通过小孔观察太阳光,会观察到什么现象?
参考答案
1.A
【解析】眼睛通过两偏振片看到的光很弱,是因为两偏振片的透振方向垂直,在旋转其中一个偏振片的过程中,透振方向逐渐一致,光逐渐增强,当两个偏振片的透振方向一致时,光线最强,继续旋转偏振片,透振方向又逐渐偏离,光线逐渐减弱;
故选A。
2.B
【解析】由题意可知,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造成眼失明的原因,说明引起这一现象的主要原因是激光的高能量性。
故选B。
3.D
【解析】A.在做双缝干涉实验时,一般要在双缝前加一个单缝,目的是产生两列频率相同的相干光,从而在屏上观察到双缝干涉现象,而激光的相干性好,故可以用激光光源直接照射双缝做干涉实验,故A正确,不符合题意;
BD.激光具有平行度好,亮度高等特点,医学上用激光“刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高且能量高的特点,但不能用来照明,故B正确,不符合题意;D错误,符合题意;
C.激光是很好的单色光,它产生的干涉现象最清晰;利用干涉现象可以精确测定物体的长度,故C正确,不符合题意。
故选D。
4.A
【解析】该激光和绿色光都是可见光,但该激光的波长比绿色光长,通过同样的小孔发生衍射现象时激光比绿色光明显,激光的衍射条纹也比绿色光的衍射条纹宽,因此选项A正确,B、C、D错误。
故选A。
5.A
【解析】AB.干涉条纹是等间距的条纹,因此甲、乙图是干涉图样,丙、丁图是衍射图样,故A正确,B错误;
C.由公式
Δx=falseλ
可知,条纹宽的入射光的波长长,所以甲图样的光的波长比乙图样的光的波长长,C错误;
D.丙图样的光的波长比丁图样的光的波长长,D错误;
故选A。
6.D
【解析】A.观看电影的眼镜是利用了透振方向互相垂直的偏振片,A错误;
B.利用激光平行度好,可以用在雷达上进行精确的测距,B错误;
C.利用激光相干性好,它能像无线电波那样被调制,用来传递信息,C错误;
D.利用激光强度大、能量集中,可以用在医学上作光刀切除肿瘤,或“焊接”剥落的视网膜,D正确。
故选D。
7.D
【解析】A.当增大入射角i时,两单色光在左侧界面的折射角增大,但在右侧界面的入射角均减小,故不会发生全反射,故A错误;
B.由题图知三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率,而同种介质对频率越大的光折射率越大,故
false
光在三棱镜中的波长
false
false

false
故B错误;
CD.由false,得false,偏振现象是横波所特有的,故a、b两光都能发生偏振现象,故C错误,D正确。
故选D。
8.A
【解析】A.摆球A先摆动,摆球B、C接着做受迫振动,受迫振动的周期与驱动力的周期一样,A正确;
B.依据光的全反射条件,可知,内芯的折射率比外套的折射率大,B错误;
C.根据
false
双缝间距越大,则相邻亮条纹间距越小,C错误;
D.自然光通过偏振片后形成偏振光,因两个偏振片的透振方向相互垂直,所以没有光射到光屏上,光屏发黑,D错误。
故选A。
9.B
【解析】发现强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光,而阳光本身是自然光,在反射时发生了偏振,当偏振片的方向与光的偏振方向平行时,通过的光最强,而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时,通过的光最弱,因此镜片起到检偏器的作用。
故选B。
10.C
【解析】A.由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用激光的相干性,A正确;
B.计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行性好,B正确;
C.医疗中的激光“光刀”利用了激光的强度大的特点,C错误;
D.激光测距利用的是激光的平行性好,D正确。
故错误的选C。
11.BD
【解析】AB.光是横波,A错误B正确;
CD.方向一致时,光完全通过,二者垂直时,完全不能通过,由实验现象得出显示器发出的光是偏振光,C错误D正确。
故选BD。
12.BCE
【解析】ABC.波向左传播,则波的传播距离为
false
又因为t=0.2s,所以波的传播速度
false
周期为
false
当n=0时,波的周期最大,最大周期为
false
当n=0时,最小波速是false,故A错误,BC正确;
D.该波是横波,能发生偏振现象,故D错误;
E.这列波遇到直径r=1m的障碍物时,由于该波的波长大于障碍物的直径,所以能发生明显的衍射现象,故E正确。
故选BCE。
13.ACD
【解析】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。
14.向右 false
【解析】[1]若小车不动,从发射激光脉冲到接收激光脉冲的时间间隔应恒定,而从题图乙可看出,从发射激光脉冲到接收激光脉冲的时间间隔逐渐增大,故可知小车C的速度方向与激光发射方向一致,即小车向右运动。
[2]作出小车运动的示意图如图所示
小车的位移为
false
在这段位移内小车运动的时间
false
故小车的速度大小
false
15.相同 检偏器
【解析】[1]使自然光先经起偏器成为线偏振光,出射光的偏振方向与其透振方向相同。
[2]右侧偏振元件可测得最终偏振方向,所以它是检偏器。
16.a b、d
【解析】[1][2] 单色光的单缝衍射图样中间条纹最亮最宽,而双缝干涉则是明暗条纹间距相同。属于光的干涉的是a,属于光的衍射的是b、d。
17.(1)把自然光变成偏振光; (2)横波; (3)ACD
【解析】第一空.偏振片A的作用是把自然光变成偏振光;
第二空. 偏振现象证明了光是一种横波;
第三空. 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错误;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C正确;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D正确.
18.false
【解析】光速false,设从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为t,则t时间内激光所通过的路程是月地距离的2倍,因false,则月球到地球的距离大约为
false
19.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
【解析】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。
20.(1)大约0.8 mm时会出现条纹;当缝间距变小时,屏幕上条纹间距逐渐变宽,但亮度逐渐减弱;(2)会观察到中央为亮圆,周围为彩色的圆环
【解析】(1) 当缝比波长大的多时,光沿直线传播,当缝与波长差不多,大约0.8 mm时会出现衍射条纹;当缝间距变小时,衍射现象更明显,屏幕上条纹间距逐渐变宽,但亮度逐渐减弱;
(2)因为发生了衍射,故会观察到中央为亮圆,周围为彩色的圆环。