4.6光的偏振激光课后练习能力提升--2021_2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修一
练习
一、单选题,共10小题
1.2020年11月13日,中国首艘万米深潜器“奋斗者号”深潜至地球最深处的马里亚纳海沟,科研人员通过光缆、卫星,借助激光、无线电波等来传输信号,实现即时通讯和电视直播。下列说法正确的是( )
A.无线电波是横波,激光是纵波
B.无线电波在海水中无法传播,只能借助光缆来传输信号
C.电视直播过程中发射和接收的无线电波是可以通过振荡电路产生的
D.激光是偏振光,只有在其振动方向与偏振片的透振方向平行时才能通过偏振片
2.下列说法正确的是( )
A.雨后天空出现彩虹,这是光的衍射现象
B.在光导纤维束内传送彩色图像是利用光的色散现象
C.自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变成偏振光
D.雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的,这是光的干涉现象
3.下列有关光现象及光的应用正确的是( )
A.光的偏振现象说明光是一种纵波
B.不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑属于光的干涉现象
C.光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率
D.用点光源照射小圆孔,后面光屏上会出现明暗相间的圆环,这是圆孔衍射现象
4.下列说法正确的是( )
A.变化的电场一定产生变化的磁场
B.光的偏振现象说明光是纵波
C.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光线从气泡中射向水中时,一部分光在界面上发生了全反射
D.交警可以利用多普勒效应对行驶的汽车进行测速
5.下列说法正确的是( )
A.光的偏振现象说明光是纵波
B.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的
C.在单缝衍射实验中,缝越宽得到的中央亮条纹也越宽
D.波长越短的电磁波,越容易绕过障碍物,便于远距离传播
6.关于甲、乙、丙、丁四幅图说法正确的是( )
A.图甲是光线通过小圆板得到的衍射图样
B.图乙是医学上用光导纤维制成的内窥镜,它可以用来检查人体器官内部病变情况,利用的是光的衍射原理。
C.图丙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
D.图丁中的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上的光亮度会发生变化,此现象表明光波是一种横波
7.下列说法正确的是( )
A.光从光疏介质射入光密介质,若入射角大于临界角,则一定发生全反射
B.地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,可以判断该星球正在远离地球
C.拍摄玻璃橱窗内的物体时,在镜头前可以加装一个偏振片以加强反射光的强度
D.牛顿环实验说明了光具有波动性,且照射光波长越长,观察到的条纹间隔越小
8.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
9.将两个紧靠在一起的偏振片放在一盏灯的前面,此时没有光通过。如果将其中的一个偏振片逐渐旋转180°,在旋转过程中,透过偏振片的光( )
A.先增强,然后又减弱到零
B.先增强,然后减弱到非零的最小值
C.在整个过程中都增强
D.先增强,再减弱,然后又增强
10.下列说法正确的有( )
A.光的偏振现象说明光是一种纵波
B.紫外线比红外线更容易发生衍射
C.白光下镀膜镜片看起来有颜色,是因为光发生了衍射
D.可利用多普勒效应对行驶汽车进行测速
二、多选题,共5小题
11.通过一块偏振片分别去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板的光,当以入射光线为轴转动偏振片时,能够观察到光线强弱有变化的是( )
A.电灯 B.蜡烛 C.月亮 D.反光的黑板
12.关于光的偏振,下列说法正确的是( )
A.自然光通过偏振片后就变成了偏振光
B.立体电影就利用了光的偏振现象
C.在拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时,可在镜头前装一偏振滤光片,使图像清晰
D.一束自然光在界面上发生反射与折射,反射光与折射光都是偏振的,且偏振方向都相同
13.下列说法正确的是( )
A.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光在折射时的色散现象
B.光波和声波一样能发生多普勒效应,说明光波是纵波
C.拍摄玻璃橱窗内的物体时,为了提高成像质量,往往在镜头前贴上增透膜
D.在光的单缝衍射实验中,缝越宽,衍射现象越不明显
14.激光的诞生是一件大事,它使得人类获得了极其理想的、自然界中不存在的光源。下列激光的特性及其应用,正确的是( )
A.医学上用激光“焊接”剥落的视网膜,是利用激光的相干性
B.实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验,是利用激光纯净度高
C.激光能够比较精确测量地球到月球的距离,是利用激光的平行度好
D.激光束很容易给坚硬的材料上打孔,是利用激光的亮度高
15.关于光的偏振现象,下面的应用正确的是( )
A.自然光通过起偏器后成为偏振光,利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向
B.立体电影利用了光的偏振现象
C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
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玻璃的反射光
三、填空题,共3小题
16.光纤通信的优点是:______、______、抗干扰性好、中继距离长、保密性好。
17.下列说法正确的是________.
A.电磁波是横波,可以观察到其偏振现象
B.当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长
C.物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的物体振幅越大
D.横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
E.做简谐运动的物体,其速度和加速度两物理量随时间的变化规律均符合正余弦函数变化规律
18.纳米科技是跨世纪新科技,将激光束宽度聚焦到纳米范围,可修复人体已损坏的器官,也可对DNA分子进行超微型基因修复。这是利用了激光的(______)。
A.单色性 B.方向性好 C.高能量 D.偏振性
纳米科技是人类认识自然的一个新层次,等于(______)。
A. B. C. D.
四、解答题,共2小题
19.当戴上偏振片眼镜观察水面时,能够清楚地看到水中的游鱼,试解释其中的道理。
20.激光有以下特点:频率单一、相干性好、方向性好,可在很小空间、很短时间内集中大量能量,所以亮度高。全息照相、激光雷达、切割金属各是应用了激光的什么特性
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.C
【详解】
A.无线电波和激光都是电磁波,都是横波,选项A错误;
B.无线电波在海水中也能传播,只是能量损失较大,借助光缆来传输信号可减小能量损失,选项B错误;
C.电视直播过程中发射和接收的无线电波是可以通过LC振荡电路产生的,选项C正确;
D.激光是偏振光,在其振动方向与偏振片的透振方向夹角增大时,透射光的强度减弱,当两个偏振片的偏振方向垂直时,透射光的强度才为零,即当其振动方向与偏振片的透振方向不平行但不垂直时也有部分光能通过偏振片,选项D错误。
故选C。
2.D
【详解】
A.雨后天空出现彩虹,这是光的色散现象,故A错误;
B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象,故B错误;
C.偏振光在自然界中也是存在的,如反射光就是偏振光,故C错误;
D.雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的,这是光的薄膜干涉现象,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】
A.光的偏振现象说明光是一种横波,故A错误;
B.不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑,这是光的衍射现象,故B错误;
C.光导纤维中内层的折射率大于外层,光线在内外层的界面上发生了全反射,故C错误;
D.用点光源照射小圆孔,后面光屏上会出现明暗相间的圆环,这是圆孔衍射,故D正确。
故选D。
4.D
【详解】
A.变化的电场一定产生磁场,但磁场不一定变化,A错误;
B.光的偏振现象说明光是横波,B错误;
C.水中的气泡看起来特别明亮,是因为光线从水中射向气泡时,一部分光在界面上发生了全反射,C错误;
D.交警可以利用多普勒效应,根据频率的变化对行驶的汽车进行测速,D正确。
故选D。
5.B
【详解】
A.偏振是横波特有的现象,光能发生偏振说明光是横波,A错误;
B.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的,B正确;
C.在单缝衍射实验中,缝越窄得到的中央亮条纹越宽,C错误;
D.波长越短的电磁波,越不容易发生衍射,越不容易绕过障碍物,不便于远距离传播,D错误。
故选B。
6.D
【详解】
A.图甲是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A错误;
B.图乙是医学上用光导纤维制成内窥镜,用来检查人体内脏器官的内部,它利用了光的全反射原理,故B错误;
C.图丙是薄膜干涉,条纹向空气薄膜较薄处发生弯曲,说明空气薄膜变厚,则被检测的平面在此处是凹陷的,故C错误;
D.图丁中的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上的光亮度会发生变化,此现象表明光波是一种横波,故D正确。
故选D。
7.B
【详解】
A.发生全反射的必要条件是光从光密介质射入光疏介质,当光从光疏介质射入光密介质时,一定不发生全反射,A错误;
B.地球上接受到离地球远去的遥远星球发出的光波,考虑多普勒效应会出现红移现象,即波长变大, B正确;
C.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小反射光的强度,使照片清晰,C错误;
D.牛顿环实验说明了光具有波动性,且照射光波长越长,观察到的条纹间隔越大,D错误。
故选B。
8.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。
9.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。
故选A。
10.D
【详解】
A.光的偏振现象说明光是一种横波, A错误;
B.当波长与障碍物的尺寸差不多或大于障碍物的尺寸,可以发生明显的衍射现象,故对同一障碍物,波长越长越容易发生明显的衍射现象,红外线比紫外线的波长更长,则红外线更容易出现明显衍射,B错误;
C.镜片上镀的膜叫做增透膜,它的厚度等于绿光在该介质中波长的四分之一,绿光经过增透膜的两个表面反射后发生干涉,振动减弱,绿光的通过率最高,反射率最低,在反射光中几乎没有绿光,所以看起来有颜色,不是光的衍射现象, C错误;
D.多普勒效应是指波源或观察者发生移动,而使两者间的位置发生变化,使观察者收到的频率发生了变化,据此可以利用多普勒效应进行测速,D正确。
故选D。
11.CD
【详解】
从电灯、蜡烛等光源直接发出的光是自然光,月亮和黑板反射的光是偏振光,当以入射光线为轴转动偏振片时,能够观察到光线强弱有变化的一定是偏振光,故选CD。
12.ABC
【详解】
A.自然光在垂直于传播方向上沿一切方向振动且各个方向振动的强度都相同,透过一个偏振片后就成为偏振光,故A正确;
B.立体电影利用的是光的偏振,故B正确;
C.拍摄日落时水面、池中的鱼等景物时,为防止反射光干扰,在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响,故C正确;
D.一束自然光在界面上发生反射与折射,反射光与折射光都是偏振的,偏振方向不相同,故D错误。
故选ABC。
13.AD
【详解】
A.三棱镜观察白光看到的彩色图样,是光在折射时的色散现象,故A正确;
B.光波和声波一样能发生多普勒效应,通过光的偏振现象,说明光波是横波,故B错误;
C.拍摄玻璃橱窗内的物体时,防止光的反射,通过偏振片来阻碍反射光的进入,故C错误;
D.光的单缝衍射实验中,当缝越窄,衍射现象越明显,而当缝越宽,衍射现象越不明显,故D正确;
故选AD。
14.BCD
【详解】
A. 医学上用激光“焊接”剥落的视网膜,是利用激光的亮度高,强度大,能量集中的特点,A错误;
B. 实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验,是利用激光纯净度高,频率单一,相干性好的特点,B正确;
C. 激光能够比较精确测量地球到月球的距离,是利用激光的平行度好,C正确;
D. 激光束很容易给坚硬的材料上打孔,是利用激光的亮度高,强度大,能量集中的特点,D正确。
故选BCD。
15.ABD
【详解】
A.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,利用检偏振器可以检验出偏振光的振动方向,故A正确;
B.放映的时候也是用双镜头放映机,其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片,观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片,这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图象,故B正确;
C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象,故C错误;
D.拍摄日落时水面下的景物时,为防止反射光,所以在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响,故D正确。
故选ABD。
16.方向性好 容量大
【详解】
[1]光纤通信的主要优点是方向性好
[2]容量大、衰减小、抗干扰性强,载有声音、图象以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入,就可沿着光纤传到千里之外的另一端,实现光纤通信.
17.ABE
【解析】
电磁波是横波,可以观察到其偏振现象,选项A正确;当一列声波从空气中传入水中时,波速变大,周期不变,则波长一定会变长,选项B正确;物体做受迫振动时,当驱动力频率越接近于物体的固有频率时,受迫振动的物体振幅越大,选项C错误;横波在传播过程中,质点不随波迁移,选项D错误;做简谐运动的物体,其速度和加速度两物理量随时间的变化规律均符合正余弦函数变化规律,选项E正确;故选ABE.
18.BC C
【详解】
(1)[1]激光用于医疗卫生,修复人体器官及对DNA分子修复等,是因为激光有非常好的方向性和非常高的能量,AD错误,BC正确,故选BC。
[2]纳米是长度单位,波长经常用纳米作单位,,ACD错误,B正确,故选B。
19.由于水面反射的光对人眼产生干扰,使人不能清楚地看到水面下的物体,从水面反射的光中包含有很多偏振光,偏振片眼镜可不让这些偏振光进入眼睛,则水中的游鱼,可以比较清楚地被看到。
【详解】
由于水面反射的光对人眼产生干扰,使人不能清楚地看到水面下的物体,从水面反射的光中包含有很多偏振光,偏振片眼镜可不让这些偏振光进入眼睛,则水中的游鱼,可以比较清楚地被看到。
20.相干性好、亮度高、方向性好
【详解】
全息照相、激光雷达、切割金属分别应用了激光的相干性好、亮度高、方向性好的特性。答案第1页,共2页
答案第1页,共2页