4.6光的偏振 激光 学科素养提升练（word版含答案）

4.6光的偏振 激光 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．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
2．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
3． 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
4．关于光的干涉，衍射和偏振的应用，下列说法不正确的是（　　）
A．泊松亮斑是光的衍射现象
B．单色光的双缝干涉条纹是明暗相间等间距的条纹
C．在太阳光下看肥皂泡是彩色的，该现象是光的衍射现象
D．液晶显示用到了偏振光
5．下列各图中，关于光学知识应用的描述正确的是（　　）
A．医用内窥镜运用了光的折射原理
B．全息照相运用了光的偏振原理
C．立体电影运用了光的衍射原理
D．照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理
6．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
7．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
8．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
9．下列说法正确的是（　　）
A．β射线是原子核的核外电子电离后形成的电子流
B．全息照相是利用了光的干涉原理
C．紫外线在工业上可以检查金属零件内部缺陷
D．摄影机镜头前加一个偏振片，这样做是为了增加光的透射强度
10．下列说法正确的是（　　）
A．检验工件平整度的操作中，如图1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：Q为凹处，P为凸处
B．图2为光照射不透明小圆孔得到的衍射图样
C．图3海市蜃楼和沙漠蜃景都是光的全反射现象，其中沙漠蜃景产生的原因是由于沙漠上层空气的折射率比下层空气折射率大
D．图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理是相同的
11．下列说法正确的有（　　）
A．全息照片的拍摄是利用了光的衍射原理
B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏
C．光的偏振现象说明光是横波
D．光从其传播速度大的介质射向其传播速度小的介质时可能发生全反射
12．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
13．下列说法正确的是（ ）
A．如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些
B．激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制，用来传递信息
C．从本质上说激光是横波
D．激光测距雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪
14．关于光现象的解释，下列说法正确的是（　　）
A．雨后天空中出现彩虹，这是光的干涉现象
B．浮在水面上的油膜呈现出彩色的原因是光的干涉
C．激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的衍射原理进行的
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削弱反射光的干扰
E.由地球上接收到遥远天体发出的光波发生“红移”现象（波长变长，频率变低），可以判断遥远天体正远离地球
15．下列说法正确的是（　　）
A．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关
B．分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距
C．如图甲所示，a、b两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，则在玻璃中a光的全反射临界角大于b光的全反射临界角
D．如图乙所示，偏振片P的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成角振动的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一侧能观察到透射光
二、解答题
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
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？
参考答案
1．D
【详解】
A．医用内窥镜中的光导纤维运用了光的全反射原理，故A错误；
B．液晶屏显像过程中应用了偏振片，利用了光的偏振，故B错误；
C．照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理，故C错误；
D．全息照相运用了光的干涉原理，故D正确。
故选D。
2．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。
3．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。
4．C
【详解】
A．泊松亮斑，光偏离原来的直线方向传播，是光的衍射现象，故A正确；
B．单色光的双缝干涉条纹是明暗相间等间距的条纹,故B正确；
C．在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹，这是薄膜干涉现象，故C错误；
D．液晶显示用到了偏振光，故D正确。
故选C。
5．D
【详解】
A．医用内窥镜传送光信号是利用了光的全反射原理，故A错误；
B．全息照相运用了激光的干涉原理，故B错误；
C．立体电影运用了光的偏振原理，故C错误；
D．相机镜头表面涂上增透膜以增强透射光的强度，是利用了光的薄膜干涉原理，故D正确。
故选D。
6．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。
7．B
【详解】
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。
8．D
【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，处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知处凹陷，而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，知处凸起，故A正确；
B．泊松亮斑是光线通过小圆板得到的光的衍射图样，故B正确；
C．沙漠蜃景是光的全反射现象，而光导纤维是光的全反射现象，它们的原理相同，故C正确；
D．立体电影是光的偏振，与照相机镜头表面涂上增透膜是光的干涉现象，它们的原理不相同，故D错误。
本题选择错误的，故选D。
9．B
【详解】
A．β射线是原子核内中子转变为质子后形成的电子流，A错误；
B．全息照相是利用了光的干涉原理，B正确；
C．射线在工业上可以检查金属零件内部缺陷，C错误；
D．摄影机镜头前加一个偏振片，这样做是为了过滤反射光，增加拍摄的清晰度，D错误。
故选B。
10．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，不符合题意；
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，而沙漠蜃景产生的原因是由于沙漠上上层空气的折射率比下层空气折射率大，光发生全反射造成的，故C正确，符合题意；
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，不符合题意。
故选C。
11．C
【详解】
A．全息照片的拍摄是利用了光的干涉原理，故A错误；
B．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，可以用来做显示屏，故B错误；
C．只有横波才能产生偏振现象，故C正确；
D．光从其传播速度小的介质射向其传播速度大的介质时可能发生全反射，故D错误。
故选C。
12．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。
13．BCD
【详解】
A．如果地球表面没有大气层，就是光的直射；若有大气层，由于光的折射，导致照亮的范围变大，故A错误；
BC．激光是一种人工产生的频率单一，通常用作相干光对它进调制来传递信息，激光属于电磁波，所以从本质上说激光是横波，故BC正确；
D．激光的频率高，波长短，不容易发生衍射，所以激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪，故D正确；
故选BCD。
14．BDE
【详解】
A．雨后天空中出现彩虹，这是光的色散现象，故A错误；
B．浮在水面上的油膜呈现出彩色的原因是光的干涉，故B正确；
C．激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的全反射原理进行的，故C错误；
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面的反射导致成像不清，往往在镜头前加一个偏振片以削弱反射光的干扰，故D正确；
E．根据多普勒效应，接收到遥远天体发出的光波频率变小，遥远天体正远离地球，故E正确。
故选BDE。
15．ABD
【详解】
A．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关，选项A正确；
B．分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，由于红光的波长较长，根据双缝干涉实验条纹间距公式
可知，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距，选项B正确；
C．如图甲所示，a、b两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，由于b光入射角较大，光的偏向角减小，说明b光的折射率较小，根据全反射临界角公式
可知，则在玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角，选项C错误；
D．如图乙所示，偏振片P的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成45°角振动的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一侧能观察到透射光，选项D正确。
故选ABD。
16．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．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。