4.6 光的偏振 激光
一、单选题
1.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
2.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
3.下列关于仪器原理的说法中正确的是( )
A.甲图中,雷达测速应用了多普勒效应
B.乙图中,激光切割金属利用了激光相干性好的特点
C.丙图中,观看立体电影时,需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象
D.丁图中,纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象
4.以下说法正确的是( )
A.利用超声波的多普勒效应,可测量心脏血液的流速
B.两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大
C.红外线有显著的热作用,照射大额钞票上的荧光物质,可以使其发光
D.照相机镜头的偏振镜是为了减少光的反射损失,增加透射光的强度
5.光给世界带来五彩斑斓的景象,也将自然规律蕴含其中.下列有关光学现象的叙述正确的是( )
A.荷叶上的露珠底部显得特别“明亮”是由于水珠将光线汇聚而形成的
B.照相机镜头前镀增透膜,应用了光的干涉原理
C.泊松亮斑是光沿直线传播产生的
D.医学上的内窥镜,其核心部件光导纤维能传输光信号是利用光的偏振
6.光学现象在实际生活、生产中有许多应用。下列光学现象,说法正确的是( )
A.白光通过三棱镜后分解为彩色光,是光的色散现象
B.全息照相利用了光的全反射现象
C.医学上可以用激光做“光刀”是由于激光是相干光
D.戴上特制眼镜在电影院观看3D电影有立体感是利用了光的干涉现象
7.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
8.有关光学现象的解释,下列说法正确的是( )
A.表示危险的信号灯选用红灯的一个重要原因是因为红光更容易发生衍射
B.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象
C.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
D.肥皂泡在阳光下出现彩色条纹,这是光的衍射现象
9.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
10.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,其透振方向正好与对面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.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是竖直的
C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上,车灯玻璃的透振方向是斜向左上
D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上
11.光的偏振现象说明了( )
A.光是一种横波 B.光是一种纵波
C.光是一种电磁波 D.光波的波长很短
12.下列关于光的一些现象,以下说法中不正确的是( )
A.液晶显示是光的偏振现象的应用
B.在岸边观察水中的鱼,鱼的实际深度比看到的要深
C.看月全食时整个月亮是暗红的,太阳光中的红光在月球表面形成干涉条纹
D.分别用紫光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,红光时得到的条纹间距更宽
13.光学具有强大的生命力和不可估量的发展前景,有关光学现象的说法正确的是( )
A.在同一种介质中,波长越短的光传播速度越大
B.光的偏振现象表明光是横波
C.摄像机镜头上的增透膜是利用了膜前后表面的反射光相互干涉并加强的原理
D.做双缝干涉实验时,用红光替代紫光,相邻明条纹间距变小
二、多选题
14.对于下列四幅图,以下说法正确的是( )
A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图,其中a光束在水珠中传播的速度一定小于b光束在水珠中传播的速度
B.图乙是一束单色光进入足够长的平行玻璃砖后传播的示意图,无论入射角i增大到多少,都一定有光线从bb′面射出
C.图丙中的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上的光亮度将明、暗交替变化,此现象表明光是横波
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
15.如图所示,下列说法不正确的有( )
A.如图甲,自然光由空气射入水面上,反射光不是偏振光
B.如图乙,立体电影原理和照相机镜头表面涂上的原理一样
C.如图丙从筷子“折断”的现象,光线在水面上发生了折射
D.如图丁为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样
16.如下四幅图涉及到不同的物理知识,则下列说法正确的是( )
A.图中的立体电影是利用了光的衍射现象
B.用图中的彩超仪器进行医学检测时利用了多普勒效应
C.图中肥皂泡上不同的颜色是光的干涉造成的
D.用图中镜头拍某些照片时为了增强反射光会在镜头前加偏振片
17.关于下列光学现象,说法中正确的是( )
A.电磁波和其他可见光一样,也能产生衍射现象
B.水中蓝光的传播速度比红光的慢
C.光的偏振现象说明光是纵波
D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽
三、填空题
18.一波源Q发出一列简谐横波,波源Q的振动图像如图所示.在波的传播方向上有M、N两质点,它们到波源Q的距离分别为30m和48m,测得MN开始振动的时间间隔为3.0s.下列说法正确的是_________
A.M开始振动的方向向上
B.该波的波长为18m
C.N的振动比波源Q滞后8.0s
D.N开始振动后,在9s内通过的路程为0.3m
E该波不能发生偏振现象
19.在纵波中,_________。在横波中,_________。这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波。_________不能产生偏振现象。相同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的。这个现象称为“____________”。一列沿水平方向传播的横波,既可能沿上下方向振动,也可能沿左右方向振动,还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“____________”。
试卷第6页,共6页
试卷第5页,共6页
参考答案
1.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。
2.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。
3.A
【详解】
A.甲图中,雷达测速利用了多普勒效应,故A正确;
B.乙图中,激光切割金属利用了激光亮度高、能量大的特点,故B错误;
C.丙图中,观看立体电影时,需配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象,故C错误;
D.丁图中,光导纤维传递信息利用了光的全反射现象,故D错误。
故选D。
4.A
【详解】
A.利用超声波的多普勒效应,可测量心脏血液的流速,选项A正确;
B.两列波发生干涉,振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大,但是位移不一定大,选项B错误;
C.红外线有显著的热作用;紫外线有荧光效应,则用紫外线照射大额钞票上的荧光物质,可以使其发光,选项C错误;
D.在照相机镜头前加一个偏振片,振动方向不同,从而能减弱从水面、玻璃的反射光的透射强度,选项D错误。
故选A。
5.B
【详解】
A.水珠呈“球形”,入射光线进入水珠后,被水珠的后表面反射,再进入空气时,发生“全反射”,所以,水珠看起来特别明亮,故A错误;
B.照相机、摄影机镜头表面涂有增透膜,利用了光的干涉原理,使反射光线进行叠加削弱,从而增加透射光的强度,故B正确;
C.泊松亮斑是光的衍射形成的,故C错误;
D.光导纤维传递光信号是利用了光的全反射原理,故D错误。
故选B。
6.A
【详解】
A.白光通过三棱镜后分解为彩色光,是光的色散现象;A正确;
B.全息照相是利用了光的干涉原理,B错误;
C.医学上用激光做“光刀”来进行手术,主要是利用了激光的亮度高,能量强的特点,C错误;
D.戴上特制眼镜在电影院观看3D电影有立体感是利用了光的偏振现象;D错误。
故选A。
7.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。
8.A
【详解】
A.表示危险的信号灯选用红灯的一个重要原因是因为红光波长较长,更容易发生衍射,故A正确;
B.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹,这是光的衍射现象,故B错误;
C.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象,故C错误;
D.肥皂泡在阳光下出现彩色条纹,这是光的干涉现象,故D错误。
故选A。
9.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。
10.D
【详解】
A.若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平,从车灯发出的光经物体反射后将不能透过前窗玻璃,司机面前将是一片漆黑,A错误;
B.若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直,则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼,B错误;
C.若前窗玻璃透振方向是斜向右上,车灯玻璃的透振方向是斜向左上,则车灯发出的光经物体反射后无法透进本车车窗内,却可以透进对面车的车窗内,C错误;
D.若前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上,则车灯发出的光经物体反射后可以透进本车车窗内,且不可以透进对面车的车窗内,D正确。
故选D。
11.A
【详解】
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,故光的偏振现象说明也证明了光是横波。所以A正确;BCD错误;
故选A。
12.C
【详解】
A.液晶显示器是利用光的偏振制成,故A正确;
B.根据光在水中的折射原理,在水面上看到水下的任何东西都是光折射出来虚像,而真实的物体会在看到的虚像更深的地方,故B正确;
C.看到整个月亮是暗红的,是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球,故C错误;
D.条纹间距与波长成正比,所以相邻红光干涉条纹间距大于相邻紫光干涉条纹间距,故D正确;
故选C。
13.B
【详解】
A.同一种介质对波长越短的光折射率越大,再根据可知在同一种介质中,波长越短的光传播速度越小,故A错误;
B.光的偏振现象表明光是横波,故B正确;
C.摄像机镜头上的增透膜是利用了膜前后表面的反射光相互干涉并减弱的原理,故C错误;
D.做双缝干涉实验时,用红光替代紫光,光的波长增大,根据可知相邻明条纹间距变大,故D错误。
故选B。
14.BC
【详解】
A.根据折射率和光的传播速度之间的关系
可知,折射率越大,传播速度越小,从题图甲中可以看出,b光线在水珠中偏折程度大,即b的折射率大于a的折射率,则a在水珠中的传播速度大于b在水珠中的传播速度,故A错误;
B.当入射角i逐渐增大时,折射角逐渐增大,但折射角始终小于临界角,根据几何知识可知,光在玻璃砖内的入射角不可能大于临界角,不论入射角i如何增大,玻璃砖中的光线不会发生全反射,故肯定有光线从bb′面射出,故B正确;
C.只有横波才能产生偏振现象,所以光的偏振现象表明光是一种横波,故C正确;
D.由于不知道被检测工件表面的放置方向,故不能判断此处是凸起还是凹陷的,故D错误。
故选BC。
15.AB
【详解】
A.如图甲,自然光由空气射入水面上,反射光是偏振光,故A错误,符合题意;
B.如图乙,立体电影原理是光的偏振;照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉,故B错误,符合题意;
C.如图丙,从筷子“折断”的现象可以看出,光线在水面上发生了折射,故C正确,不符合题意;
D.如图丁,是光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样,故D正确,不符合题意。
故选AB。
16.BC
【详解】
A.立体电影利用的是光的偏振,A错误;
B.医院进行医学检测时用的彩超仪器,利用了超声波的多普勒效应,B正确;
C.肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉现象,光在肥皂泡的内外表面反射形成的频率相同的光相互叠加,从而出现彩色条纹,C正确;
D.在照相机镜头前加一个偏振片,能减弱反射光使像清晰,D错误。
故选BC。
17.ABD
【详解】
A.一切波都有干涉、衍射现象,电磁波也是波,因此电磁波和其他可见光一样均具有干涉、衍射等现象,故A正确;
B.蓝光的折射率大于红光的折射率,根据
v=
知,水中蓝光的传播速度比红光慢,故B正确;
C.光的偏振现象说明光是横波,故C错误;
D.由于红光的波长大于蓝光的波长,根据条纹间距等于
Δx=λ
故在同一装置上做双缝干涉实验,用红光时得到的条纹间距更宽,故D正确。
故选ABD。
18.ACD
【详解】
因振源开始起振的方向向上,可知M开始振动的方向向上,选项A正确;由振动图象可知该波的周期 T=6s,M、N两点开始振动的时间间隔为△t=3.0s=T,所以M、N间的距离为半个波长,所以λ=2×(48-30)m=36m,故B错误.该列波的波速为 v=λ/T=36/6m/s=6m/s,N的振动比波源Q滞后,故C正确.9s=1T,则N开始振动后,在9s内通过的路程为6A=30cm=0.3m,选项D正确;该波是横波,能发生偏振,选项E错误;故选ACD.
【点睛】
本题的关键是明确机械波的传播原理,后面质点重复前面质点的振动,但是总是滞后前面的质点;同时要求同学们能根据振动图象图象读出周期,进而判断MN两点的位置关系,从而求波长和波速.
19.振动方向与波的传播方向平行 振动方向与波的传播方向垂直 纵波 偏振现象 偏振方向
【详解】
在纵波中,振动方向与波的传播方向平行。在横波中,振动方向与波的传播方向垂直。这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波。
纵波不能产生偏振现象。
相同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏振现象”。一列沿水平方向传播的横波,既可能沿上下方向振动,也可能沿左右方向振动,还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“偏振方向”。答案第6页,共6页
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