4.6光的偏振激光 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.6光的偏振激光 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 342.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-08 05:02:36 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修一 4.6 光的偏振 激光
一、单选题
1．关于光现象，下列说法错误的是（ ）
A．用光导纤维传送图象信息，利用了光的全反射原理
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，属于色散现象
C．3D电影的播放和观看利用了光的偏振
D．全息照片的拍摄主要利用了光的干涉
2．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
3．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
4．下列说法中正确的组合是（ ）
(1)光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
(2)当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
(3)光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性，还说明了光是横波
(4)在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
(5)雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的
(6)由于人体内脏的固有频率接近某些次声波频率，因此这些次声波对人体有危害
(7)隔着墙听和直接听某个声音，声调会有变化
(8)利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速
(9)汽车减震系统的固有周期一般会远大于外界冲击力的周期
(10)观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行
A．1 7 10 B．2 4 6
C．4 5 9 D．6 8 9
5．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（ ）
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
6．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
7．下列说法正确的是（ ）
A．医生诊病时常用的“彩超”是利用了多普勒效应
B．医生诊病时常用的“B超”是利用了超声波频率高，容易衍射的特点
C．3D电影具有立体感，其基本原理是利用了光的干涉
D．为避免高楼大厦因风力、地面振动等因素引起的共振，可使其固有频率接近外界驱动力的频率
8．纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚集到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的（ ）
A．单色性 B．可调谐 C．高能量 D．相干性
9．如图所示，让太阳光（自然光）通过M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上的亮度变化情况，下列判断中正确的是（ ）
A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光
B．光屏上亮度基本不变
C．光屏上亮、暗交替变化出现
D．光屏上只有一条亮线随偏振片的转动而转动
10．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
11．激光测距雷达是一种可以用来测距的装置，激光可以用来进行精确测距是由于激光（ ）
A．具有高度的相干性 B．平行度好 C．亮度高 D．单色性好
12．下列说法不正确的是（ ）
A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理
B．图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样
C．图3沙漠蜃景是光的全反射现象，其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立体电影利用了光的衍射原理
二、填空题
13．（1）关于光现象，下列说法错误的是_______。
A．用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，属于色散现象
C．3D电影的播放和观看利用了光的偏振
D．全息照片的拍摄主要利用了光的干涉
E. 在双缝干涉实验中，若用白光作光源，则不能观察到干涉图样
（2）如图所示，在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，频率为2.5Hz，在t=0时，xP=2m的P点位于平衡位置，速度沿-y方向，xQ=6m的Q点位于平衡位置下方的最大位移处，求：
①质点P第一次有+y方向最大加速度需经过的时间t ________ ；
②波的传播速度v _______。
14．光的干涉和衍射现象揭示了光具有_________性（选填“波动”或“粒子”）；光的偏振现象说明了光是_________（选填“横波”或“纵波”）。
15．（1）肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是_____现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是_____现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是_____现象；
（2）要使光产生明显的衍射，条件是_____；
（3）当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是_____；
（4）如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明_____。
16．一束光由真空入射到平面玻璃上，当其折射角为30°时，反射光恰好产生完全偏振，因此，可以推断玻璃的折射率为_____________．
17．电子表的液晶显示屏：两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶各向异性的属性，特别是当偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，这种性质叫做液晶的______。利用这种特性控制让光通过或不通过，从而显示数字的形状。
三、解答题
18．一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s，波长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W。
(1)每列光脉冲的长度是多少？
(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm2吸收能量达到60 J以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积是50 mm2，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失？
19．激光适用于室内照明吗？为什么？试从激光的特性来解释。
20．某种激光雷达测距软件可以同时显示两列波形，当激光器发射激光时，在电脑液晶显示器上显示一个正的波形，而接收器接收到反射回来的光波时又会显示一个负的波形.某次实际测量时显示器上显示的图像如图所示，已知激光器每秒钟发射激光脉冲数为个，被测物与测量者之间的距离小于，则由图可求出被测物与测量者之间的距离为多少。
21．简述全息照相的原理，说明全息照片与普通照片的不同。
22．如图所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由
（1）在单色自 然光源S后加一偏振片P ．
（2）在(1)情况下，再加P1、P2，P1与P2透振方向垂直．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理，故A正确；
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，是由于肥皂泡前、后表面反射回来的光发生干涉，不是色散现象，故B错误；
C．3D立体电影放映时，将两条电影影片分别装入左、右电影放映机，并在放映镜头前分别装两个偏振轴互成90°的偏振镜，两台放映机同步运转，同时将画面投放在银幕上，形成左像、右像双影，当观众戴上特制的偏光眼镜时，由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并与放映机镜头前的偏振轴相一致，致使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通过双眼会聚功能将左、右像叠合在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果，故C正确；
D．全息摄影采用激光作为照明光源，并将光源发出的光分为两束，一束直接射向感光片，另一束经被摄物反射后再射向感光片，两束光在感光片上叠加发生干涉，感光底片上各点的感光程度不仅随反光强度不同而不同，而且随两束光的相位关系不同而不同，所以全息摄影不仅记录了物体上的反光强度，也记录了相位信息，人眼直接去看这种感光的底片，只能看到像指纹一样的干涉条纹，但如果用激光去照射它，人眼透过底片就能看到与原来被拍摄物体完全相同的三维立体像，所以全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，故D说法正确。
此题选择错误选项，故选B。
2．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。
3．A
【详解】
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＝λ
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。
4．D
【详解】
(1)光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，此说法错误；
(2)当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动。故该说法错误；
(3)光的干涉和衍射能说明光具有波动性，但不能说明光是横波，此说法错误；
(4)在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，因红光的波长比绿光大，根据
可知，则条纹间距变宽，此说法正确；
(5)雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射形成的，此说法错误；
(6)由于人体内脏的固有频率接近某些次声波频率，从而发生共振现象，因此这些次声波对人体有危害，此说法正确；
(7)在隔着墙听和直接听某个声音，前者是衍射，后者是直线传播，音调不会有变化，故此说法错误；
(8)多普勒效应是波特有的现象，医生利用超声波的多普勒效应可以探测病人血管中血液的流速，故此说法正确；
(9)为了防止共振，汽车减震系统的固有周期要远大于外界冲击力的周期，故此说法正确；
(10)观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向要相互垂直。故该说法错误；
故选D。
5．D
【详解】
A．激光是电磁波中的一种，是一种横波，A项错误；
B．频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B项错误；
C．能产生干涉的条件是两列光的频率要相同，C项错误；
D．测定距离就是利用激光的平行度高的特性，D项正确。
故选D。
6．A
【详解】
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。
7．A
【详解】
A．医生诊病时常用的“彩超”是利用了多普勒效应，A正确；
B．医生诊病时常用的“B超”是利用了超声波频率高，穿透力强的特点，B错误；
C．3D电影具有立体感，其基本原理是利用了光的偏振，C错误；
D．为避免高楼大厦因风力、地面振动等因素引起的共振，可使其固有频率远离外界驱动力的频率，D错误。
故选A。
8．C
【详解】
将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的高能量。所以选项C正确。
故选C。
9．B
【详解】
太阳光是自然光，在垂直于光的传播方向的平面内，光的振动沿任意方向，且各个方向上的光振动强度相同，所以旋转偏振片只能改变光振动的方向，不能改变光的强度。
故选B。
10．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。
11．B
【详解】
激光测距雷达能够利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度；
故选B。
12．D
【详解】
A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理，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．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；
D．立体电影是光的偏振，故D错误；
本题选择错误的，故选D。
13． ABE 0.1s
【详解】
(1)[1]A．光导纤维传播信号利用了光的全反射原理，故A错误；
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，是由于肥皂膜上下表面反射回来的光发生干涉不是色散现象，故B错误；
C．“3D电影”是应用了光的偏振原理，故C正确；
D．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，故D正确；
E．在双缝干涉实验中，若用白光做光源，白光含有七种不同的色光，七种色光波长不同，干涉后的条纹间距不同，故可得到彩色条纹，故E错误，
故选ABE；
(2)①[2] 由题意可知波传播的周期为T=0.4s，质点P第一次有+y方向最大加速度即达到负向最大位移，需经过的时间为四分之一个周期即
②[3]据题意可知波传播的周期为T=0.4s，波长关系为
可得
由波长、波速及周期间的关系
可得
14． 波动 横波
【详解】
[1]光的干涉和衍射现象揭示了光具有波动性；
[2]光的偏振现象说明了光是横波。
15． 干涉 光的色散 光的衍射 障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象 红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 光是一种横波
【详解】
(1)[1][2][3]肥皂膜表面可看到彩色条纹，是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的彩色条纹；而露珠在阳光下呈现的彩色，是光的色散现象；对于通过狭缝观察太阳也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度小于波的波长时，能发生明显的衍射现象
(2)[4]光波发生明显的衍射现象的条件是为当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小；
(3)[5]根据干涉条纹公式
可知，波长越长的，中间条纹较宽，且条纹间距也越大；也可知，当发生光的衍射时，则波长越长的，衍射条纹越宽，因此红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远；
(4)[6]纵波振子是沿传播方向震动的，所以它可以通过那个纸板上的眼，也就不能偏振了。而横波振子是沿与传播方向垂直的方向震动的，而且振子的平衡位置不变，当波传到纸板处，这里的振子无法震动，部分波就无法传过去了，即发生了“偏振”现象。
16．
【详解】
据题，当折射角为30°时，反射光恰好产生完全偏振，此时反射光线与折射光线垂直，由几何关系可得：反射角为i′=60°
由光的反射定律知，入射角i=i′=60°
根据折射定律得：.
【点睛】
解决本题的关键要知道反射光线与折射光线垂直时反射光恰好产生完全偏振，结合几何知识解答．
17．旋光性
【详解】
特别是当偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，这种性质叫做液晶的旋光性。
18．(1)3.0×10－3 m (2)300个
【详解】
(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需要的时间，所以一个光脉冲的长度为
L=c t=3.0×l08×l.0×10-11m=3.0×10-3m
(2)一个光脉冲所具有的能量为
E=P t=1.0×l010×l.0×10-11J
消除面积为50mm2的色斑需要的光脉冲数是
=300（个）
19．激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室内照明，会刺伤人的眼睛。
【详解】
激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室内照明，会刺伤人的眼睛。
20．
【详解】
发射相邻两个激光脉冲的时间间隔为
由题图可看出从发射激光到接收到反射脉冲所需的时间为
则被测物与测量者之间的距离为
由于，所以n只能取0，可得
21．见解析
【详解】
全息照片与普通照片的不同点为
1．观察全息照片的图像时，看到的三维立体图像和原来的物体几乎一模一样。
2．如果发现一个物体某部分被遮挡了，只要改变一下角度，就能观察到被遮挡的部分。
3．如果一张全息照片的大部分被损坏或丢失，只留下一小部分，从这一小部分照片仍可再现原物的全貌。
4．可以在同一张底片上记录多张图像，再现时可以在不同的角度上分别观察到两个不同物体的像而不互相干扰，假如将一个人奔跑的不同姿势依次记录在一张全息底片上，你只要晃动头部，就可以看到一个正在跑动的人。
22．（1）能看到干涉条纹 （2）不能看到干涉条纹
【详解】
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P后,到达、的光是从同一线偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹．且由于线偏振片很薄，对光程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片吸收而减弱．
（2）在（1）的情况下，再加、，而且与透光方向垂直，即使都有光透过也不是相干光，不满足干涉条件，所以无干涉现象．
【点睛】
只有两列频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．关于光现象，下列说法错误的是（ ）
A．用光导纤维传送图象信息，利用了光的全反射原理
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，属于色散现象
C．3D电影的播放和观看利用了光的偏振
D．全息照片的拍摄主要利用了光的干涉
2．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
3．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
4．下列说法中正确的组合是（ ）
(1)光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
(2)当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
(3)光的干涉和衍射不仅说明了光具有波动性，还说明了光是横波
(4)在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
(5)雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生全反射形成的
(6)由于人体内脏的固有频率接近某些次声波频率，因此这些次声波对人体有危害
(7)隔着墙听和直接听某个声音，声调会有变化
(8)利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速
(9)汽车减震系统的固有周期一般会远大于外界冲击力的周期
(10)观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相平行
A．1 7 10 B．2 4 6
C．4 5 9 D．6 8 9
5．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（ ）
A．激光是纵波
B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
6．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
7．下列说法正确的是（ ）
A．医生诊病时常用的“彩超”是利用了多普勒效应
B．医生诊病时常用的“B超”是利用了超声波频率高，容易衍射的特点
C．3D电影具有立体感，其基本原理是利用了光的干涉
D．为避免高楼大厦因风力、地面振动等因素引起的共振，可使其固有频率接近外界驱动力的频率
8．纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚集到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的（ ）
A．单色性 B．可调谐 C．高能量 D．相干性
9．如图所示，让太阳光（自然光）通过M上的小孔S后照射到M右方的偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上的亮度变化情况，下列判断中正确的是（ ）
A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光
B．光屏上亮度基本不变
C．光屏上亮、暗交替变化出现
D．光屏上只有一条亮线随偏振片的转动而转动
10．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
11．激光测距雷达是一种可以用来测距的装置，激光可以用来进行精确测距是由于激光（ ）
A．具有高度的相干性 B．平行度好 C．亮度高 D．单色性好
12．下列说法不正确的是（ ）
A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理
B．图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样
C．图3沙漠蜃景是光的全反射现象，其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立体电影利用了光的衍射原理
二、填空题
13．（1）关于光现象，下列说法错误的是_______。
A．用光导纤维传送图像信息，这是光的衍射的应用
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，属于色散现象
C．3D电影的播放和观看利用了光的偏振
D．全息照片的拍摄主要利用了光的干涉
E. 在双缝干涉实验中，若用白光作光源，则不能观察到干涉图样
（2）如图所示，在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，频率为2.5Hz，在t=0时，xP=2m的P点位于平衡位置，速度沿-y方向，xQ=6m的Q点位于平衡位置下方的最大位移处，求：
①质点P第一次有+y方向最大加速度需经过的时间t ________ ；
②波的传播速度v _______。
14．光的干涉和衍射现象揭示了光具有_________性（选填“波动”或“粒子”）；光的偏振现象说明了光是_________（选填“横波”或“纵波”）。
15．（1）肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是_____现象；露珠在太阳光照射下呈现的彩色是_____现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是_____现象；
（2）要使光产生明显的衍射，条件是_____；
（3）当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是_____；
（4）如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明_____。
16．一束光由真空入射到平面玻璃上，当其折射角为30°时，反射光恰好产生完全偏振，因此，可以推断玻璃的折射率为_____________．
17．电子表的液晶显示屏：两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶各向异性的属性，特别是当偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，这种性质叫做液晶的______。利用这种特性控制让光通过或不通过，从而显示数字的形状。
三、解答题
18．一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s，波长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W。
(1)每列光脉冲的长度是多少？
(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm2吸收能量达到60 J以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积是50 mm2，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失？
19．激光适用于室内照明吗？为什么？试从激光的特性来解释。
20．某种激光雷达测距软件可以同时显示两列波形，当激光器发射激光时，在电脑液晶显示器上显示一个正的波形，而接收器接收到反射回来的光波时又会显示一个负的波形.某次实际测量时显示器上显示的图像如图所示，已知激光器每秒钟发射激光脉冲数为个，被测物与测量者之间的距离小于，则由图可求出被测物与测量者之间的距离为多少。
21．简述全息照相的原理，说明全息照片与普通照片的不同。
22．如图所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由
（1）在单色自 然光源S后加一偏振片P ．
（2）在(1)情况下，再加P1、P2，P1与P2透振方向垂直．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．光导纤维传送图象信息利用了光的全反射原理，故A正确；
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，是由于肥皂泡前、后表面反射回来的光发生干涉，不是色散现象，故B错误；
C．3D立体电影放映时，将两条电影影片分别装入左、右电影放映机，并在放映镜头前分别装两个偏振轴互成90°的偏振镜，两台放映机同步运转，同时将画面投放在银幕上，形成左像、右像双影，当观众戴上特制的偏光眼镜时，由于左、右两片偏光镜的偏振轴互相垂直，并与放映机镜头前的偏振轴相一致，致使观众的左眼只能看到左像、右眼只能看到右像，通过双眼会聚功能将左、右像叠合在视网膜上，由大脑神经产生三维立体的视觉效果，故C正确；
D．全息摄影采用激光作为照明光源，并将光源发出的光分为两束，一束直接射向感光片，另一束经被摄物反射后再射向感光片，两束光在感光片上叠加发生干涉，感光底片上各点的感光程度不仅随反光强度不同而不同，而且随两束光的相位关系不同而不同，所以全息摄影不仅记录了物体上的反光强度，也记录了相位信息，人眼直接去看这种感光的底片，只能看到像指纹一样的干涉条纹，但如果用激光去照射它，人眼透过底片就能看到与原来被拍摄物体完全相同的三维立体像，所以全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，故D说法正确。
此题选择错误选项，故选B。
2．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。
3．A
【详解】
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＝λ
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。
4．D
【详解】
(1)光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，此说法错误；
(2)当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动。故该说法错误；
(3)光的干涉和衍射能说明光具有波动性，但不能说明光是横波，此说法错误；
(4)在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，因红光的波长比绿光大，根据
可知，则条纹间距变宽，此说法正确；
(5)雨后彩虹是由于太阳光入射到水滴中发生折射形成的，此说法错误；
(6)由于人体内脏的固有频率接近某些次声波频率，从而发生共振现象，因此这些次声波对人体有危害，此说法正确；
(7)在隔着墙听和直接听某个声音，前者是衍射，后者是直线传播，音调不会有变化，故此说法错误；
(8)多普勒效应是波特有的现象，医生利用超声波的多普勒效应可以探测病人血管中血液的流速，故此说法正确；
(9)为了防止共振，汽车减震系统的固有周期要远大于外界冲击力的周期，故此说法正确；
(10)观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向要相互垂直。故该说法错误；
故选D。
5．D
【详解】
A．激光是电磁波中的一种，是一种横波，A项错误；
B．频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B项错误；
C．能产生干涉的条件是两列光的频率要相同，C项错误；
D．测定距离就是利用激光的平行度高的特性，D项正确。
故选D。
6．A
【详解】
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。
7．A
【详解】
A．医生诊病时常用的“彩超”是利用了多普勒效应，A正确；
B．医生诊病时常用的“B超”是利用了超声波频率高，穿透力强的特点，B错误；
C．3D电影具有立体感，其基本原理是利用了光的偏振，C错误；
D．为避免高楼大厦因风力、地面振动等因素引起的共振，可使其固有频率远离外界驱动力的频率，D错误。
故选A。
8．C
【详解】
将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的高能量。所以选项C正确。
故选C。
9．B
【详解】
太阳光是自然光，在垂直于光的传播方向的平面内，光的振动沿任意方向，且各个方向上的光振动强度相同，所以旋转偏振片只能改变光振动的方向，不能改变光的强度。
故选B。
10．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。
11．B
【详解】
激光测距雷达能够利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度；
故选B。
12．D
【详解】
A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理，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．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；
D．立体电影是光的偏振，故D错误；
本题选择错误的，故选D。
13． ABE 0.1s
【详解】
(1)[1]A．光导纤维传播信号利用了光的全反射原理，故A错误；
B．肥皂泡看起来常常是彩色的，是由于肥皂膜上下表面反射回来的光发生干涉不是色散现象，故B错误；
C．“3D电影”是应用了光的偏振原理，故C正确；
D．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，故D正确；
E．在双缝干涉实验中，若用白光做光源，白光含有七种不同的色光，七种色光波长不同，干涉后的条纹间距不同，故可得到彩色条纹，故E错误，
故选ABE；
(2)①[2] 由题意可知波传播的周期为T=0.4s，质点P第一次有+y方向最大加速度即达到负向最大位移，需经过的时间为四分之一个周期即
②[3]据题意可知波传播的周期为T=0.4s，波长关系为
可得
由波长、波速及周期间的关系
可得
14． 波动 横波
【详解】
[1]光的干涉和衍射现象揭示了光具有波动性；
[2]光的偏振现象说明了光是横波。
15． 干涉 光的色散 光的衍射 障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象 红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远 光是一种横波
【详解】
(1)[1][2][3]肥皂膜表面可看到彩色条纹，是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的彩色条纹；而露珠在阳光下呈现的彩色，是光的色散现象；对于通过狭缝观察太阳也会看到彩色条纹，是因为当缝的宽度小于波的波长时，能发生明显的衍射现象
(2)[4]光波发生明显的衍射现象的条件是为当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小；
(3)[5]根据干涉条纹公式
可知，波长越长的，中间条纹较宽，且条纹间距也越大；也可知，当发生光的衍射时，则波长越长的，衍射条纹越宽，因此红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远；
(4)[6]纵波振子是沿传播方向震动的，所以它可以通过那个纸板上的眼，也就不能偏振了。而横波振子是沿与传播方向垂直的方向震动的，而且振子的平衡位置不变，当波传到纸板处，这里的振子无法震动，部分波就无法传过去了，即发生了“偏振”现象。
16．
【详解】
据题，当折射角为30°时，反射光恰好产生完全偏振，此时反射光线与折射光线垂直，由几何关系可得：反射角为i′=60°
由光的反射定律知，入射角i=i′=60°
根据折射定律得：.
【点睛】
解决本题的关键要知道反射光线与折射光线垂直时反射光恰好产生完全偏振，结合几何知识解答．
17．旋光性
【详解】
特别是当偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，这种性质叫做液晶的旋光性。
18．(1)3.0×10－3 m (2)300个
【详解】
(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需要的时间，所以一个光脉冲的长度为
L=c t=3.0×l08×l.0×10-11m=3.0×10-3m
(2)一个光脉冲所具有的能量为
E=P t=1.0×l010×l.0×10-11J
消除面积为50mm2的色斑需要的光脉冲数是
=300（个）
19．激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室内照明，会刺伤人的眼睛。
【详解】
激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室内照明，会刺伤人的眼睛。
20．
【详解】
发射相邻两个激光脉冲的时间间隔为
由题图可看出从发射激光到接收到反射脉冲所需的时间为
则被测物与测量者之间的距离为
由于，所以n只能取0，可得
21．见解析
【详解】
全息照片与普通照片的不同点为
1．观察全息照片的图像时，看到的三维立体图像和原来的物体几乎一模一样。
2．如果发现一个物体某部分被遮挡了，只要改变一下角度，就能观察到被遮挡的部分。
3．如果一张全息照片的大部分被损坏或丢失，只留下一小部分，从这一小部分照片仍可再现原物的全貌。
4．可以在同一张底片上记录多张图像，再现时可以在不同的角度上分别观察到两个不同物体的像而不互相干扰，假如将一个人奔跑的不同姿势依次记录在一张全息底片上，你只要晃动头部，就可以看到一个正在跑动的人。
22．（1）能看到干涉条纹 （2）不能看到干涉条纹
【详解】
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P后,到达、的光是从同一线偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹．且由于线偏振片很薄，对光程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片吸收而减弱．
（2）在（1）的情况下，再加、，而且与透光方向垂直，即使都有光透过也不是相干光，不满足干涉条件，所以无干涉现象．
【点睛】
只有两列频率相同，相位差恒定，振动方向一致的相干光源，才能产生光的干涉．
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