4.6 光的偏振 激光练习-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含答案）
文档属性
| 名称 | 4.6 光的偏振 激光练习-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 150.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-03 16:29:28 | ||
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文档简介
6 光的偏振 激光建议用时:40分钟
◆ 知识点一 光的偏振
1.[2022·绍兴一中月考] 关于自然光和偏振光,下列观点正确的是 ( )
A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能
B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光
D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
2.[2022·萧山中学月考] 在拍摄水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振滤光片,其目的是 ( )
A.减弱反射光,从而使景物的像清晰
B.增强反射光,从而使景物的像清晰
C.增强透射光,从而使景物的像清晰
D.减弱透射光,从而使景物的像清晰
3.用题图所示装置研究偏振现象,P1、P2是两块完全相同的圆形偏振片,A、B为观测点,A、B和两块偏振片的中心共线,且偏振片与A、B连线垂直,两偏振片可绕A、B连线转动,下列说法正确的是 ( )
A.固定P1,转动P2,则A、B处光强均发生变化
B.固定P2,转动P1,则A、B处光强均不发生变化
C.同时转动P1和P2,A处光强不变,B处光强可能变化
D.同时转动P1和P2,A、B处光强均发生变化
4.用图示实验装置演示光的偏振现象,白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上,通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示,下列说法正确的是 ( )
A.白炽灯发出的光是纵波
B.偏振片Q起到检偏的作用
C.光束Ⅱ中光振动方向与透振方向垂直
D.将偏振片P以光传播方向为轴转过45°,光束Ⅲ将消失
◆ 知识点二 激光的特点及其应用
5.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上,就可以读出光盘上记录的信息,经过处理后还原成声音和图像,这是利用激光的 ( )
A.平行度好,可以会聚到很小的一点上
B.相干性好,可以很容易形成干涉图样
C.亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量
D.波长短,很容易发生明显的衍射现象
6.医学上利用激光来焊接剥落的视网膜的飞秒激光手术台,它主要是利用了激光的 ( )
A.单色性好 B.方向性好
C.亮度高 D.相干性好
7.激光被誉为“神奇的光”,关于激光的应用,下列说法中不正确的是 ( )
A.激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度
B.由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息
C.用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光在大气中传播不受大气的影响
D.能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光平行度好、方向性好
8.(多选)关于激光,下列说法正确的是 ( )
A.激光是用人工方法激发出的一种特殊的光
B.自然界中某些天然物体也可以发出激光
C.激光可以像刀子一样切除肿瘤
D.由于激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象
9.(多选)[2022·台州一中月考] 关于自然光和偏振光,以下说法正确的是 ( )
A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同
B.偏振光是垂直于传播方向上,只沿着某一特定方向振动的光
C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光
10.如图所示,一束自然光通过偏振片照射到光屏上,则图中光屏上不发亮的有(偏振片上用箭头表示其透射方向) ( )
A B
C D
11.(多选)[2022·金华一中月考] 当以入射光线为轴转动偏振片时,通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑板,看到现象有何不同 ( )
A.观察电灯和烛焰时,透射光的强弱随偏振片的旋转而变化
B.观察电灯和烛焰时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化
C.观察月球和反光的黑板时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化
D.观察月球和反光的黑板时,透射光的强弱随偏振片的旋转而变化
12.[2022·丽水中学月考] 如图甲是用光传感器研究激光通过单缝或双缝后光强分布的装置图,铁架台上从上到下依次为激光光源、偏振片、缝、光传感器.实验中所用的单缝缝距为0.08 mm,双缝间距为0.25 mm.光源到缝的距离为17 cm,缝到传感器的距离为40 cm,实验得到的图像如图乙、图丙所示,则 ( )
A.图乙所用的缝为双缝,图丙所用的缝为单缝
B.旋转偏振片,乙、丙两幅图像不会发生明显变化
C.仅减小缝到传感器的距离,乙、丙两幅图像不会发生明显变化
D.实验中所用的激光波长约为620 nm
13.(多选)如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直.在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是 ( )
A.反射光束1消失
B.透射光束2消失
C.反射光束1和透射光束2都消失
D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°角,透射光束2消失
14.通过“啁啾激光脉冲放大技术(CPA)”可以获得超强超短激光,为开展极端物理条件下物质结构、运动和相互作用等研究提供了科学基础.超强超短激光经聚焦后最高光强可以达到1022 W/cm2~1023 W/cm2,是已知的最亮光源.已知太阳辐射的总功率约为4×1026 W.如图所示,啁啾激光脉冲放大技术原理可以简化为:利用色散将脉冲时长为飞秒(10-15 s)级激光脉冲通过展宽器在时间上进行展宽;展宽后的脉冲经过激光增益介质放大,充分提取激光介质的储能;最后使用压缩器将脉冲宽度压缩至接近最初的脉宽值.根据以上信息,下列说法错误的是 ( )
A.激光脉冲通过展宽器在时间上进行展宽,其频率不变
B.利用CPA技术获得的超短超强激光脉冲可用于眼部手术,用激光做“光刀”是利用激光平行度好的特点.
C.超强超短激光经聚焦后最高光强相当于将单位时间内太阳辐射总能量聚焦到一张书桌上
D.通过“啁啾激光脉冲放大技术”获得的激光与输入激光能量几乎相同
6 光的偏振 激光
1.D [解析] 振动沿各个方向均匀分布的光是自然光,而振动沿着特定方向的光是偏振光,但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射,所以A错.光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光,所以B错.光的颜色由光的频率决定,与光的振动方向无关,所以C错.自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光,D对.
2.A [解析] 当偏振片的方向与偏振光的方向平行时,允许偏振光通过,当它们相互垂直时,偏振光不能通过.拍摄日落时水下景物为了使照片清楚,则要过滤掉水面的反射光,所以让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,从而减弱反射光,使景物的像清晰.故选A.
3.C [解析] 自然光沿着各个方向振动的光波强度均相同,故无论是否转动P1,A处光强不变,故A、D错误;若转动P1,固定P2,当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故B错误;同时转动P1和P2,同理当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故C正确.
4.B [解析] 白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上,不能说明白炽灯的光是纵波,A错误;当白炽灯光经偏振片P后就成为偏振光,又经与P平行的偏振片Q照到光屏上,所以偏振片Q起到检偏的作用,B正确;光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的,所以光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行,C错误;将偏振片P以光传播方向为轴转过45°,光束Ⅲ将会减弱,D错误.
5.A [解析] 激光的平行度好,会聚点很小,光盘记录信息的密度很高,故A正确.
6.C [解析] 在医学上利用激光来焊接剥落的视网膜,是利用了激光的亮度高、能量强的特点,故C正确.
7.C [解析] 激光的方向性好,光源的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度,所以可以用来控制核聚变,故A正确,不符合题意;激光是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息,故B正确,不符合题意;用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光方向性好、能量高,故C错误,符合题意;能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光平行度好、方向性好,在传播很远距离后还可以保持一定的强度,故D正确,不符合题意.
8.AC [解析] 激光是用人工方法激发出的一种特殊的光,A项正确,B项错误;激光具有方向性好、亮度高、强度大等特点,可以像刀子一样切除肿瘤,C项正确;激光是一种波,只要是波就能发生衍射现象,D项错误.
9.BD [解析] 自然光沿各振动方向的光波的强度相同,A错误;偏振光在垂直于传播方向上,只沿某一特定方向振动,B正确;自然光透过偏振片后成为偏振光,偏振光透过偏振片后不能还原为自然光,C错误;太阳、电灯等普通光源发出的是自然光,D正确.
10.C [解析] 自然光通过偏振片后成为偏振光,当偏振光的振动方向与偏振片的透振方向平行时能够通过,垂直时不能通过,所以A、B、D三种情况,光屏上发亮,C项中没有亮光,故选项C正确.
11.BD [解析] 灯光、烛光都是自然光,沿各个方向振动的光的强度相同,因此当偏振片旋转时,透射出来的光波的振动方向虽然改变了,但光的强弱没有改变,故A错误,B正确.月球和黑板反射的光已经是偏振光,它通过偏振片透射过来的光线和强弱都会随偏振片的旋转发生周期性的变化,故C错误,D正确.
12.D [解析] 由干涉、衍射图样特点可知图乙所用的缝为单缝,图丙所用的缝为双缝,A错误;激光是偏振光,故旋转偏振片,乙、丙两幅图像会发生明显变化,B错误;由Δx=λ可知,仅减小缝到传感器的距离,乙、丙两幅图像会发生明显变化,C错误;由Δx=λ可知,实验中所用的激光波长约为λ==620 nm,D正确.
13.AD [解析] 自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,反射光和折射光的偏振方向相互垂直,且反射光的偏振方向与纸面垂直,折射光的透振方向与纸面平行,因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时,因垂直于纸面无光,则反射光束1消失,A正确,B、C错误;偏振片转动90°,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,D正确.
14.D [解析] 激光脉冲通过展宽器改变的是传播速度,而不改变频率,A正确;利用CPA技术获得的超短超强激光脉冲可用于眼部手术,用激光做“光刀”是利用激光平行度好的特点,B正确;书桌的面积大致为60 cm×60 cm,因此太阳辐射总能量聚焦到一张书桌上的光强相当于 W/cm2≈1.1×1023 W/cm2,C正确;通过“展宽后的脉冲经过激光增益介质放大,充分提取激光介质的储能;最后使用压缩器将脉冲宽度压缩至接近最初的脉宽值”可知,通过“啁啾激光脉冲放大技术”获得的激光的能量要大于输入激光能量,D错误.
◆ 知识点一 光的偏振
1.[2022·绍兴一中月考] 关于自然光和偏振光,下列观点正确的是 ( )
A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能
B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光
D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
2.[2022·萧山中学月考] 在拍摄水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振滤光片,其目的是 ( )
A.减弱反射光,从而使景物的像清晰
B.增强反射光,从而使景物的像清晰
C.增强透射光,从而使景物的像清晰
D.减弱透射光,从而使景物的像清晰
3.用题图所示装置研究偏振现象,P1、P2是两块完全相同的圆形偏振片,A、B为观测点,A、B和两块偏振片的中心共线,且偏振片与A、B连线垂直,两偏振片可绕A、B连线转动,下列说法正确的是 ( )
A.固定P1,转动P2,则A、B处光强均发生变化
B.固定P2,转动P1,则A、B处光强均不发生变化
C.同时转动P1和P2,A处光强不变,B处光强可能变化
D.同时转动P1和P2,A、B处光强均发生变化
4.用图示实验装置演示光的偏振现象,白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上,通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示,下列说法正确的是 ( )
A.白炽灯发出的光是纵波
B.偏振片Q起到检偏的作用
C.光束Ⅱ中光振动方向与透振方向垂直
D.将偏振片P以光传播方向为轴转过45°,光束Ⅲ将消失
◆ 知识点二 激光的特点及其应用
5.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上,就可以读出光盘上记录的信息,经过处理后还原成声音和图像,这是利用激光的 ( )
A.平行度好,可以会聚到很小的一点上
B.相干性好,可以很容易形成干涉图样
C.亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量
D.波长短,很容易发生明显的衍射现象
6.医学上利用激光来焊接剥落的视网膜的飞秒激光手术台,它主要是利用了激光的 ( )
A.单色性好 B.方向性好
C.亮度高 D.相干性好
7.激光被誉为“神奇的光”,关于激光的应用,下列说法中不正确的是 ( )
A.激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度
B.由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息
C.用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光在大气中传播不受大气的影响
D.能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光平行度好、方向性好
8.(多选)关于激光,下列说法正确的是 ( )
A.激光是用人工方法激发出的一种特殊的光
B.自然界中某些天然物体也可以发出激光
C.激光可以像刀子一样切除肿瘤
D.由于激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象
9.(多选)[2022·台州一中月考] 关于自然光和偏振光,以下说法正确的是 ( )
A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同
B.偏振光是垂直于传播方向上,只沿着某一特定方向振动的光
C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光
D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光
10.如图所示,一束自然光通过偏振片照射到光屏上,则图中光屏上不发亮的有(偏振片上用箭头表示其透射方向) ( )
A B
C D
11.(多选)[2022·金华一中月考] 当以入射光线为轴转动偏振片时,通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑板,看到现象有何不同 ( )
A.观察电灯和烛焰时,透射光的强弱随偏振片的旋转而变化
B.观察电灯和烛焰时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化
C.观察月球和反光的黑板时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化
D.观察月球和反光的黑板时,透射光的强弱随偏振片的旋转而变化
12.[2022·丽水中学月考] 如图甲是用光传感器研究激光通过单缝或双缝后光强分布的装置图,铁架台上从上到下依次为激光光源、偏振片、缝、光传感器.实验中所用的单缝缝距为0.08 mm,双缝间距为0.25 mm.光源到缝的距离为17 cm,缝到传感器的距离为40 cm,实验得到的图像如图乙、图丙所示,则 ( )
A.图乙所用的缝为双缝,图丙所用的缝为单缝
B.旋转偏振片,乙、丙两幅图像不会发生明显变化
C.仅减小缝到传感器的距离,乙、丙两幅图像不会发生明显变化
D.实验中所用的激光波长约为620 nm
13.(多选)如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直.在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是 ( )
A.反射光束1消失
B.透射光束2消失
C.反射光束1和透射光束2都消失
D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°角,透射光束2消失
14.通过“啁啾激光脉冲放大技术(CPA)”可以获得超强超短激光,为开展极端物理条件下物质结构、运动和相互作用等研究提供了科学基础.超强超短激光经聚焦后最高光强可以达到1022 W/cm2~1023 W/cm2,是已知的最亮光源.已知太阳辐射的总功率约为4×1026 W.如图所示,啁啾激光脉冲放大技术原理可以简化为:利用色散将脉冲时长为飞秒(10-15 s)级激光脉冲通过展宽器在时间上进行展宽;展宽后的脉冲经过激光增益介质放大,充分提取激光介质的储能;最后使用压缩器将脉冲宽度压缩至接近最初的脉宽值.根据以上信息,下列说法错误的是 ( )
A.激光脉冲通过展宽器在时间上进行展宽,其频率不变
B.利用CPA技术获得的超短超强激光脉冲可用于眼部手术,用激光做“光刀”是利用激光平行度好的特点.
C.超强超短激光经聚焦后最高光强相当于将单位时间内太阳辐射总能量聚焦到一张书桌上
D.通过“啁啾激光脉冲放大技术”获得的激光与输入激光能量几乎相同
6 光的偏振 激光
1.D [解析] 振动沿各个方向均匀分布的光是自然光,而振动沿着特定方向的光是偏振光,但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射,所以A错.光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光,所以B错.光的颜色由光的频率决定,与光的振动方向无关,所以C错.自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光,D对.
2.A [解析] 当偏振片的方向与偏振光的方向平行时,允许偏振光通过,当它们相互垂直时,偏振光不能通过.拍摄日落时水下景物为了使照片清楚,则要过滤掉水面的反射光,所以让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,从而减弱反射光,使景物的像清晰.故选A.
3.C [解析] 自然光沿着各个方向振动的光波强度均相同,故无论是否转动P1,A处光强不变,故A、D错误;若转动P1,固定P2,当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故B错误;同时转动P1和P2,同理当两偏振片的狭缝平行时,B处光强最大,当狭缝垂直时,B处光强最小,故B处光强可能变化,故C正确.
4.B [解析] 白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上,不能说明白炽灯的光是纵波,A错误;当白炽灯光经偏振片P后就成为偏振光,又经与P平行的偏振片Q照到光屏上,所以偏振片Q起到检偏的作用,B正确;光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的,所以光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行,C错误;将偏振片P以光传播方向为轴转过45°,光束Ⅲ将会减弱,D错误.
5.A [解析] 激光的平行度好,会聚点很小,光盘记录信息的密度很高,故A正确.
6.C [解析] 在医学上利用激光来焊接剥落的视网膜,是利用了激光的亮度高、能量强的特点,故C正确.
7.C [解析] 激光的方向性好,光源的能量能集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度,所以可以用来控制核聚变,故A正确,不符合题意;激光是一种人工产生的相干光,具有高度的相干性,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息,故B正确,不符合题意;用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光方向性好、能量高,故C错误,符合题意;能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光平行度好、方向性好,在传播很远距离后还可以保持一定的强度,故D正确,不符合题意.
8.AC [解析] 激光是用人工方法激发出的一种特殊的光,A项正确,B项错误;激光具有方向性好、亮度高、强度大等特点,可以像刀子一样切除肿瘤,C项正确;激光是一种波,只要是波就能发生衍射现象,D项错误.
9.BD [解析] 自然光沿各振动方向的光波的强度相同,A错误;偏振光在垂直于传播方向上,只沿某一特定方向振动,B正确;自然光透过偏振片后成为偏振光,偏振光透过偏振片后不能还原为自然光,C错误;太阳、电灯等普通光源发出的是自然光,D正确.
10.C [解析] 自然光通过偏振片后成为偏振光,当偏振光的振动方向与偏振片的透振方向平行时能够通过,垂直时不能通过,所以A、B、D三种情况,光屏上发亮,C项中没有亮光,故选项C正确.
11.BD [解析] 灯光、烛光都是自然光,沿各个方向振动的光的强度相同,因此当偏振片旋转时,透射出来的光波的振动方向虽然改变了,但光的强弱没有改变,故A错误,B正确.月球和黑板反射的光已经是偏振光,它通过偏振片透射过来的光线和强弱都会随偏振片的旋转发生周期性的变化,故C错误,D正确.
12.D [解析] 由干涉、衍射图样特点可知图乙所用的缝为单缝,图丙所用的缝为双缝,A错误;激光是偏振光,故旋转偏振片,乙、丙两幅图像会发生明显变化,B错误;由Δx=λ可知,仅减小缝到传感器的距离,乙、丙两幅图像会发生明显变化,C错误;由Δx=λ可知,实验中所用的激光波长约为λ==620 nm,D正确.
13.AD [解析] 自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,反射光和折射光的偏振方向相互垂直,且反射光的偏振方向与纸面垂直,折射光的透振方向与纸面平行,因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时,因垂直于纸面无光,则反射光束1消失,A正确,B、C错误;偏振片转动90°,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,D正确.
14.D [解析] 激光脉冲通过展宽器改变的是传播速度,而不改变频率,A正确;利用CPA技术获得的超短超强激光脉冲可用于眼部手术,用激光做“光刀”是利用激光平行度好的特点,B正确;书桌的面积大致为60 cm×60 cm,因此太阳辐射总能量聚焦到一张书桌上的光强相当于 W/cm2≈1.1×1023 W/cm2,C正确;通过“展宽后的脉冲经过激光增益介质放大,充分提取激光介质的储能;最后使用压缩器将脉冲宽度压缩至接近最初的脉宽值”可知,通过“啁啾激光脉冲放大技术”获得的激光的能量要大于输入激光能量,D错误.