学业分层测评(十四)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．对于自然光和偏振光，以下认识正确的是( )
A．从太阳、蜡烛等普通光源直接发出的光是自然光
B．自然光在玻璃表面反射时，反射光和折射光都是偏振光
C．电灯光透过偏振片，偏振片旋转时看到透射光的亮度无变化，说明透射光不是偏振光
D．自然光只有在通过偏振片后才能成为偏振光
E．自然光和偏振光都能发生干涉、衍射现象
【解析】 太阳、蜡烛等普通光源发出的光为自然光，包括在垂直光的传播方向上沿一切方向振动的光，故选项A正确；自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，故选项B正确；由于自然光在各个振动方向上的强度相同，所以旋转偏振片时透射光的亮度不变，即旋转偏振片时亮度不变是因为入射光是自然光，而不是因为透射光不是偏振光，所以选项C是错误的；偏振现象是很普遍的，而不是只有通过偏振片后才能成为偏振光，平常见到的绝大多数光都是偏振光，故选项D是错误的；自然光和偏振光都能发生干涉、衍射现象，E正确．
【答案】 ABE
2．在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是( )
A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变
B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱
C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变
D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱
E．当P和Q的偏振方向互相垂直时，屏上光的亮度最弱
【解析】 P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，通过Q的光强最小，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱．
【答案】 BDE
3．下面关于光的偏振现象的应用正确的是( )
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．茶色太阳眼镜利用了光的偏振现象
D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
E．偏振镜在彩色摄影中无法使用
【解析】 起偏器使光成为偏振光，检偏器可检出偏振方向，A正确．光的偏振有广泛的应用，如立体电影、偏振眼镜、液晶显示器、偏振摄影，B、D正确．茶色太阳眼镜是有色镜片，它只能通过与镜片相同颜色的光，以减弱光的透射，没有利用偏振现象，C错误．偏振镜在黑白和彩色摄影中都可以使用，E错误．
【答案】 ABD
4．下列说法中正确的是( )
A．普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息
B．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
C．激光的出现使全息技术得到了长足的发展
D．立体电影的拍摄利用的是全息照相技术
E．激光的平行度好，可以会聚到很小的一点上
【解析】 由全息照相的原理可知A正确，全息照相利用的是光的干涉，B错误，C正确．立体电影利用的是光的偏振，不是全息照相，故D错误．激光的平行度好，可以会聚到很小的一点上，E正确．
【答案】 ACE
5．下列说法正确的是( )
A．激光可用于测距
B．激光能量十分集中，只可用于加工金属材料
C．外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染
D．激光可用于全息照相，记录下物体的三维信息
E．激光可以用来拍摄立体电影
【解析】 激光平行度好，即使在传播了很远的距离之后，它仍保持一定的强度，此特点可用于激光测距，A正确．激光的亮度高，能量十分集中，可用于金属加工，激光医疗，激光美容，激光武器等，B错误．激光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它记录了光的相位信息，所以看起来跟真的一样，立体感较强，D正确．由于激光亮度高、能量大，在切割皮肤等的同时，也能杀灭细菌，所以C正确．立体电影应用的是光的偏振现象，E错误．
【答案】 ACD
6．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的________好，可以会聚到________．
【解析】 激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点．
【答案】 平行度 很小的一点上
7．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，对DNA分子进行超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除．这是利用了激光的________．
【解析】 激光由于能把巨大能量高度集中地辐射出来，所以在医学上做“激光刀”切开皮肤、切除肿瘤或做其他外科手术．
【答案】 高能量
8．在拍摄日落水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是减弱________，增强________，从而使景物的像清晰.
【解析】 在镜头前面装偏振片的目的是阻挡水面反射的偏振光，使景物的像更清晰．
【答案】 反射光 透射光
[能力提升]
9．准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀，可用于进行近视眼的治疗．用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短、效果好、无痛苦．关于这个治疗，以下说法中正确的是( )
A．近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面，使人不能看清物体
B．近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的后面，使人不能看清物体
C．激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术
D．激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复
E．激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削
【解析】 激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果．人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人就不能看清物体，这就是近视眼，A对B错；激光具有很好的方向性，用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术，C对；激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上，D错，E对．
【答案】 ACE
10．关于激光的应用问题，下列说法中正确的是( )
A．光纤通信是应用激光的平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息传递
B．计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有平行度好的特点来进行的
C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是利用了激光的亮度高的特点
D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是利用了激光亮度高的特点
E．全息照相应用了激光相干性好的特点
【解析】 由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用激光的相干性，故A错；计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息主要应用了激光的平行度好，故B正确；医学中用激光作“光刀”利用了激光的亮度高的特点，故C对；激光测距是利用了激光的平行度好，D错误；全息照相应用了激光相干性好的特点，E正确．
【答案】 BCE
11．激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理．用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度与二次曝光时间间隔的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间间隔Δt、双缝到屏的距离l以及相邻两条亮纹间距Δy.若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是________．
【解析】 设双缝间距为d.由d＝v·Δt，Δy＝λ，则v＝＝.
【答案】 v＝
12．一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光为一个(列)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，求：
(1)每列光脉冲的长度是多少？
(2)用这种红宝石激光器照射皮肤上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量达到60 J以后，色斑便逐渐消失，一块色斑的面积为50 mm2，则它要吸收多少个(列)红宝石激光脉冲才能逐渐消失？
【解析】 (1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需的时间，所以一个光脉冲长度Δl＝c·Δt＝3×108×1.0×10－11 m＝3.0×10－3 m.
(2)面积为1 cm2的色斑吸收的能量E＝60 J，色斑便逐渐消失．而1个光脉冲的能量为
ΔE＝P·Δt＝1.0×1010×1.0×10－11 J＝0.1 J
消除50 mm2的色斑需要光脉冲数为
n＝＝＝300(个).
【答案】 (1)3.0×10－3 m (2)300 个
课时跟踪检测(十四) 光的偏振 激光与全息照相
(时间：30分钟 满分：50分)
一、选择题(共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确。)
1．关于偏振光的下列说法正确的是( )
A．自然光就是偏振光
B．单色光就是偏振光
C．沿着一个特定方向传播的光叫偏振光
D．沿着一个特定方向振动的光叫偏振光
2．如图1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( )
图1
A．光是电磁波 B．光是一种横波
C．光是一种纵波 D．光是概率波
3．将激光束的宽度聚焦到纳米级(10－9 m)范围内，可修复人体已损坏的器官，可对DNA分子进行超微型基因修复，把至今令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的( )
A．单色性好 B．波动性好
C．粒子性 D．高能量
4．在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一偏振片，其目的是( )
A．减弱反射光，从而使景象清晰
B．增强反射光，从而使景象清晰
C．增强入射光，从而使景象清晰
D．减弱入射光，从而使景象清晰
5．下列说法中正确的是( )
A．光的反射现象和折射现象说明光是横波
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．激光通过狭缝时不可能产生衍射现象
D．应用光的偏振技术观看立体电影
6. (江苏高考)如图2所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( )
图2
A．A、B均不变
B．A、B均有变化
C．A不变，B有变化
D．A有变化，B不变
二、非选择题(共2小题，共20分)
7．(10分)一台激光器，它的功率为P，如果它发射出的单色光在空气中的波长为λ，则这束单色光的频率是______，它在时间t内辐射的光能为________；如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v，那么这束单色光从该介质射向真空中发生全反射时的临界角为__________。
8. (10分)如图3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。
图3
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P。
(2)移除偏振片P后，在双缝后面加偏振片P1、P2，且P1与P2的透光方向垂直。
答 案
1．选D 自然光和偏振光的根本区别是前者包含着沿任意方向(垂直光传播方向)振动的光，而且沿各个方向振动的光波强度相同，而偏振光只有沿着某一特定方向振动的光，与光的颜色无关。
2．选B 偏振现象是横波特有的现象，题中实验表明光是一种横波，故应选B。
3．选D 激光的平行度好，故可聚焦到很小的范围；激光的亮度高、能量大，故可修复器官。
4．选A 本题考查偏振的应用。由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增强透射光。
5．选D 光的偏振现象说明光是一种横波，光的反射和折射现象不能说明光是横波或纵波，A、B项全错；激光通过狭缝时可能产生衍射现象，C项错；应用光的偏振技术观看立体电影，D项正确。
6．选C 因白炽灯发出的光为自然光，含各个方向的偏振光，且各个方向的偏振光的强度都相同，偏振片P和Q都只允许特定方向的偏振光通过，不管偏振片P旋转到任何位置都有光线通过，而且强度不变，所以A点的光的强度不变，当自然光通过偏振片P后变为偏振光，再通过偏振片Q，旋转偏振片P，当偏振片P和Q允许通过的方向相同，则B点最亮，当偏振片P和Q允许通过的方向垂直时，B点最暗，所以B点光的强度会发生变化。所以只有C正确。
7．解析：根据c＝λf可得这束光的频率为f＝，激光器在t时间内做的功W＝Pt转化为光能。这束单色光对该介质的折射率n＝，设它从该介质射向真空中发生全反射时的临界角为C，则sin C＝＝，所以C＝arcsin 。
答案： Pt arcsin
8．解析：(1)到达S1、S2的光是从同一偏振光分解出来的，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)由于从P1、P2射出的光振动方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏被均匀照亮，无干涉现象。
答案：见解析
