山东省章丘中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：5.3光的偏振 配套练习（含解析）

5.3光的偏振
1．如图所示，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：（
）
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
2．下列说法正确的是（　　）
A．机械波和电磁波都必须依赖于介质才能够传送信息和能量
B．电磁波在同一介质中，波长越短的光，传播速度越大
C．在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度
D．光的偏振现象可以说明光是纵波
3．下列关于光学现象的说法中正确的是
A．用光导纤维束传送图像信息，这是光的衍射的应用
B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果
C．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物，可使景象更清晰
D．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹，这是光的色散现象
4．如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿OO′方向射向A，此时在光屏C上透射光的强度最大，下列说法正确的是（　　）
A．此时A、B的透振方向垂直
B．将A绕OO′轴旋转时，屏上透射光的强度几乎为零
C．将B绕OO′轴旋转时，屏上透射光的强度几乎为零
D．将A、B同时绕OO′轴反方向旋转时，屏上透射光的强度几乎为零
5．下列说法正确的是（　　）
A．用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理
B．水面上的油膜呈现彩色和天上的彩虹呈现彩色都是光的色散现象
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光
D．红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同
6．下列说法中正确的有__________。
A．光在介质中的速度小于光在真空中的速度
B．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．由红光和绿光组成的一细光束从水
中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
E.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅减小双缝之间的距离后，观察到如图乙所示的条纹
7．如图所示，A、B为两偏振片，一束自然光沿
OO′方向射向A，此时在光屏
C上，透射光的强度最大，则下列说法中正确的是（　　）
A．此时A、B的透振方向垂直
B．只有将B绕
OO′轴顺时针旋转，屏上透射光的强度才最弱，几乎为零
C．将A或B绕OO′轴旋转，屏上透射光的强度最弱，几乎为零
D．将A沿顺时针旋转，屏上透射光的强度最大
8．关于光的干涉、衍射和偏振，下列说法中正确的是（　　）
A．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象
B．全息照相的拍摄主要是利用了光的偏振原理
C．通过手指间的缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象
D．与紫外线相比，红外线更容易发生衍射现象
9．关于光现象及其应用，下列说法正确的是（
）
A．泊松亮斑是光的衍射现象
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减弱玻璃表面的反射光进入镜头
C．用双缝干涉仪做光的双缝干涉实验时，紫光条纹间距大于红光条纹间距
D．在水中红光的传播速度小于紫光的传播速度
10．下列说法中正确的是
A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
B．机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
D．假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客在变矮
E.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
11．下列说法中正确的是_________.
A．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变小
B．做简谐振动的物体,经过同一位置时,
加速度可能不同
C．在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时,要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
E．在波的传播方向上两相邻的对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长
12．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，可以看到的现象是______．这是光的偏振现象，这个实验表明_____．
13．用如图（1）所示的实验装置做“双缝干涉测光的波长”实验：
（1）以下实验装置操作及现象说法正确的是___。
A．测完了紫光的波长后，要再测量红光的波长，只需要更换滤光片，不需要再调节单缝及双缝就可以直接测量
B．去掉滤光片就观察不到干涉现象
C．若将光源换成激光，则不需要滤光片及单缝也能通过干涉现象测出光波的波长
D．若将光源换成激光，则不需要滤光片及双缝也能通过干涉现象测出光波的波长
（2）在实验中，双缝间距d=0.5mm，双缝与光屏问距离L=0.5m，某次实验在分划板上得到清晰的干涉图像，分划板中心与第一条亮条纹中心，
第八条亮条纹中心对齐时游标卡尺读数如图（2）所示，则分划板在第八条亮条纹中心对齐时游标卡尺读数为__mm，单色光的波长为___m(结果保留2位有效数字)。
参考答案
1．C
【解析】
白炽灯的光线沿各个方向的都有，旋转偏振片P，A点光的强度不会变化；
而偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮蔽，旋转偏振片P，PQ放置的方向不同，通过P的光线有一部分不能通过Q，所以通过Q的光线在B点强度会发生变化。
选项C正确，ABD错误。
故选C。
2．C
【解析】
A．
机械波必须依赖于介质才能够传送信息和能量，而电磁波本身就是一种物质，可在真空中传播，故A错误；
B．
同一介质，折射率越大，波长越短，波的传播速度越小，故B错误；
C．
光发生干涉时会出现明暗相间的条纹，可以利用干涉法检查平面的平整程度，故C正确；
D．
偏振现象是横波特有的现象，光的偏振现象可以说明光是横波，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
A．用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，故A错误；
B．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的色散的结果，故B错误；
C．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时的景物时，由于太阳光中有较多的偏振光，加滤光片后，可以使景象更清晰，故C正确；
D．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色条纹是光的衍射现象，故D错误．
故选C.
4．D
【解析】
A．光是横波，振动方向和传播方向相互垂直，要使屏上透射光强度最大，AB的偏振方向一定是平行的，故A错误；
BC．只要将AB中的任意一个旋转，还有部分光透射到屏上，故BC错误；
D．将A、B同时绕OO′轴反方向旋转时，此时两偏振片垂直，屏上透射光的强度均达最弱，几乎为零，故D正确。
故选D。
5．ACD
【解析】
A．
光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，故A正确；
B．
水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，故B错误；
C．
反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片能减弱橱窗玻璃表面的反射光，提高拍摄的效果。故C正确；
D．
光速与介质有关，红色和蓝色的激光的频率不同，在同种介质中的波长是不同的，而在不同介质中传播时波长可能相同。故D正确。
故选ACD。
6．ADE
【解析】
A．依据
可知，光在介质中的速度小于在真空中的速度，故A正确；
B．紫外线比紫光的波长短，更不容易发生衍射，而对于干涉只要频率相同即可发生，故B错误；
C．光的偏振现象说明光是横波，并不是纵波，故C错误；
D．绿光的折射率大于红光的折射率，由临界角公式
知，绿光的临界角小于红光的临界角，当光从水中射到空气，在不断增大入射角时，在水面上绿光先发生全反射，从水面消失，故D正确；
E．从图甲所示的条纹与图乙所示的条纹可知，条纹间距变大，根据双缝干涉的条纹间距公式
可知，当仅减小双缝之间的距离后，可能出现此现象，故E正确。
故选ADE。
7．CD
【解析】
A．光是横波，振动方向和传播方向垂直，要使屏上投射光强度最大，AB的偏振方向一定要平行，故A错误；
BC．只要AB中任意一个旋转，AB的透振方向垂直，屏上投射光的强度均达到最弱，几乎为零，故B错误，C正确；
D．将A沿顺时针旋转时，两偏振片的偏振方向平行，透射光的强度最大，故D正确。
故选CD。
8．ACD
【解析】
A．
照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下，你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是淡紫色，故A正确；
B．
全息照相的拍摄主要是利用了光的干涉原理，故B错误；
C．
通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故C正确；
D．
波长越长，越容易发生衍射现象，红外线的波长比紫外线的波长长，更容易发生衍射现象，故D正确。
故选ACD。
9．AB
【解析】
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．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光，故B正确；
C．紫光的波长小于红光的波长，根据知，因红光的波长大，则红光条纹间距大，故C错误；
D．紫光的折射率大于红光的折射率，根据知，水中红光的传播速度比紫光快，故D错误。
故选AB。
10．ACE
【解析】
A.
军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故A正确；
B.
机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B错误；
C.
加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度，故C正确；
D.
根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光束通过站台时，站在站台上旅客观察到车上乘客变瘦，而不是变矮，故D错误；
E.
麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故E正确；
故选ACE.
11．ACE
【解析】
若仅将入射光从红光改为紫光，波长变小，根据公式△x＝λ，入射光的波长减小，相邻亮条纹间距一定变小，故A正确；在简谐振动的物体，加速度总与位移大小成正比，方向相反，故每次经过同一位置时，加速度一定相同，故B错；物体做受迫振动时，其驱动频率跟固有频率无关，故C正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光，故D错误；根据波长的定义，波长等于在波的传播方向上任意两个相邻的振动状态完全相同的两质点间距，故E正确．故选ACE.
点睛：本题要掌握对简谐运动周期性及特点的理解，抓住同一位置位移、加速度和回复力三个物理量都相同．同时掌握驱动频率与固有频率的区别．
12．透射光的强度（或亮度）发生变化
光是一种横波
【解析】
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；所以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，可以看到的现象是透射光的强度（或亮度）发生变化；这是光的偏振现象，这个实验表明光是一种横波．
13．AC
15.5mm
6.310-7m
【解析】
（1）［1］A.由干涉条纹间距x=知，测完了紫光的波长后，要再测量红光的波长，只需要更换滤光片，改变入射光的波长，不需要再调节单缝及双缝就可以直接测量，故A正确；
B.去掉滤光片观察，会出现白光的干涉图样，故B错误；
CD.若将光源换成激光，激光是单色光，不需要滤光片及单缝也能通过干涉现象测出光波的波长，故C正确，D错误。
（2）［2］分划板在第八条亮条纹中心对齐时游标卡尺读数为x8=15.5mm。
［3］分划板中心与第一条亮条纹中心对齐时游标卡尺读数x1=11.1mm，x8-
x1=，单色光的波长
=m=6.310-7m