山东省济南中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：5.3光的偏振 课时训练（含解析）

5.3光的偏振
1．下面四种与光有关的叙述中，哪些说法是错误的（　　）
A．用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理
B．光的偏振证明了光是横波
C．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，则条纹间距变窄
2．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知
A．折射现象的出现说明光是纵波
B．光总会分为反射光和折射光
C．折射光与入射光的传播方向总是不同的
D．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同
3．高精度全息穿透成像探测仪利用电磁波穿透非金属介质，探测内部微小隐蔽物体并对物体成像，只有分辨率高体积小、辐射少，应用领域比超声波更广。关于电磁波和超声波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波和超声波均能发生偏振现象
B．电磁波和超声波均能传递能量和信息
C．电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象
D．电磁波和超声波均需依赖于介质才能传播
E.电磁波由空气进入水中时速度变小，超声波由空气进入水中时速度变大
4．下列说法正确的是（
）
A．观测到某星球上A元素发出的光的频率大于地球上A元素发出的光的频率，则该星球正在靠近地球
B．自然光包含着垂直于传播方向上的沿一切方向振动的光，且沿各个方向振动的光的强度均相同
C．在岸边观察水中的鱼，鱼的实际深度比看到的要浅一些
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
E.若红光由真空进入折射率为n的介质中，则红光在介质中的波长与其在真空中的波长的比值为n
5．（物理-选修3-4）下列说法中正确的是（　　）
A．做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程不一定等于振幅
B．声波从空气传入水中时频率变大，波长不变
C．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
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.
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
6．下列有关光学现象的说法正确的是
．
A．光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射
B．做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变大
C．在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻各条纹是等间距的
D．光的偏振现象表明光是横波
E.在同一种物质中，波长越短的光传播速度越小
7．关于光的干涉、衍射及偏振，下列说法正确的是（　　）
A．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理
B．光波从空气进入水中后，更容易发生衍射
C．光的衍射现象表明“光沿直线传播”只是近似的规律
D．水面上的油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
E.在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，屏上出现等间距的条纹，若遮住其中一条狭缝，屏上只能出现一条条纹
8．下列光学现象，说法正确的是（　　）
A．“海市蜃楼”是由于光的衍射造成的
B．肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的，是由于光的干涉而形成的
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增加透射光的强度
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
E.白光穿过玻璃砖，各单色光在玻璃砖中速度不相等，红光速度最大，紫光速度最小
9．关于光的下列说法正确的是
A．一切光都可以发生干涉和衍射现象
B．光的偏振现象说明光是一种横波
C．红外线比可见光的能量大，可以灭菌消毒
D．紫外线比可见光的波长大，更容易发生明显的衍射现象
10．物理科学与我们的生活，国防科技等联系非常密切，下列说法中正确的有（　　）
A．声呐是波长很短的电磁波，利用声呐可以探测到鱼群、深度海洋和敌方潜艇
B．晴朗的天空呈现蓝色与照相机镜头呈现淡紫色都是光的干涉现象引起的
C．医院里我们常说的B超和彩超都是声波
D．光的偏振现象可用于拍摄立体电影，制作照相机镜头和液晶显示器等
11．五一期间，有同学准备观看3D电影《泰坦尼克号》，观看3D电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果，这种眼镜是利用了光的什么原理？
12．飞机黑匣子是用来记录飞行数据数据和驾驶舱语音的电子设备．一旦飞机失事黑匣子入水，水敏开关启动水下超声波脉冲发生器工作，通过金属外壳把频率为37.5kHz的超声波信号发射到周围水域，已知超声波在水中传播速度为1500m/s
，
则该波在水中的波长约为多少？超声波能不能发生偏振现象？
13．为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔，如图所示。设工事壁厚，孔的宽度，孔内嵌入折射率的玻璃砖。
(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？注：最大张角是指左右两边边缘的入射光线所形成的夹角
(2)要想使外界范围内的景物全被观察到，应嵌入多大折射率的玻璃砖？
参考答案
1．C
【解析】
A．
用光导纤维传播信号，是利用了光的全反射原理，故A不符合题意；
B．
光的偏振是光沿特定方向振动且与传播方向相垂直，则光的偏振说明是一种横波，故B不符合题意；
C．
通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，这是光的衍射现象，故C符合题意；
D．
在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由黄光改为绿光，波长变短，则条纹间距变窄，故D不符合题意。
本题选说法错误的，故C正确ABD错误。
故选C。
2．D
【解析】
光波是一种横波，故A错误；当光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角，则会发生全反射，只有反射光，没有折射光，故B错误；当入射光的入射角为0度时，折射角也为0度，传播方向不变，故C错误；光发生折射的原因是在不同的介质中传播的速度不同，故D正确．
3．BCE
【解析】
A．电磁波是横波，能发生偏振现象，而超声波是纵波，不能发生偏振，故A错误；
B．电磁波和超声波均能传递能量和信息，故B正确；
C．干涉和衍射是一切波特有的现象，电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象，故C正确；
D．电磁波在真空中能传播，超声波需依赖于介质才能传播，故D错误；
E．电磁波由空气进入水中时速度变小，超声波由空气进入水中时速度变大，故E正确。
故选BCE。
4．ABD
【解析】
A．根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度，所以通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度，故A与题意相符；
B．自然光包含着垂直于传播方向上的沿一切方向振动的光，且沿各个方向振动的光的强度均相同，故B与题意相符；
C．在岸边观察水中的鱼，看到的鱼是由于鱼发出的光线经过水面折射形成的虚像，根据折射定律知折射角大于入射角，所以看到的鱼比实际深度要浅一些，故C与题意不符；
D．根据双缝干涉的宽度公式：可知，在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故D与题意相符；
E．红光由真空进入折射率为n的介质中，频率不变，则
得红光在介质中的波长与其在真空中的波长的比值
故E与题意不符。
5．ACE
【解析】
做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程不一定等于振幅，只有当质点从平衡位置或者最高点最低点开始振动时，经过四分之一周期所通过的路程才等于振幅，选项A正确；声波从空气传入水中时频率不变，波速变大，则波长变大，选项B错误；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，选项C正确；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，车上乘客观察到站在站台上旅客变瘦，而不是变矮；故D错误；拍摄玻璃橱窗内的物品时，反射光属于偏振光，在镜头加偏振片的作用可以减弱玻璃的反射光的强度，故E正确。
6．BDE
【解析】
A．全反射发生的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，故A错误；
B．根据双缝干涉实验，相邻条纹间距，波长越长则干涉条纹间距越大，而红光的波长大于紫光波长，则红光的干涉条纹间距比紫光的大，故B正确；
C．根据以及不同颜色的光波长不同可知，不同颜色的光缠身的干涉条纹间距不同，故在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻各条纹的间距是不等的，故C错误；
D．光的偏振现象证明了光是横波，纵波不能发生光的偏振现象，故D正确；
E．在同一种物质中，不同波长的光传播速度不同，波长越短，波速越小，故E正确．
7．ACD
【解析】
A.液晶显示是利用了光的偏振现象，故A符合题意；
B.光波从空气进入水中后，光的传播速度减小，波长减小，所以更不容易发生衍射，故B不符合题意；
C.光的衍射现象表明“光沿直线传播”只是近似的规律，故C符合题意；
D.水面上的油膜呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故D符合题意；
E.用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间距越来越大的衍射条纹，故E不符合题意；
8．BDE
【解析】
A．“海市蜃楼”是由于光的折射和全发射造成的，故A错误；
B．肥皂泡上下厚度不均匀，因此形成了光的薄膜干涉，所以肥皂泡是彩色的，故B正确的；
C．在镜头前加装一个偏振片以减少反射光的强度，而不是增加透射光强度，故C错误；
D．条纹间距，红光的波长较大，则条纹间距较宽，故D正确；
E．蓝光的折射率大于红光的折射率，根据知各种光在玻璃中传播速度与折射率有关，折射率越大速度越小，故红光最大，紫光最小，故E正确。
故选BDE。
9．AB
【解析】
A.
干涉和衍射现象是波特有的性质，一切光都可以发生干涉和衍射现象，故A正确；
B.
偏振现象是横波特有的现象，光的偏振现象证明了光是横波，故B正确；
C.
红外线比可见光的频率低，能量小，故C错误；
D.
紫外线波长小于可见光，则更不容易发生衍射现象，故D错误；
故选AB.
10．CD
【解析】
A．声呐是声波，不是电磁波，A错误；
B．晴朗的天空呈现蓝色是由于太阳光的散射形成的，照相机镜头呈现淡紫色是由于镜头涂有增透膜，反射光部分多以高频的蓝紫色光线为主，故呈淡紫色，B错误；
C．B超和彩超都是利用超声波探测，C正确；
D．光的偏振现象可用于拍摄立体电影，制作照相机镜头和液晶显示器等，D正确。
故选CD。
11．光的偏振原理
【解析】
3D电源在放映时，两台放映机发出的光是相互垂直的偏振光，在观看电影时观众必须带上特殊的眼镜才能获得最佳观赏效果，这种眼镜是利用了光的偏振原理．
偏振光具有的性质是光子的振动具有方向性．当两个偏振片的偏振方向夹角增大时，透射光的强度减弱．
12．0.04，偏振
【解析】
超声波的波长：；超声波是纵波，不能发生偏振现象；
13．(1)
；(2)
【解析】
(1)嵌入玻璃砖后，要使工事内部人员观察到外界的视野张角的最大，必须在玻璃砖的下部一侧观察，画出光路图，由几何知识求出最大的折射角，由折射定律求得最大的入射角，即可求得最大的张角。
(2)为使外界范围内的景物全被观察到，入射角达到，折射角就等于临界角，得到临界角，由再求得折射率n。
【详解】
(1)作光路图如图所示:
由几何关系得：
解得：
由折射定律得
则
解得：?
则视野的最大张角?
(2)为使外界范围内的景物全被观察到，则当时，应是光线在该玻璃砖中的临界角，即?
解得玻璃砖的折射率
【点睛】
本题为光的折射和全反射在军事上的应用，应作出光路图，利用光学规律和几何关系解答。