怀仁县巨子高中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：5.3光的偏振 学业测评（含解析）

5.3光的偏振
1．下列说法错误的是
A．彩虹是光的衍射现象
B．肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象
C．交通警示灯选用红灯是因为红光更容易穿透云雾烟尘
D．液晶显示应用了光的偏振
2．甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为，若，比较甲、乙两种单色光，则下列说法正确的是
A．真空中甲光的波长较短
B．甲光的光子能量较小
C．甲光发生全反射时的临界角较小
D．甲光能发生偏振现象，而乙光不能
3．下列说法正确的是
A．光学镜头上的增透膜是光的全反射的应用
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
C．在高速运行的航天器上看地球上的钟变快了
D．当观察者向静止的声源远离时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长
4．下列有关振动和波动的叙述正确的是____________．
A．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，必须从摆球运动到最大位移处开始计时
B．产生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变
C．两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
D．光的偏振现象说明光波是横波
E.用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为△x，如果只增大双缝到光屏之间的距离，△x将增大
5．如图所示，下列说法正确的是________
A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的光亮度将会变化，此现象表明光波是横波
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定能产生电磁波
D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射
E.人站在路边，一辆汽车响着喇叭从人身边疾驰而过，人听到喇叭的音调会由低变高
6．下列说法正确的是
A．水面上的油膜在阳光照射下回呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，会在镜头前加装偏振片以增加透射光的强度
C．狭义相对论认为：光在真空中的传播速度会随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变
D．横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期
E.自然光在玻璃表面的反射光是偏振光
7．关于振动和波动，下列说法正确的是（　　）
A．相同的单摆在地球纬度越高的地方，测得的周期越小
B．两列横波发生干涉时，振动减弱点的位移一定小于振动加强点的位移
C．在杨氏双缝干涉实验中，光通过狭缝时同时产生了干涉和衍射现象
D．在空气中传播的声波可以产生偏振现象
E.
我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在离我们远去
8．下列说法正确的是___________。
A．光由空气进入水中，频率不变，波长变短
B．电磁波必须依赖介质才能向远处传播
C．光的偏振现象表明光是横波
D．介质折射率越大，光从介质射向真空时发生全反射的临界角越大
9．下列说法正确的是
(　　)
A．医学上用的内窥镜用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理
B．利用双缝干涉实验装置，测出双缝到屏的距离L、n个亮条纹间的距离a及双缝之间的距离d，可算出入射光波长λ＝
C．光的偏振现象应用很广，比如电子表的液晶显示就用到了偏振现象
D．在同一种物质中，不同波长的光传播速度不同，波长越短，传播速度越慢
10．下列说法正确的是________。
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
C．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的色散现象
D．泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了激光的相干性
E.
交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度利用了多普勒效应
11．下列说法正确的是(
)（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为O分）
A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关
B．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象
C．照相机镜头上会镀一层增透膜，是为了增强光的透射，利用光的干涉原理
D．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
E.
在真空中传播的电磁渡，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短
12．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光,从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为a、b两束单色光射出．下列说法正确的是
A．a光的频率大于b光的频率
B．光束a在空气中的波长较大
C．出射光束a、b一定相互平行
D．a、b两色光都是偏振光
13．关于波动，下列说法错误的是（
）
A．各种波均会发生偏振现象
B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到色彩条纹
C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D．已知地震波纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警
14．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是______________
A．当波源与观测者相互靠近时，观测者接收到的振动频率大于波源发出波的频率
B．在杨氏双缝干涉实验中，用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距相等的条纹
C．某人在水面上方观察水底同位置放置的红、黄、绿三盏灯时，看到绿灯距水面最近
D．照相机镜头前的增透膜、信号在光导纤维内的传播都是利用了光的全反射原理
E.电磁波与声波由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长
15．下列说法中正确的是（　　）
A．医院“彩超”应用了多普勒效应的原理
B．太阳光是自然光，经水面反射后反射光仍然是自然光
C．相互干涉的两列波，它们的频率相同，振幅相同
D．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关
参考答案
1．A
【解析】彩虹是光的色散现象，选项A错误；肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象，选项B正确；交通警示灯选用红灯是因为红光更容易穿透云雾烟尘，选项C正确；液晶显示应用了光的偏振，选项D正确；此题选择错误的选项，故选A.
2．B
【解析】
A.根据双缝干涉的条纹间距可知对于同一个实验装置，波长越长，条纹间距越大，由可知甲光的波长一定大于乙光的波长．故A错误．
B.根据可知甲光的频率小于乙光的频率，而光子的能量，故甲光的光子能量一定小于乙光子的能量．故B正确．
C.
由可知甲光的波长一定大于乙光的波长，则对同一均匀介质，甲光的折射率小于乙光的折射率，由临界角公式甲光发生全反射时的临界角大于乙光发生全反射时的临界角．故C错误．
D.偏振现象是横波特有的现象，由于光是横波，故甲乙都可以发生偏振现象．故D错误．
3．D
【解析】
A、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，故A错误；
B、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反射光的强度，使照片清晰，故B错误；
C、根据知，在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时钟变慢了，故C错误；
D、根据多普勒效应，当观察者向静止的声源远离时，接收到的声音的频率小于声源发出的频率，结合v=λf可知，接收到的声音的波长大于声源发出的波长，故D正确；
故选D。
【点睛】
光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，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反射光的强度，根据多普勒效应分析波的频率的变化；
4．BDE
【解析】
在“用单摆测定重力加速度”实验中，必须从最低处开始计时，A错误；多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，故B正确；两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点，其振幅最大，但位移并非始终保持最大；振动减弱区域的质点，振幅最小，但其位移并非始终保持最小，选项C错误；光的偏振现象说明光波是横波，选项D正确；由△x＝λ知，如果增大双缝到光屏之间的距离L，△x将增大，E正确；故选BDE.
5．ABD
【解析】
只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象表明光是一种横波，故A正确．根据双缝干涉相邻两亮条纹的间距△x与双缝间距离d及光的波长的关系式，可知若只减小屏到档板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小，故B正确．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的电（磁）场只能产生恒定不变的磁（电）场；故C错误．波长越长，越容易发生衍射现象；利用红外线进行遥感是因为红外线的波长大，容易发生衍射．故D正确．根据多普勒效应，若声波波源远离观察者时，则观察者接收到的声波频率减小．故E错误．故选ABD.
【点睛】
光的偏振现象表明光是一种横波，知道双缝干涉相邻两亮条纹的间距的表达式，知道麦克斯韦的电磁场理论，知道发生明显衍射现象的条件；根据声波的多普勒效应分析频率的变化．
6．ADE
【解析】
水面上的油膜在阳光照射下回呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的，选项A正确；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反射光的强度，使照片清晰．故B错误；狭义相对论认为：光在真空中的传播速度不会随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变，选项C错误；横波在传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期，选项D正确；自然光在玻璃表面的反射光是偏振光，选项E正确；故选ADE.
7．ACE
【解析】
单摆周期公式：；波的干涉中，振动加强的点振幅增加了；杨氏双缝干涉实验中，光通过单个狭缝发生衍射现象，两个狭缝的光在光屏上叠加发生干涉现象；多普勒效应中，频率变大表示靠近，频率降低表示远离；
【详解】
A、地球纬度越高的地方，重力加速度越大，由单摆周期公式，单摆周期越小，故A正确；
B、两列波发生干涉时，振动加强点和振动减弱点均在做简谐运动，位移随时间而变化，振动减弱点位移可能大于振动加强点位移，故B错误；
C、杨氏双缝干涉实验中，光通过单个狭缝发生衍射现象，两个狭缝的光在光屏上叠加发生干涉现象，故C正确；
D、空气中传播的声波为纵波，不能产生偏振现象，故D错误；
E、由多普勒效应，当波源相对观察者远离时，频率变低，故E正确；
故选ACE。
8．AC
【解析】
光由空气进入水中，频率不变，波速减小，根据λ=v/f可知波长变短，选项A正确；电磁波传播不依赖介质，在真空中也能传播，选项B错误；光的偏振现象表明光是横波，选项C正确；根据sinC=1/n可知介质折射率越大，光从介质射向真空时发生全反射的临界角越小，选项D错误；故选AC.
9．ACD
【解析】
内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理，故A正确；n个亮条纹间的距离a，那么相邻亮条纹间距为△x=；因测出双缝到屏的距离L，根据干涉条纹间距公式△x＝λ，可算出入射光波长，故B错误；
电子表的液晶显示利用偏振现象，故C正确；由可知，波长越短，频率越高，则折射率越大，再根据v=c/n，所以传播速度越小，故D正确；故选ACD.
10．CDE
【解析】
A项：拍摄玻璃厨窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度，使照片清晰，但不能增加透射光的强度，故A错误；
B项：用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉，故B错误；
C项：用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光折射，形成光的色散现象，故C正确；
D项：根据光的衍射与光的干涉特点，泊松亮斑是光的衍射现象，根据激光的应用可知，全息照相的拍摄利用了激光的相干性的特点，与干涉原理有关，故D正确；
E项：交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度利用了多普勒效应，E正确。
故选：CDE。
11．BCE
【解析】
根据光的干涉产生原理；结合相对论原理：在运动方向，长度变短；根据公式，确定波长与波速的关系，从而即可求解；
【详解】
A、做简谐运动的物体，其振动能量与振幅有关，即最大势能，故A错误；
B、肥皂泡呈现的彩色是光的等厚干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象，故B正确；
C、照相机镜头上会镀一层膜，为增透膜，这是为了增强光的透射程度，故C正确；
D、波长越短的电磁波，衍射本领越弱，越不容易绕过障碍物，不便于远距离传播，故D错误；
E、在真空中传播的电磁波，波速不变，根据可知，当它的频率增加时，波长变短，故E正确；
故选BCE。
12．ACD
【解析】
A、作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大，故A正确；
B、根据可知，光束a在空气中的波长较小，故B错误；
C、因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故C正确；
D、偏振光是垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动，所以a、b两色光都是偏振光，故D正确；
故选ACD．
13．AC
【解析】
偏折是波所特有的现象，但只有横波才能发生偏振现象，用白光做单峰衍射和双缝干涉实验，在光屏上得到彩色条纹．波在传播的过程中，质点参与了振动，不随波迁移．地震波中有横波也有纵波，纵波的传播速度大于横波。
【详解】
A项：横波可以发生偏振现象，纵波没有偏振现象．故A错误；
B项：白光由各种色光组成，在单缝衍射和双缝干涉实验中，不同的色光叠加在光屏上产生彩色条纹．故B正确；
C项：在声波的传播过程中，介质中的质点参与了波引起的振动，不随波迁移，振动的速度与波传播的速度不等．故C错误；
D项：地震波中有横波也有纵波，纵波的传播速度大于横波，此性质可用于横波的预警．故D正确。
本题选错误的，故应选：AC。
【点睛】
决本题的关键知道波的特点，知道波动与振动的区别。
14．ACE
【解析】
（1）当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，当波源靠近接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率高；（2）干涉条纹间距相等，而衍射条纹间距不相等；（3）根据折射率，从而确定视深与实际深度的关系；（4）拍摄玻璃橱窗内的物品时，镜头前加装一个增透膜，利用光的干涉原理．
【详解】
A.根据多普勒效应可知，当波源靠近接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率高，故A正确；
B.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B错误；
C.光折射成像时，视深：，水底同一深度并列红、黄、绿三盏灯时，绿光的折射率最大，故绿灯视深最浅，故C正确；
D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个增透膜，是利用光的干涉现象，故D错误；
E.由空气进入水中传播时，频率不变，波速变大，由公式，知电磁波的波长变短；声波的波速变大，频率不变，波长变大，故E正确；
故选ACE。
【点睛】
考查多普勒效应现象，掌握接收频率与波源频率的高低关系与间距大小有关，掌握干涉与衍射的原理，及条纹间距的不同，理解光的全反射现象，及水的视深与什么因素有关，最后注意电磁波与声波由空气进入水中时，两者波长如何变化．
15．AD
【解析】
A．医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速．是应用了多普勒效应的原理．故A正确；
B．太阳光是自然光，经水面反射后反射光是偏振光，故B错误；
C．相互干涉的两列波，它们的频率一定相同，但振幅不一定相同，故C错误；
D．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，故D正确．
故选：AD