2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 5.4光的偏振 课后练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
5.4光的偏振 课后练习（解析版）
1．关于如图所示的各种光现象，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
B．图乙中光照射不透明的圆盘，在圆盘的阴影中心出现了一个亮斑是光的干射现象
C．图丙中肥皂膜上出现彩色条纹是光的衍射现象
D．图丁中观看立体电影时佩戴特殊眼镜是利用了光的偏振现象
2．我国已进入5G新时代，所谓5G是指第五代通倌技术，采用3300-5000HZ频段的无线电波。现行的第四代移动通信技术4G，其频段范围是1880-2635MHZ。5G相比4G技术而言，其数据传输速度提升了数十倍，容量更大，时延大幅度缩短到1毫秒以内，为产业革命提供技术支撑。根据以上内容结合所学知识，判断下列说法正确的是（　　）
A．4G和5G信号都不能发生偏振现象
B．4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C．4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D．4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
3．下列说法正确的是（　　）
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的
C．在单缝衍射实验中，缝越宽得到的中央亮条纹也越宽
D．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
4．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过．如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象(　 　)
A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零
B．透过的光强先增强，然后减少到非零的最小值
C．透过的光强在整个过程中都增强
D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强
5．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
6．在拍摄日落水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是(　　)
A．减弱反射光，从而使景物的像更清晰
B．增强反射光，从而使景物的像更清晰
C．增强透射光，从而使景物的像更清晰
D．减弱透射光，从而使景物的像更清晰
7．如图所示，偏振片正对工作的液晶显示器，透过偏振片看到显示器亮度正常. 将镜片转动90°，透过镜片看到的屏幕漆黑，则 （　　）
A．显示器发出的光是纵波 B．显示器发出的光是横波
C．显示器发出的光是自然光 D．显示器发出的光是偏振光
8．光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（　　）
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
9．下列说法正确的是（　　）
A．光在介质中传播的速度仅由介质本身所决定
B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小
D．光的偏振特征说明光是横波
E.水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
10．下列说法中正确的是
A．光的偏振现象说明光波是横波，但并非所有的波都能发生偏振现象
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄
C．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光
D．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
11．下列说法正确的是（　　）
A．频率越高，振荡电路向外辐射电磁波的本来越大
B．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象
C．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
D．a、b两束光分别照射同一双缝干涉装置，在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距比b光小，由此可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大
E.让黄光、蓝光分别以相同角度斜射向同一平行玻璃砖，光从对侧射出时，两种光的偏转角都为零，但蓝光的侧移量更大
12．关于光现象及其应用，下列说法正确的是________
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度
D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率低于声源的频率
E.一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短
13．下列说法正确的是（ ）
A．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率
B．光的偏振现象说明光是一种横波
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
D．简谐横波在给定的介质中传播时，频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短
E.两列波叠加产生干涉现象，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
14．下列说法正确的是（ ）
A．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
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜及全息照相都是利用了光的全反射原理
C．泊松亮斑支持了光的波动说
D．相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
E.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散
15．下列说法正确的是（　　）
A．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从紫光改为红光，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，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，在镜头前加装一个偏振片可以增加透射光的强度
E.爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
16．电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性；如果在液晶上加上电压，则旋光性消失。有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字的笔画处不透光，则上下两个偏振片的透振方向相互________；笔画处为________电极，因此加上电压时变为________的。
17．光的偏振现象有很多应用。例如，______、______时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，转动滤光片，______，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。
18．光的干涉和衍射现象说明光具有_____性。光是一种_____。
利用“偏振片”代替图中带有狭缝的木板来做光学实验。偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的_____能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。偏振片对光波的作用就像图中的狭缝对于机械波的作用一样。
19．在纵波中，_________。在横波中，_________。这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波。_________不能产生偏振现象。相同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个现象称为“____________”。一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“____________”。
20．将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光。转动偏振片，你感觉到的明暗有没有明显的变化？
再透过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。你感觉到的明暗有没有明显的变化？玻璃表面、光滑桌面反射的光是偏振光吗？
透过偏振片观察手机等液晶屏幕上的字，你有什么发现？
参考答案
1．D
【详解】
A．白光通过三棱镜后形成彩色光带，因各色光的折射率不同，出现偏折程度不同，是光的折射现象，A错误；
B．白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象造成的，B错误；
C．阳光下肥皂膜呈现出彩色条纹是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，C错误；
D．3D电影在放映时，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，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．由于4G和5G信号都属于电磁波，均为横波，因此都能发生偏振现象，选项A错误；
B．4G信号和5G信号的频率不同，则它们相遇不能产生稳定的干涉现象，选项B错误；
C．4G信号的频率更底，波长更长，故相比5G信号更容易发生衍射现象，选项C正确；
D．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，即传播速度相同，选项D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．偏振是横波特有的现象，光能发生偏振说明光是横波，A错误；
B．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹是由于折射造成的，B正确；
C．在单缝衍射实验中，缝越窄得到的中央亮条纹越宽，C错误；
D．波长越短的电磁波，越不容易发生衍射，越不容易绕过障碍物，不便于远距离传播，D错误。
故选B。
4．A
【详解】
起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过即光强为零．偏振方向平行时，光强度达到最大．当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减少到零，所以答案为A。
5．A
【详解】
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.
6．A
【详解】
由于反射光的干涉，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．
故选A.
7．BD
【详解】
AB．光是横波，A错误B正确；
CD．方向一致时，光完全通过，二者垂直时，完全不能通过，由实验现象得出显示器发出的光是偏振光，C错误D正确。
故选BD。
8．ABC
【详解】
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致两偏振片的方向变化，则透射光的强度会发生变化，故A正确；
B．一束自然光入射到两种介质的表面时，有反射光线，如果折射光线与反射光线垂直，则反射光为偏振光，故B正确；
C．在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使景像更清晰，故C正确；
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹是光的衍射现象，D错误。
故选ABC。
9．BDE
【详解】
A．光在介质中传播的速度由介质本身，及频率共同决定，故A错误；
B．油膜形成的彩色条纹，是由膜的前后表面反射光，进行光的叠加，形成的干涉条纹，故B正确；
C．根据光的干涉条纹间距公式，可知，红光的波长长，则红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距大，故C错误；
D．光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，故D正确；
E．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故E正确。
故选BDE。
10．ABD
【详解】
A．光的偏振现象说明光具有波动性，只有横波才能发生偏振现象，故A正确．
B．在光的双缝干涉实验中，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，绿光的波长比红光的短，则仅将入射光由红光改为绿光，干涉条纹间距变窄，故B正确．
C．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹是因为光的折射而产生的色散现象，不是因为三棱镜吸收了光；故C错误．
D．当驱动力频率等于物体的固有频率时会发生共振现象，振幅最大．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥，故D正确，
故选ABD．
【点睛】
光的偏振现象说明光具有波动性，且说明光一种是横波．双缝干涉条纹的间距与波长成正比．一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是由于光的色散形成的．当驱动力频率等于物体的固有频率时会发生共振现象．
11．ADE
【详解】
电磁波的能量与频率有关；振荡电路的频率越大，发射电磁波的本领越大，故A正确；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B错误；玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象而产生的，故C错误；在干涉条纹间距与波长的关系，可知，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，则可以判断a光的波长比b光小，因此可将a光当作紫光，b光当作红光，则水对a光的折射率比b光大，再由公式v=c/n，可知，在同种玻璃中b光传播速度比a光大，故D正确；光线通过玻璃砖发生了两次折射，第二次的入射角等于第一次的折射角，根据光路可逆性原理可知，光不可能在对侧表面发生全反射，一定能从对侧表面射出玻璃砖．根据光路的可逆性，出射光线与入射光线平行，所以黄光、蓝光互相平行，但由于蓝光的折射率大，因此其偏折程度较大，故E正确；故选ADE．
12．ACE
【详解】
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点，故A正确；
B．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B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，故C正确；
D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率高于声源的频率，故D错误；
E．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，但频率不变，故波长变短，故E正确．
故选ACE．
13．BCD
【详解】
A．无论什么情况受迫振动的频率都等于驱动力的频率．A错误；
B．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，当看到透射光的强度发生变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振现象证明了光是横波．故B正确；
C．由公式
?
若仅将入射光由绿光改为红光，波长增大，则条纹间距变宽，C正确；
D．简谐机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,周期越短,波传播一个波长的距离所用的时间越短．故D正确；
E．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是指两列波振动步调一致，并不是位移总是最大，有时处于波峰有时处于平衡位置有时处于波谷，E错误；
故选BCD。
14．ACE
【详解】
A．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，选项A正确；
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，而全息照相是利用光的干涉原理，选项B错误；
C．泊松亮斑支持了光的波动说，选项C正确；
D．相对论认为竖直向上高速运动的球在竖直方向上变扁了，选项D错误；
E．含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散，选项E正确。
故选ACE。
15．BCE
【详解】
A．根据相邻亮条纹间距可知，光的波长越长，双缝干涉的条纹间距越宽。因为红光波长较长，所以在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大，故A正确；
B．做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度可能相反，B正确；
C．在受迫振动中，物体的振动频率等于驱动力的频率，不一定等于物体的固有频率，C正确；
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片可以减弱反射光的强度，D错误；
E．爱因斯坦狭义相对论指出，在所有惯性参考系中，真空中的光速都是相同的，E正确。
故选BCE。
16．垂直 透明 不透明
【详解】
[1][2][3]假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向垂直；组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，光线不能透过。
17．拍摄水下 玻璃橱窗内等物体的像 让滤光片的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直
【详解】
[1][2][3]略
18．波动 横波 光波
【详解】
[1][2] 干涉和衍射是波特有的现象，所以光的干涉和衍射现象说明光具有波动性，只有横波才有发生偏振，光是一种横波。
[3] 利用“偏振片”代替图中带有狭缝的木板来做光学实验。偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。
19．振动方向与波的传播方向平行 振动方向与波的传播方向垂直 纵波 偏振现象 偏振方向
【详解】
[1][2]在纵波中，振动方向与波的传播方向平行。在横波中，振动方向与波的传播方向垂直。这种方法适用于看得见质点振动方向的机械波。
[3]纵波不能产生偏振现象。
[4]相同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏振现象”。[5]一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“偏振方向”。
20．见解析
【详解】
当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，转动偏振片，则光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮。
自然光在玻璃表面、光滑桌面反射时，根据反射与折射的特点可知，反射光和折射光都是偏振光，转动偏振片，会感觉到从明到暗，然后从暗到明发生明显的变化。
透过偏振片观察手机等液晶屏幕上的字，你可以发现随着偏光片的转动，出现画面明-暗-明-暗-...这样的变化。因为从手机屏幕出来的光是偏振光了，如果拿一偏振片遮在前面，随着偏光片的转动，偏振方向与手机外层偏光片的偏振方向一致时，光可以透过，转动成正交（垂直）时，光被挡住，出现画面变暗。