高中物理 第13章 第6节 光的偏振同步练习 新人教版选修34.docx
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高中物理第13章第6节光的偏振同步练习新人教版选修34
2019-2020年高中物理第13章第6节光的偏振同步练习新人教版选修3-4
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.关于自然光和偏振光,下列观点正确的是( )
A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能
B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光
C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光
D.自然光和偏振光都能使感光底片感光
答案:
D
解析:
光振动沿各个方向均匀分布的光就是自然光,而振动沿着特定方向的光就是偏振光,但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射,所以A错。
光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光,所以B错。
光的颜色由光的频率决定,与光的振动方向无关,所以C错。
自然光和偏振光都具有能量,都能使感光片感光。
2.在拍摄日落时水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是( )
A.减弱反射光,从而使景物的像清晰
B.增强反射光,从而使景物的像清晰
C.增强透射光,从而使景物的像清晰
D.减弱透射光,从而使景物的像清晰
答案:
A
解析:
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。
3.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
答案:
C
解析:
白炽灯发出的光为自然光,通过偏振片P后产生偏振光,旋转P,A处光的强度不变,当P与Q的偏振方向一致时B点光的强度最大。
当P与Q的偏振方向垂直时B点光的强度最小,所以选项C正确。
4.P是一偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向。
下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光?
( )
A.太阳光B.沿竖直方向振动的光
C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光
答案:
ABD
解析:
只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直,光都能通过偏振片。
太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片。
5.如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入
射光方向,看不到光亮,则( )
A.图中a光为偏振光
B.图中b光为偏振光
C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮
D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮
答案:
BD
解析:
自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只有沿着某一特定方向振动的光。
从电灯直接发出的光为自然光,则A错;它通过A偏振片后,即变为偏振光,则B对;设通过A的光沿竖直方向振动,若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,则P点无光亮,将B转过180°时,P处仍无光亮,即C错;若将B转过90°,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,D对。
二、非选择题
6.将手电筒射出的光照到平面镜上,发生反射后,再用偏振片观察反射光,发现旋转偏振片时有什么现象?
说明什么?
答案:
当旋转偏振片时,观察到旋转偏振片时亮度变化,说明反射光是偏振光。
7.如图所示,杨氏双缝实验中,下述情况能否看到干涉条纹?
简单说明理由。
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P。
(2)在
(1)情况下,再加P1、P2,P1与P2透射光方向垂直。
答案:
(1)能。
到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的,它们满足相干条件,能看到干涉条纹,且由于线偏振片很薄,对路程差的影响可忽略,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的吸收作用而减弱。
(2)不能。
由于从P1、P2射出的光方向相互垂直,不满足干涉条件,故光屏E被均匀照亮,但无干涉现象。
能力提升
一、选择题(1题为单选题,2~4题为多选题)
1.一束光由真空入射到平面玻璃上,当其折射角为30°时,反射光和折射光恰好是振动方向互相垂直的偏振光。
因此,可以推断出玻璃的折射率为( )
A. B.
C. D.
答案:
B
解析:
由题意推断此时的入射角为60°,根据公式n==。
2.“假奶粉事件”曾经闹得沸沸扬扬,奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定糖量。
偏振光通过糖水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”,α的值只与糖溶液的浓度有关,将α的测量值与标度值相比较,就能确定被测样品的含糖量了,如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,最后将被测样品P置于A、B之间,则下列说法中正确的是( )
A.到达O处光的强度会明显减弱
B.到达O处光的强度不会明显减弱
C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片B转过的角度等于α
D.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α
答案:
ACD
解析:
A、B之间不放糖溶液时,自然光通过偏振片A后,变成偏振光,通过B后到O.当在A、B间放糖溶液时,由于溶液的旋光作用,使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度,到达O处的光强会明显减弱;但当B转过一个角度,恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时,O处光强又为最强,故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度;因为A、B的偏振方向一致,故转动偏振片A也可以。
3.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2。
现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直。
在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是( )
A.反射光束1消失
B.透射光束2消失
C.反射光束1和透射光束2都消失
D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°角,透射光束2消失
答案:
AD
解析:
自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,反射光和折射光的偏振方向相互垂直,且反射光的偏振方向与纸面垂直,折射光的透振方向与纸面平行,因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时,因垂直于纸面无光;反射光束1消失,A正确,B,C均错误;偏振片转动90°,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,D正确。
4.如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置,一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的偏振方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化。
关于这种温度计的工作原理,正确的说法是( )
A.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大
B.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小
C.到达检偏器的光的偏振方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越大,表示温度变化越小
D.到达检偏器的光的偏振方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越大,表示温度变化越大
答案:
AC
解析:
温度变化越大,光纤的各个物理参量变化越大,光的偏振方向变化越大,光接收器接收的光强度会越小。
二、非选择题
5.一束光由真空入射到平面玻璃上,当其折射角为30°时,反射光恰好发生完全偏振(反射光线与折射光线垂直),由此可以计算出玻璃的折射率是多少?
此时的入射角称为起偏角,也叫布儒斯特角,试求折射率为n的介质的布儒斯特角的通用表达式。
答案:
θ1=arctann
解析:
光由空气进入玻璃,光路图如图所示,根据折射定律可得n=,而θ1+θ2=90°
所以n==cotθ2
由题意知θ2=30°
n=cot30°=
所求的布儒斯特角为θ1,所以由n==tanθ1
可得表达式为θ1=arctann
2019-2020年高中物理第13章第7、8节光的颜色色散同步练习新人教版选修3-4
一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)
1.下列现象中可以用薄膜干涉来解释的是( )
A.雨后的彩虹
B.水面上的油膜在阳光照射下呈彩色
C.透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色
D.荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮
答案:
B
解析:
雨后的彩虹是色散现象,故选项A错误;透过昆虫的翅膀看阳光呈彩色是衍射现象,故选项C错误;水珠在阳光下晶莹透亮是全反射的结果,故选项D错误;油膜在阳光照射下呈彩色是薄膜干涉的结果,故选项B正确。
2.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象。
图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈。
将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是( )
A.当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°
B.当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°
C.当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°
D.干涉条纹保持原来状态不变
答案:
D
解析:
金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时,不影响薄膜上薄下厚的分布,因而干涉条纹保持原来状态不变,D对。
3.实验表明,可见光通过三棱镜时各色光的折射率n随着波长λ的变化符合科西经验公式:
n=A++,其中A、B、C是正的常量。
太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示。
则( )
A.屏上c处是紫光 B.屏上d处是红光
C.屏上b处是紫光D.屏上a处是红光
答案:
D
解析:
太阳光中红光波长最长,紫光波长最短,则紫光折射率最大,红光折射率最小,所以紫光偏折程度最大,对应屏上d处,红光偏折程度最小,对应屏上a处。
4.(福州八县一中xx~xx学年高二下学期期末联考)以下关于偏振片和增透膜的说法正确的是( )
A.拍摄水下景物时,为减小光在水面处的反射,使景物更加清晰,可在照相机镜头前加一增透膜
B.为减小光在照相机镜面处的反射,使景物更加清晰,可在照相机镜头前加一偏振片
C.照相机的增透膜厚度通常为λ/2
D.3D立体电影充分利用了光的偏振原理
答案:
D
解析:
水面的反射光是偏振光,减弱偏振光的影响,应该加偏振片,故选项A错误;照相机镜头前应加增透膜,以减小反射光,故选项B错误;增透膜的厚度通常为绿光在增透膜这种介质中的波长的,故选项C错误;3D立体电影充分利用了光的偏振原理,故选项D正确。
5.将激光束的宽度聚焦到纳米级(10-9m)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,把至今尚令人无奈的癌症、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.平行度好
C.粒子性D.高能量
答案:
BD
解析:
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。
6.如图所示,从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面,经过三棱镜的折射后发生色散现象,在光屏的ab间形成一条彩色光带。
下面的说法中正确的是( )
A.在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率
B.b侧光更容易产生衍射现象
C.若改变白光的入射角,在屏上最先消失的是b侧光
D.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa>Δxb
答案:
B
解析:
根据色散形成的光谱,可知fa>fb,λa<λb,所以b更容易产生衍射,故B正确;na>nb,根据n=,所以va 二、非选择题 7.雨后公路的积水上漂着薄薄的油层,看上去有许多彩色花纹,其中有一条绿色花纹与一条蓝色花纹相邻。 在这两条
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