2024-2025学年新教材高中物理第5章光的干涉衍射和偏振4光的偏振5激光与全息照相练习含解析鲁科版选择性必修1

PAGE7-光的偏振激光与全息照相(25分钟·70分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.如图所示,两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片,现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上,再通过偏振片Q,现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90度,下列说法正确的是 ()A.MN间为偏振光B.PQ间为自然光C.PQ间的光线亮度渐渐变暗D.光屏N上的亮线渐渐变暗【解析】选D。MP间为自然光,经过偏振片P后变为偏振光,因此PN间为偏振光,故A、B错误;由于自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同,因此经过偏振片P后,使偏振片P由图示位置旋转90度的过程中,PQ间的光线亮度不变,故C错误;自然光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上,使偏振片P由图示位置旋转90度的过程中,当偏振片P与偏振片Q垂直时,光屏没有亮度,则光屏上光的亮度渐渐变暗,故D正确。故选D。2.下列说法正确的是 ()A.用光导纤维传播信号是利用了光的全反射B.光学镜头上的增透膜利用了光的衍射现象C.偏振光可以是横波,也可以是纵波D.雨后天晴,公路上的油膜在阳光照射下出现的彩色现象是光的衍射现象【解析】选A。用光导纤维传播信号是利用了光的全反射,选项A正确;光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象,选项B错误;偏振光只能是横波,不行以是纵波,选项C错误;雨后天晴,公路上的油膜在阳光照射下出现的彩色现象是光的干涉现象,选项D错误。故选A。3.(多选)对于激光的相识,以下说法正确的是 ()A.一般光源发出的光都是激光B.激光是自然界普遍存在的一种光C.激光是一种人工产生的相干光D.激光已经深化我们生活的各个方面【解析】选C、D。一般光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的,而激光器发出的激光的频率几乎是单一的,并且满意相干条件,所以激光与一般光源发出的光有着本质的区分,A项不合题意;激光是原子受激辐射产生的光,要通过人工特地制得,所以并不是在自然界中普遍存在的,B项不合题意,C项符合题意;在日常的生产、生活中许多方面都用到了激光,D项符合题意。4.有关光的应用,下列说法不正确的是 ()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.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象C.用三棱镜视察白光看到的彩色图样是光的折射形成的色散现象D.在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理【解析】选A。拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片减弱反射光的强度,故A错误;增透膜是利用薄膜干涉,故B正确;用三棱镜视察白光,由于三棱镜对不同色光的折射率不同,进出三棱镜的偏折角度不同,出现了不同色光的色散,故C正确;光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理,故D正确。【补偿训练】准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀,可用于近视眼的治疗。用这样的激光刀对近视眼进行手术,手术时间短、效果好、无苦痛。关于这个治疗,以下说法中错误的是 ()A.近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面,使人不能看清物体B.激光具有很好的方向性,用激光刀可以在特别小的面积上对眼睛进行手术C.激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D.激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削【解析】选C。激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果。人的眼睛是一个光学成像系统,角膜和晶状体相当于一个凸透镜,物体通过凸透镜成像在视网膜上,人就能看清晰物体。当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小,物体成像在视网膜的前面时,人就不能看清物体,这就是近视眼,A对;激光具有很好的方向性,用激光刀可以在特别小的面积上对眼睛进行手术,B对;激光手术不是修复视网膜,而是对角膜进行切削,变更角膜的形态,使眼球中的凸透镜的焦距适当变大,物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上,C错,D对。5.(多选)旋光仪可以用来测量糖溶液的浓度,从而测定含糖量。其原理是:偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度θ,这一角度称为“旋光角”,θ的值与糖溶液的浓度有关。将θ的测量值与标准值相比较,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,然后将被测样品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θD.若使O处光强度再次最大,偏振片A、B均需转过θ角【解析】选A、C。偏振片只能让肯定偏振方向的光通过,没有样品时,要使到达O处的光最强,偏振片A、B的透光方向应相同;当放入样品时,由于样品的“旋光角”是θ,光线经过样品后偏振方向不再与B的透光方向平行,故到达O处光的强度会明显减弱,A符合题意,B不符合题意;偏振片B转过的角度等于θ,并与偏振光的方向平行时,光到达O处的强度将再次最大,C符合题意;偏振片A、B均转过θ角后,两偏振片平行,与偏振光的方向不平行,所以O处光强度不会再次最大,D不符合题意。6.(多选)下列说法正确的是 ()A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能B.拍摄玻璃窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度C.在利用棱镜全反射中,假如在反射面涂上性能良好的反光物质,在全反射时其反射率会更高D.从太阳、蜡烛等一般光源干脆发出的光是自然光【解析】选B、D。振动沿各个方向匀称分布的光是自然光,而振动沿着特定方向的光是偏振光,但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射,故选项A错误;拍摄玻璃窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度,故选项B正确;在利用棱镜全反射中,假如在反射面涂上性能良好的反光物质,在全反射时也不会提高反射率,故选项C错误;从太阳、蜡烛等一般光源干脆发出的光是自然光,故选项D正确。二、非选择题(本题共2小题,共34分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(16分)奶粉中碳水化合物(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,从而鉴定含糖量。偏振光通过糖的水溶液后,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的测量值与标准值相比较,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,然后将被测样品P置于A、B之间。(1)偏振片A的作用是______________。

(2)偏振现象证明白光是一种________。

(3)以下说法中正确的是________。

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处光强度最强,偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最强,偏振片A转过的角度等于α【解析】(1)偏振片A的作用是把自然光变成偏振光;(2)偏振现象证明白光是一种横波;(3)偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度α,所以到达O处光的强度会明显减弱,故A正确,B错误;偏振光通过糖的水溶液后,若迎着射来的光线看,偏振方向会以传播方向为轴线,旋转一个角度α,所以到达O处光的强度会明显减弱,将偏振片B转动一个角度,使得O处光的强度最大,偏振片B转过的角度等于α,故C正确;同理,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,故D正确。答案:(1)把自然光变成偏振光(2)横波(3)A、C、D8.(18分)一束光由真空入射到平面玻璃上,当其折射角为30°时,反射光恰好产生完全偏振,则玻璃的折射率为多大?【解析】设入射角为i,折射角为r,由题意可知,要使反射光完全偏振,须要折射光线与反射光线垂直,所以i+r=,依据折射定律:n=====。答案:(15分钟·30分)9.(6分)(多选)下列说法正确的是 ()A.全息照相主要是利用了光的干涉现象B.单反相机的增透膜利用了光的偏振现象C.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉D.障碍物的尺寸比光的波长大得多时,肯定不会发生衍射现象【解析】选A、C。全息照相主要是利用了一束光分成两束频率相同的光干涉进行成像的,选项A正确;增透膜利用了光的干涉原理,利用膜的前、后两个表面产生的反射光,发生干涉相消,阻挡反射来增加投射的目的,选项B错误;用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光学器件上上、下表面反射光的干涉来检测的,选项C正确;障碍物的尺寸比光的波长大得多时,也会发生衍射现象,只是不明显而已,选项D错误。故选A、C。10.(6分)(多选)下列说法中正确的是 ()A.观看3D电影时,所佩戴的眼镜利用了光的衍射原理B.军队士兵过桥时运用便步,是为了防止桥发生共振现象C.光纤通信利用了光的全反射原理D.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振【解析】选B、C。立体电影是利用了光的偏振现象,故A错误;军队士兵过桥时运用便步,是防止行走的频率与桥的频率相同时,桥发生共振现象,故B正确;光导纤维利用的是光的全反射原理,依据产生全反射的必要条件:光必需从光密介质射入光疏介质,可知,光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大,故C正确;用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了薄膜干涉,故D错误。11.(6分)(多选)下列选项中关于中学物理教材上插图的说明正确的是 ()A.图1中弯曲的有机玻璃棒能导光说明有机玻璃的折射率大于四周空气B.图2中电子表的液晶显示屏用到了偏振光C.图3中全息照片的拍摄利用了光的衍射原理D.图4中的彩色条纹是白光的单缝衍射条纹【解析】选A、B。依据全反射条件,有机玻璃应为光密介质,折射率大于空气,故A正确;电子液晶屏的显示利用了光的偏振原理,故B正确;全息照相利用了光的干涉,故C错误;亮条纹间距几乎相等,是白光的双缝干涉图样,故D错误。故选A、B。【补偿训练】对下列现象说明错误的是 ()A.图甲的原理和光导纤维传送光信号的原理一样B.图乙的原理和门镜(透过门镜可以看到门外较宽敞的范围)的原理一样C.图丙的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样D.图丁的原理和用标准平面检查光学平面的平整程度的原理一样【解析】选D。光导纤维传送光信号和空中楼阁,都是全反射现象的原理,选项A正确;雨后彩虹的形成和门镜原理都是利用光的折射原理,选项B正确;彩色的肥皂泡和照相机镜头表面涂上增透膜都是利用光的干涉现象,选项C正确;用标准平面检查光学平面的平整程度的原理是利用光的干涉,而立体电影则是利用光的偏振原理,故选项D错误。12.(12分)一种红宝石激光器放射的激光是不连续的一道道闪光,每道闪光称为一个光脉冲,若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10-11s,波长为694.3nm,放射功率为1.0×1010W。(1)每列光脉冲的长度是多少?(2)用红宝石激光照射皮肤色斑,每1cm2汲取能量