高中物理 第13章 第6節(jié)光的偏振檢測(cè)試題 新人教版選修3-4

【成才之路】-學(xué)年高中物理第13章第6節(jié)光的偏振檢測(cè)試題新人教版選修3-4基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4～6題為多選題)1．關(guān)于自然光和偏振光，下列觀點(diǎn)正確的是()A．自然光能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，而偏振光卻不能B．只有自然光透過偏振片才能獲得偏振光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：光振動(dòng)沿各個(gè)方向均勻分布的光就是自然光，而振動(dòng)沿著特定方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能發(fā)生干涉、衍射，所以A錯(cuò)。光的偏振現(xiàn)象并不罕見，除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通常看到的絕大部分光，都是偏振光，所以B錯(cuò)。光的顏色由光的頻率決定，與光的振動(dòng)方向無關(guān)，所以C錯(cuò)。自然光和偏振光都具有能量，都能使感光片感光。2．在拍攝日落時(shí)水面下的景物時(shí)，應(yīng)在照相機(jī)鏡頭前裝一個(gè)偏振片，其目的是()A．減弱反射光，從而使景物的像清晰B．增強(qiáng)反射光，從而使景物的像清晰C．增強(qiáng)透射光，從而使景物的像清晰D．減弱透射光，從而使景物的像清晰答案：A解析：由于反射光的干擾，景物的像常常比較模糊，裝上偏振片的目的是減弱反射光，且透振方向與反射光的振動(dòng)方向垂直，但不能增強(qiáng)透射光。3．(河北衡水中學(xué)～學(xué)年高二下學(xué)期二調(diào))光學(xué)在生活中應(yīng)用很多，下列說法正確的是()A．全息照相利用的是光的偏振現(xiàn)象B．立體電影利用的是光的偏振現(xiàn)象C．市面上的冷光燈應(yīng)用的是光的偏振現(xiàn)象D．肥皂泡在陽(yáng)光下呈現(xiàn)五彩繽紛，是光的折射現(xiàn)象答案：B解析：全息照相利用的是光的干涉，故A錯(cuò)誤；立體電影利用的是光的偏振，故B正確；冷光燈應(yīng)用的是光的反射，故C錯(cuò)誤；肥皂泡在陽(yáng)光下呈現(xiàn)五彩繽紛，是光的干涉，故D錯(cuò)誤。4．P是一偏振片，P的透振方向(用帶箭頭的實(shí)線表示)為豎直方向。下列四種入射光束中哪幾種照射P時(shí)能在P的另一側(cè)觀察到透射光？()A．太陽(yáng)光B．沿豎直方向振動(dòng)的光C．沿水平方向振動(dòng)的光D．沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光答案：ABD解析：只要光的振動(dòng)方向不與偏振片的透振方向垂直，光都能通過偏振片。太陽(yáng)光、沿豎直方向振動(dòng)的光、沿與豎直方向成45°角振動(dòng)的光均能通過偏振片。5．在垂直于太陽(yáng)光的傳播方向前后放置兩個(gè)偏振片P和Q。在Q的后邊放上光屏，以下說法正確的是()A．Q不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度不變B．Q不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片P，屏上光的亮度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱C．P不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度不變D．P不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片Q，屏上光的亮度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱答案：BD解析：P是起偏器，它的作用是把太陽(yáng)光(自然光)轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆?，該偏振光的振?dòng)方向與P的透振方向一致，所以當(dāng)Q與P的透振方向平行時(shí)，通過Q的光強(qiáng)最大；當(dāng)Q與P的透振方向垂直時(shí)，通過Q的光強(qiáng)最小，即無論旋轉(zhuǎn)P或Q，屏上的光強(qiáng)都是時(shí)強(qiáng)時(shí)弱。6.如圖所示，電燈S發(fā)出的光先后經(jīng)過偏振片A和B，人眼在P處迎著入射光方向，看不到光亮，則()A．圖中a光為偏振光B．圖中b光為偏振光C．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過180°后，在P處將看到光亮D．以SP為軸將B轉(zhuǎn)過90°后，在P處將看到光亮答案：BD解析：自然光沿各個(gè)方向發(fā)散是均勻分布的，通過偏振片后，透射光是只有沿著某一特定方向振動(dòng)的光。從電燈直接發(fā)出的光為自然光，則A錯(cuò)；它通過A偏振片后，即變?yōu)槠窆猓瑒tB對(duì)；設(shè)通過A的光沿豎直方向振動(dòng)，若B偏振片只能通過沿水平方向振動(dòng)的偏振光，則P點(diǎn)無光亮，將B轉(zhuǎn)過180°時(shí)，P處仍無光亮，即C錯(cuò)；若將B轉(zhuǎn)過90°，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^豎直方向上振動(dòng)的光，則偏振光能通過B，即在P處有光亮，D對(duì)。二、非選擇題7．將手電筒射出的光照到平面鏡上，發(fā)生反射后，再用偏振片觀察反射光，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)有什么現(xiàn)象？說明什么？答案：當(dāng)旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)，觀察到旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)亮度變化，說明反射光是偏振光。8．如圖所示，楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，下述情況能否看到干涉條紋？簡(jiǎn)單說明理由。(1)在單色自然光源S后加一偏振片P。(2)在(1)情況下，再加P1、P2，P1與P2透射光方向垂直。答案：(1)能。到達(dá)S1、S2的光是從同一線偏振光分解出來的，它們滿足相干條件，能看到干涉條紋，且由于線偏振片很薄，對(duì)路程差的影響可忽略，干涉條紋的位置與間距和沒有P時(shí)基本一致，只是強(qiáng)度由于偏振片的吸收作用而減弱。(2)不能。由于從P1、P2射出的光方向相互垂直，不滿足干涉條件，故光屏E被均勻照亮，但無干涉現(xiàn)象。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．一束光由真空入射到平面玻璃上，當(dāng)其折射角為30°時(shí)，反射光和折射光恰好是振動(dòng)方向互相垂直的偏振光。因此，可以推斷出玻璃的折射率為()A.eq\r(2) B.eq\r(3)C.eq\f(\r(3),2) D.eq\f(\r(3),3)答案：B解析：由題意推斷此時(shí)的入射角為60°，根據(jù)公式n＝eq\f(sin60°,sin30°)＝eq\r(3)。2．夜晚，汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來的汽車司機(jī)照得睜不開眼，嚴(yán)重影響行車安全。若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃，使射出的燈光變?yōu)槠窆?；同時(shí)汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好與燈光的振動(dòng)方向垂直，但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體。假設(shè)所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置，如下措施中可行的是()A．前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是豎直的，車燈玻璃的透振方向是豎直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，車燈玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45°答案：D解析：此題要求自己車燈發(fā)出的光經(jīng)對(duì)面車窗反射后仍能進(jìn)入自己眼中，而對(duì)面車燈發(fā)出的光不能進(jìn)入自己的眼中。若前窗的透振方向豎直、車燈玻璃的透振方向水平，從車燈發(fā)出的光照射到物體上反射回的光線將不能透過窗玻璃，司機(jī)面前將是一片漆黑，所以A錯(cuò)誤；若前窗玻璃與車燈玻璃透振方向均豎直，則對(duì)面車燈的光仍能照射得司機(jī)睜不開眼，B錯(cuò)誤；若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，車燈玻璃的透振方向是斜向左上45°，則車燈發(fā)出的光經(jīng)物體反射后無法透射進(jìn)本車窗內(nèi)，卻可以透射進(jìn)對(duì)面車內(nèi)，C錯(cuò)誤，故D正確。3．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相繼通過兩個(gè)偏振片，以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片，透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化B．一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上，當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光是偏振光C．日落時(shí)分，拍攝水面下的景物，在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D．通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋答案：D解析：通過手指的縫隙觀察日光燈，看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象。D錯(cuò)誤。4．如圖所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，讓太陽(yáng)光或白熾燈光通過狹縫S形成細(xì)光束從空氣射向柱體的O點(diǎn)(半圓的圓心)，產(chǎn)生反射光束1和透射光束2?，F(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點(diǎn)垂直于紙面的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光線的方向上加偏振片P，偏振片與入射光線垂直，其透振方向在紙面內(nèi)，這時(shí)看到的現(xiàn)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以入射光線為軸旋轉(zhuǎn)90°角，透射光束2消失答案：AD解析：自然光射到界面上，當(dāng)反射光與折射光垂直時(shí)，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與紙面垂直，折射光的透振方向與紙面平行，因此當(dāng)在入射光線方向垂直放上透振方向在紙面內(nèi)的偏振片P時(shí)，因垂直于紙面無光；反射光束1消失，A正確，B，C均錯(cuò)誤；偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)90°，平行于紙面內(nèi)的光消失，則透射光束2消失，D正確。5．如圖所示是一種利用溫度敏感光纖測(cè)量物體溫度的裝置，一束偏振光射入光纖，由于溫度的變化，光纖的長(zhǎng)度、芯徑、折射率發(fā)生變化，從而使偏振光的偏振方向發(fā)生變化，光接收器接收的光強(qiáng)度就會(huì)變化。關(guān)于這種溫度計(jì)的工作原理，正確的說法是()A．到達(dá)檢偏器的光的偏振方向變化越大，光接收器所接收的光強(qiáng)度就會(huì)越小，表示溫度變化越大B．到達(dá)檢偏器的光的偏振方向變化越小，光接收器所接收的光強(qiáng)度就會(huì)越小，表示溫度變化越小C．到達(dá)檢偏器的光的偏振方向變化越小，光接收器所接收的光強(qiáng)度就會(huì)越大，表示溫度變化越小D．到達(dá)檢偏器的光的偏振方向變化越大，光接收器所接收的光強(qiáng)度就會(huì)越大，表示溫度變化越大答案：AC解析：溫度變化越大，光纖的各個(gè)物理參量變化越大，光的偏振方向變化越大，光接收器接收的光強(qiáng)度會(huì)越小。二、非選擇題6．一束光由真空入射到平面玻璃上，當(dāng)其折射角為30°時(shí)，反射光恰好發(fā)生完全偏振(反射光線與折射光線垂直)，由此可以計(jì)算出玻璃的折射率是多少？此時(shí)的入射角稱為起偏角，也叫布儒斯特角，試求折射率為n的介質(zhì)的布儒斯特角的通用表達(dá)式。答