4.6 光的偏振 激光-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册(人教版2019) 江苏专用

第6节 光的偏振 激光 第1关练速度 10mn为准，你的时间： C.增强透射光，从而使景物的像更清晰 题型1光的偏振现象 D.减弱透射光，从而使景物的像更清晰 1.(2024·江苏淮安期末)将a,b两偏振片分别 4.有一种魔术道具称为“穿墙而过”.其结构是 放于两只眼睛的前方，α偏振片观察通过小孔 两片塑料偏振片卷起来，放进空心的透明圆 进入室内的自然光，b偏振片观察光滑桌面反 筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为 一块“挡板”，如图甲所示.当圆筒中的小球从 射来的自然光，同时转动偏振片.观察到光的 B端滚向A端，居然穿过了“挡板”，如图乙所 情况 】 示.则 A,a的亮暗交替变化 B.b的亮暗交替变化 C.a、b均亮暗交替变化 D.a、b的亮度保持不变 2.(2023·江苏南通调研)如图所示，A、B为两 A.该魔术对观众的观察角度有要求 偏振片，一束自然光沿O0'方向射向A,此时 B.该魔术说明光是横波 在光屏C上透射光的强度最大，则() C.只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术 D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式无要求 题型3激光 5.对于激光的认识，下列说法正确的是() A.激光是自然光被放大而产生的 A.光的偏振现象说明光是纵波 B.激光是原子受激辐射而得到的加强光 B.自然光垂直于OO'方向振动的光波的强度 C.激光的能量一定大于其他光的能量 不相同 D.激光的传播速度比普通光的传播速度大 C.只将A绕O0'轴旋转30°时，屏上透射光 6.1960年，物理学家梅曼在实验室率先制造出了 的强度不为零 激光.下列关于激光的说法正确的是() D.只将B绕00'轴旋转180时，屏上透射光 A.激光是人工制造的，不是偏振光 的强度几乎为零 B.激光亮度高，故任何两束激光都能发生 题型2偏振现象的应用 干涉 3.在拍摄日落水面下的景物时，在照相机镜头 C.利用激光的平行度好，可以用雷达进行精 前装一个偏振片，其目的是 ( 确测距 A.减弱反射光，从而使景物的像更清晰 D.利用激光相干性好，可以在医学上作光刀 B.增强反射光.从而使景物的像更清晰 切除肿瘤 选择性必修第一册学霸090 第2关练准确率 准确率>90%，你做对题 的画面，这样就会像直接观看物体那样产生 立体感.下列说法正确的是 () 7.(2024·浙江宁波期初)一张光盘可以记录几 A.偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向应保 亿个字节，其信息量相当于几千本十多万字 持一致 的书，其中一个重要的原因就是光盘上记录 B.偏振眼镜的左、右两个镜片偏振方向互换 信息的轨道可以做得很密，1mm的宽度至少 后不能正常观影 可以容纳650条轨道.这是应用了激光的什么 C.只用一只眼睛透过偏振眼镜也可以产生立 特性 体感，但是亮度减弱 A.颜色单一 D.把放映窗口的两个偏振片及偏振眼镜两个 B.可以发生偏振现象 镜片的偏振方向，都改为相互平行，也可 C.容易发生衍射 以正常观影 D.平行度好，会聚点小 8.如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四 第3关练思维宽度 难度级别：☆☆★☆ 者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M 10.利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的 上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再 浓度，从而测定含糖量其原理是：偏振光通过 使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏 糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方 上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是 向会以传播方向为轴线，旋转一个角度0(0< 180°)，这一角度称为“旋光角”，0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 A.光屏上光的亮度保持不变 的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间， B.光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动 则下列说法中不正确的是 C.光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对 应的亮线 D.光屏上光的亮度会时亮时暗 9.拍摄立体电影时用一台摄影机，让它通过两 A.到达0处光的强度会明显减弱 个窗口（相当于人的双眼）交替拍摄，两套图 B.到达O处光的强度不会明显减弱 像交替地印在同一条电影胶片上.放映时用一 C.将偏振片B转动一个角度，使得0处光的 台放映机，通过左右两个窗口，把两套图像交 强度最大，偏振片B转过的角度可能等于0 替地映在银幕上.在每个放映窗口前安装一块 D.将偏振片A转动一个角度，使得O处光 偏振片，观众用偏振眼镜观看时，左眼只看到 的强度最大，偏振片A转过的角度可能 左窗口映出的画面，右眼只看到右窗口映出 等于0 第四章学霸091解析：(1)题图乙读数为2mm+0.01mm×32.0=2.320mm, 播，即b图的情况，随后变为衍射，且衍射所对应的狭缝越 题图丙读数为13.5mm+Q.01mmm×37.0=13870mmm,则条纹间 小衍射现象越明显，故先后出现a图与c图，故选D. 距4r=13870-2320 5.D解析：A由图乙条纹特点可知是衍射条纹，即挡板上有 m=2.310mm. 6-1 一条狭缝，故A错误：BCD.因为单缝衍射形成的条纹间距 (2)根据△r=子1，可得波长的表达式=A L 与单缝宽度、缝到屏的距离以及光的波长有关，与激光器 和狭缝间的距离无关，即减小激光器和狭缝间的距离，中 (3)若改用频率较高的单色光照射，则波长减小，由4x= 央亮条纹宽度将不变：增大狭缝和光屏间的距离，中央亮 了入可知，得到的干涉条纹间距将变小 条纹将变宽：将红色激光换成蓝色激光，波长变短，则中央 亮条纹将变窄故BC错误.D正确，故选D, (4)若实验时单缝偏离主光轴向下微微移动.则主光轴变 6.C解析：ACD.衍射光栅由一系列等距的平行划痕或狭缝 得倾斜，侧可以观察到O点处的干涉条纹向上移动，由 组成，刻痕处发生漫反射而不透光，未划痕的部分相当于 △r=二A可知，条纹间距不变，选项A正确，BCD错误.故 透光的狭缝，C错误，AD正确：B衍射光栅可分为透射光 册和反射光栅两类，B正确.故选C 选A. 第2关（练准确率） 第2关（练准确率） 7.D解析：A.泊松亮斑是光发生衍射现象形成的.故A错 6.(1)EDB(2)A(3)变宽变窄(4)13.870 误：B.衍射是波所具有的特性，泊松亮斑证实的是光的波 2310(5)2 动性，不能说明粒子性，故B错误：CD.只有在障碍物或孔 6.6×10 的尺寸比光的波长小或者跟波长差不多的条件下，才能发 解析：(1)为获取两列单色相干光，白色光源后面要有滤光 生明显的衍射现象，当照光的波长不变时，小圆板的直 片、单缝、双缝，排序应为C、E、D、B,A 径越大越不容易观察到泊松亮斑：当小圆板的直径不变 (2)将激光束照在双缝上，将出现双缝干沙现象，而双缝干 时，照射光的波长越大越容易观察到泊松亮斑，故C错误」 涉图样是中间为亮条纹的明暗相间的等间距条纹， D正确.故选D. 则A正确 8。A解析：衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹宽 (3③)根据双缝干涉条纹间距公式4：=子A可知，在其他条 大，越向两侧宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，可知甲图 是双缝干涉条纹，乙图是单缝衍射条纹：单色光照射小圆 件不变，d减小时，条纹问距变宽：而在其他条件不变，L减 孔做衍射的实验时，中央较大的区域内是亮的，周围是明 小时，条纹间距变窄 暗相间的圆环，条纹间距也不等，亮度向外逐渐变暗：而泊 (4)图乙的读数：螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm,可 松亮斑的中间是一个比较小的亮点，亮度向外逐渐变亮 动刻度读数为37.0x0.01mm,两者相加为13.870mm.图甲 可知丙是小孔衍射，丁是小圆板泊松亮斑衍射，故A正确， 的读数：固定刻度读数为2mm,可动刻度读数为32.0× BCD错误， 0.01mm.两者相加的读数为2.320mm.由以上读数可， 9.A解析：根据单缝衍射的实验规律：当缝调到很窄时，亮 13.870-2.320 条纹的亮度有所降低，宽度反而增大.丙图衍射图样中间 mm=2.310mm. 6-1 的亮斑呈扁平状，可知激光通过的小孔左右较窄，上下较 d△x 宽，故A正确. (5)根据△=行入知A L 10.D解析：AB.干涉图样为等间距的，紫光的间距较小，所 代入数据得 以图样A为红光的干涉条纹，图样B为紫光的行射条纹」 A=2.0x10×2.310x10 图样C为紫光的干涉条纹，图样D为红光的衍射条纹 m=6.6x107m=6.6×10mm 0.700 故AB错误：C.红光的频率小于紫光的频率，所以C图对应 第3关（练思维宽度） 的色光频率更大，故C错误：D.红光的波长大于紫光的波 7.(1)5(2)暗条纹(3)6.33×10 长，在空气中D图对应的色光波长更大，故D正确.故选D 解析：(1)根据题图可知.如果S被视为其中的一个缝，S 第3关（练思维宽度） 经平面镜成的像$相当于另一个“缝” 11.B解析：①2当障碍物的尺寸与波的波长相差不多或比 (2)根据题意可知，把光屏移动到和平面镜接触，光线经过 波长更小时，会产生明显的衍射现象，该装置是运用了光 平而镜反射后将会有半波损失，因此接触点P处是暗 的衍射现象，由于是激光束越过细丝即绕过障碍物，所以 条纹 是光的衍射现象，①正确，②错误：③④当抽制的丝直径 (3)条纹间距为4x=2278×10 接近激光的波长时，屏上条纹间距随抽制丝的直径变细 m=2.53×10m 12-3 而变宽，③错误，④正确.故选B. 根据A=2hA ,代人数据解得：A=6.33×10?m 第6节光的偏振 激光 D 第1关（练速度） 第5节光的衍射 1.B解析：a偏振片观察通过小孔进人室内的自然光，当转 第1关（练速度） 动a偏振片时，a的亮度保持不变.由于自然光经过光滑桌 1.C 面反射后，反射光为偏振光，当转动偏振片时，光的亮暗 2.B解析：单缝的宽度越小，与光的波长越接近，亮条纹的 交替变化故选B. 亮度有所降低，宽度增大，光的衍射现象越明显，故B 2.C解析：A.光的偏振现象说明光是横波，A错误：B.自然 正确. 光沿各个方向振动的光波的强度都相同，B错误：C原来 3.C解析：用激光束照射圆孔和不透明圆板后，圆孔形成明 自然光通过两偏振片后在光屏C上透射光的强度最大，说 暗相间的、不等亮、不等间距的圆环，不透明圆板后阴影中 明两偏振片的偏振方向是平行的，只将A绕O'轴旋转 心有一个亮斑，则知甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙 30时，两偏振片的偏振方向不垂直，屏上透射光的强度不 是光线射到圆板后的衍射图样，故C正确，ABD错误 为零，C正确：D.将B绕O)轴旋转180°时.两偏振片的偏 4.D解析：随着宽度逐渐变小，最开始呈现的是光的直线传 振方向平行，透射光的强度最大，D错误故选C 参考答案学霸35 3。A解析：由于反射光的干涉，景物的像常常比较模糊，装 传播的现象，是衍射现象，用白光照射单缝，将得到彩色的 上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振 衍射条纹，D正确.故选D 动方向垂直，但不能增强透射光故选A 2.D解析：A.确定P,大头针的位置的方法是大头针P,能 4.B解析：A任何角度的光都会发生偏振现象，故不同角度 挡住P,和P,P的像，故A错误：B相邻两个大头针插得 的观众看到的现象相同，故对观察角度无要求，故A错误： 较近时，确定光线时误差较大，即会降低测量精度，故B错 B.光的偏振现象说明光是横波，故B正确：CD,在中间区域 误：C.如果误将玻璃砖的边PQ画到PQ,则折射角2将 放垂直偏振片和水平偏振片，将两偏振片卷起来，且部分 偏大，折射率的测量值将偏小，故C误：D.实验中玻璃砖 重合，自然光通过两片偏振方向互相垂直的偏振片时，光 上下表面不一定需要平行，只要确定光线和折射面，即确 强减弱，形成黑影，看起来就像一道墙，一片偏振片无法完 定入射角和折射角即可，故D正确.故选D 成实验，故CD错误故选B. 5.B 3.C解析：设单色光在透明介质中的波长为'，由n=二 6.C解析：A.激光是人造光，也是偏振光，A错误：B.只有频 率相同的两束激光才会发生干涉，B错误：C利用微光的 行可得”。 ,根据公武4y=了A'可得4y d人，故 平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，C正确：D.利 C正确. 用激光强度大，能量集中，可在医学上作光刀切除肿瘤，或 4.A解析：红光的被长大于蓝光，在同种介质中红光的速度 “焊接”剥落的视网膜，D错误故选C 大于蓝光，根据=二可知，介质的折射率越大，光在其中 第2关（练准确率） 7.D解析：激光的一个特点是平行度非常好.由于平行度 好，激光可以会聚到很小的一点，让这一点照射到计算机 的传播速度越小在液体1中有1=。，在液体2中有 的光盘上，就可以读出光盘上记录的信息.由于会聚点很 小，所以光盘记录信息的密度很高，1m的宽度至少可以 ra2= 二，a=C,因为=，所以n如=n又因为 容纳650条轨道.故选D. <n2,所以n<m1,即液体1的折射率大于液体2，根 8.D解析：太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到 据折射定律可知，筷子在液体中的像向杯子边缘方向偏 固定不动的偏振片P上，再使偏振片0绕轴匀速转动 移，折射率越大，偏移量也越大故选A 一周，当偏振片P与偏振片Q的透振方向垂直时，光 5.B解析：A.激光在光导纤维中的光路图如图所示，根据折 屏不亮，则光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮，所 射定律n=s血g,可得B=30°，放A正确：B.设激光在光导 以光屏上光的亮度会时亮时暗：不可能出现光的衍射 sin B 现象，所以光屏上不可能有两条与偏振片P、Q透振方 向对应的亮线，故ABC错误，D正确. 纤维中的临界角为C,则inC=ㄧ。 nsin 45 3即c 9。B解析：A.由于影片播放时，投射到银幕上的两束偏振光 45°，当入射角为0<a<90°，左端面的折射角为0<B<C(C 的振动方向不同，故偏振眼镜的左，右两个镜片透振方向 为临界角)，由几何关系可知在侧壁的人射角日的范围为 不同，否则，只能看到一种偏振光，故A错误：B.由于左眼 C<0<90°，所以从光导纤维左端面射人的光均可在侧壁发 只能看到左窗口映出的画面（比如左窗偏振光水平，左眼 生全反射，故B错误，符合题意：C.激光在光导纤维中的速 镜片偏振方向水平)：右眼只能看到右窗口映出的画面（比 如右窗偏振光竖真，右眼镜片偏振方向竖直)如果左、右 度为r=￡=3×10m/s,故C正确：D.光线每次在侧面都 镜片互换，两偏振光均不能通过偏振片，无法正常观影，故 将发生全反射，直到光到达右端面故光在光导纤维中传 B正确：C人眼接收到的两个偏振方向不同的偏振光， 两个像经过大脑综合以后，就能区分物体的前后、远近，从 播的距离为x= sm60©，因此该激光在光导纤维中传播的 而产生立体感，所以只用一只眼睛透过偏振眼镜不能产生 立体感，故C错误：D.根据以上分析可知，若两个偏振片偏 时间为1=产，解得1=2×105，放D正确.故选B. 振方向改为相互平行，同时把偏振眼镜两个镜片的偏振方 向也改为相互平行，只能接收到一种偏振光，可以看到影 片，但没有立体效果，所以不能正常观影，故D带误故 选B. 第3关（练思维宽度） 10,B解析：AB.偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会以传 6.D解析：A.作出光路如图所示，由几何关系得该光线在M 播方向为轴线，旋转一个角度0，所以到达0处光的强度 点的人射角i=60°，设该光线在M点的折射角为t,根据折 会明显减弱，所以A正确，B错误：CD,偏振光通过糖的水 射定律n=sn,解得r=30.设反射临界角为C,则n 溶液后，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度8 sin r 将偏振片转动一个角度，使得0处光的强度最大，这个角 度可能等于a,所以CD正确.故选B. 而C由几何关系可知，该光线在E点的人射角为B: 本章达标检测 6心，根据血B=mG,可得G,故该光线射到E点 1.D解析：A.光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振 时会发生全反射，故A错误：B.该光线在棱镜中的传播速 现象说明光是横波，A错误：B.在双缝干涉现象里，亮条纹 度=C=二，故B错误：C根据上述分析结合几何关系可 和暗条纹的宽度是相等的，B错误：C激光是用人工方法 激发的一种特殊的光.微光是一种电磁波，只要是波就能 知DC=MD=MB=L.DE=2DC=2L.该光线从M点传播到 发生衍射现象，C错误：D.泊松亮斑是光绕过障碍物继续 E点的路程为s=MD+DE=3L,故C错误：D.该光线从M点 选择性必修第一册学霸36