2019-2020年高中物理 第13章 第6節(jié) 光的偏振同步練習(xí) 新人教版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第13章 第6節(jié) 光的偏振同步練習(xí) 新人教版選修3-4 一、選擇題(1～3題為單選題，4、5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?？吹降慕^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．如圖所示，白熾燈的右側(cè)依次平行放置偏振片P和Q，A點(diǎn)位于P、Q之間，B點(diǎn)位于Q右側(cè)。旋轉(zhuǎn)偏振片P，A、B兩點(diǎn)光的強(qiáng)度變化情況是(　　) A．A、B均不變　　　　　　 B．A、B均有變化 C．A不變，B有變化 D．A有變化，B不變 答案：C 解析：白熾燈發(fā)出的光為自然光，通過偏振片P后產(chǎn)生偏振光，旋轉(zhuǎn)P，A處光的強(qiáng)度不變，當(dāng)P與Q的偏振方向一致時(shí)B點(diǎn)光的強(qiáng)度最大。當(dāng)P與Q的偏振方向垂直時(shí)B點(diǎn)光的強(qiáng)度最小，所以選項(xiàng)C正確。 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．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 6．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。 7．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題為單選題，2～4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．　　　 B．　　　 C．　　　 D． 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＝＝。 2．“假奶粉事件”曾經(jīng)鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一個(gè)重要指標(biāo)，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定糖量。偏振光通過糖水溶液后，偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α，這一角度α稱為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測量值與標(biāo)度值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了，如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)B，使到達(dá)O處的光最強(qiáng)，最后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是(　　) A．到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱 B．到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱 C．將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最大，偏振片B轉(zhuǎn)過的角度等于α D．將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使得O處光強(qiáng)度最大，偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α 答案：ACD 解析：A、B之間不放糖溶液時(shí)，自然光通過偏振片A后，變成偏振光，通過B后到O.當(dāng)在A、B間放糖溶液時(shí)，由于溶液的旋光作用，使通過A的偏振光振動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)了一定角度，到達(dá)O處的光強(qiáng)會(huì)明顯減弱；但當(dāng)B轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，恰好使透振方向與經(jīng)過糖溶液后的偏振光振動(dòng)方向一致時(shí)，O處光強(qiáng)又為最強(qiáng)，故B的旋轉(zhuǎn)角度即為糖溶液的旋光度；因?yàn)锳、B的偏振方向一致，故轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片A也可以。 3.如圖所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，讓太陽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。現(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。 4.如圖所示是一種利用溫度敏感光纖測量物體溫度的裝置，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 5．一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。 答案：　θ1＝arctann 解析：光由空氣進(jìn)入玻璃，光路圖如圖所示，根據(jù)折射定律可得n＝，而θ1＋θ2＝90 所以n＝＝cotθ2 由題意知θ2＝30 n＝cot30＝ 所求的布儒斯特角為θ1，所以由n＝＝tanθ1 可得表達(dá)式為θ1＝arctann