人教版2019选择性必修第一册高二物理同步练习4.6光的偏振激光(原卷版+解析)

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第6节 光的偏振 激光光的偏振及应用1．小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光转动镜片时发现光有强弱变化下列说法能够解释这一现象的是（　　）A．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用B．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用C．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用D．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用2．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光为自然光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处将看到光亮激光及应用3．关于激光，下列说法正确的是（　　）A．激光是自然光的一种B．自然界中某些天然物体也可以发出激光C．激光可以像刀子一样切除肿瘤D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象4．激光火箭的体积小，却可以运载更大、更重的卫星或飞船。激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成了一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用的是激光的（　　）A．相干性好的特性 B．单色性好的特性C．亮度高的特性 D．平行度好的特性5．偏振光通过不加电压的液晶时，光的偏振方向会被液晶旋转，这种性质叫液晶的旋光性。用人工方法也可以产生旋光效应，其中最重要的是磁致旋光效应。当偏振光沿着（或逆着）磁场方向透过样品时，偏振方向会旋转一个角度。实验表明，磁致旋光效应有如下规律：①对于给定的介质，偏振方向转过的角度与样品的长度l和磁感应强度B的乘积成正比，即：，k为比例系数。②偏振光沿着磁场方向通过样品，逆着光的传播方向看，偏振方向顺时针转过一个角度；逆着磁场方向通过样品，逆着光的传播方向看，偏振方向逆时针转过一个角度。利用磁致旋光的这一特点可以制成光隔离器，即只允许光从一个方向通过而不能从反方向通过。现使一束激光（偏振光）通过一偏振片（偏振方向与透振方向平行），沿着磁场方向通过某一样品后垂直射到一玻璃砖，会有部分光反射，如图所示，为了消除反射光对前面装置的影响，那么所加磁场至少多大。已知该种样品的k=15°/（cmT），样品的长度l为3cm，玻璃砖反射不改变偏振方向（    ）A．0.5TB．1TC．1.5TD．2T6．下列关于光的偏振、光的衍射和激光的说法正确的是（　　）A．光的偏振现象说明光是一种横波B．光的衍射亮条纹等间距、亮度也相同C．立体电影利用了激光平行度好的特点D．用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光亮度高的特点7．关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（　　）A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B．偏振光是在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动的光C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光8．电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性，如果在液晶上加上电压，则旋光性消失。有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字时，数字的笔画处不透光，则关于该显示屏，下列说法正确的是（　　）A．上下两个偏振片的透振方向相互垂直B．上下两个偏振片的透振方向相互平行C．笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的D．笔画处没有电极，其余部分为透明电极9．光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（　　）A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹10．如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置，检偏器的透振方向与起偏器的相同。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11．夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼睛，严重影响行车安全．若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中不可行的是（　　）A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°E．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向左上45°12．关于激光的应用，下列说法正确的是（　　）A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点C．医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是应用了激光亮度高的特点13．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（　　）A．激光是纵波B．频率相同的激光在不同介质中的波长不相同C．两束频率不同的激光能产生干涉现象D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离14．准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于近视眼的治疗。关于这个治疗，以下说法正确的是（　　）A．近视眼是物体在眼球中成像在视网膜的前面，使人不能看清物体B．激光的方向性好，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术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第6节 光的偏振 激光光的偏振及应用1．小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光转动镜片时发现光有强弱变化下列说法能够解释这一现象的是（　　）A．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用B．阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用C．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用D．阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用【答案】B【详解】发现强弱变化说明水面上反射的阳光是偏振光，而阳光本身是自然光，在反射时发生了偏振，当偏振片的方向与光的偏振方向平行时，通过的光最强，而当偏振片的方向与光的偏振方向垂直时，通过的光最弱，因此镜片起到检偏器的作用。故选B。2．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光为自然光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】D【详解】AB．自然光在垂直于传播方向的平面内，沿各个方向的振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只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，它通过偏振片A后，即变为偏振光，故AB错误；CD．设通过A的光沿竖直方向振动，而偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光，则P点无光亮，以SP为轴将B转过180°后，P处仍无光亮；以SP为轴将B转过90°后，则该偏振片将变为能通过沿竖直方向振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，故C错，D正确。故选D。激光及应用3．关于激光，下列说法正确的是（　　）A．激光是自然光的一种B．自然界中某些天然物体也可以发出激光C．激光可以像刀子一样切除肿瘤D．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象【答案】C【详解】AB．激光是用人工方法激发的一种特殊的光，是人工产生的，不是天然光，故AB错误；C．激光亮度高，能量集中，可以像刀子一样切除肿瘤，故C正确；D．激光和自然光一样能发生衍射现象，故D错误。故选C。4．激光火箭的体积小，却可以运载更大、更重的卫星或飞船。激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成了一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空。激光火箭利用的是激光的（　　）A．相干性好的特性 B．单色性好的特性C．亮度高的特性 D．平行度好的特性【答案】C【详解】推进剂在激光束的照射下受热而急剧膨胀，由此可知激光火箭利用了激光的亮度高的特性，ABD项错误，C正确。故选C。5．偏振光通过不加电压的液晶时，光的偏振方向会被液晶旋转，这种性质叫液晶的旋光性。用人工方法也可以产生旋光效应，其中最重要的是磁致旋光效应。当偏振光沿着（或逆着）磁场方向透过样品时，偏振方向会旋转一个角度。实验表明，磁致旋光效应有如下规律：①对于给定的介质，偏振方向转过的角度与样品的长度l和磁感应强度B的乘积成正比，即：，k为比例系数。②偏振光沿着磁场方向通过样品，逆着光的传播方向看，偏振方向顺时针转过一个角度；逆着磁场方向通过样品，逆着光的传播方向看，偏振方向逆时针转过一个角度。利用磁致旋光的这一特点可以制成光隔离器，即只允许光从一个方向通过而不能从反方向通过。现使一束激光（偏振光）通过一偏振片（偏振方向与透振方向平行），沿着磁场方向通过某一样品后垂直射到一玻璃砖，会有部分光反射，如图所示，为了消除反射光对前面装置的影响，那么所加磁场至少多大。已知该种样品的k=15°/（cmT），样品的长度l为3cm，玻璃砖反射不改变偏振方向（    ）A．0.5TB．1TC．1.5TD．2T【答案】B【详解】向右传播，通过样品后，从左往右看，激光偏振方向逆时针转过klB角度，通过玻璃砖反射回来，向左传播通过样品后，偏振方向继续逆时针转过klB角度，所以总共转过2klB角度，为了不能透过偏振片，那么2klB至少是90°，所以B=1T故B正确，ACD错误。故选B。6．下列关于光的偏振、光的衍射和激光的说法正确的是（　　）A．光的偏振现象说明光是一种横波B．光的衍射亮条纹等间距、亮度也相同C．立体电影利用了激光平行度好的特点D．用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光亮度高的特点【答案】AD【详解】A．光的偏振现象说明光是一种横波，A正确；B．光的衍射中央条纹宽而亮，两侧条纹窄而暗，B错误；C．立体电影的制作与观看是应用光的偏振现象，放映的时候是用双镜头放映机，其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光，C错误；D．用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光亮度高的特点，D正确。故选AD。7．关于自然光和偏振光，以下说法正确的是（　　）A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B．偏振光是在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动的光C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光【答案】BD【详解】A．自然光沿各个方向振动的光波的强度相同，故A错误；B．偏振光是在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动的光，故B正确；C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后不能还原为自然光，故C错误；D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光，故D正确。故选BD。8．电子表的显示屏利用了液晶的旋光性，当液晶上不加电压时，偏振光通过液晶时偏振方向会旋转90°，这就是液晶的旋光性，如果在液晶上加上电压，则旋光性消失。有一种电子表的显示屏是透明的，而在显示数字时，数字的笔画处不透光，则关于该显示屏，下列说法正确的是（　　）A．上下两个偏振片的透振方向相互垂直B．上下两个偏振片的透振方向相互平行C．笔画处为透明电极，因此加上电压时变为不透明的D．笔画处没有电极，其余部分为透明电极【答案】AC【详解】AB．假设光从下向上传播，光线通过下偏振片时成为偏振光，如果不加电压，偏振光通过液晶时偏振方向旋转90°，此时光线能透过上偏振片，可知上偏振片的透振方向应与此时偏振光的偏振方向相同，即与下偏振片的透振方向垂直，B错误，A正确；CD．组成数字的笔画处有时透明，有时不透明，可知笔画处为透明电极，当加上电压时液晶旋光性消失，光线不能透过上偏振片，D错误，C正确。故选AC。9．光的偏振现象说明光是横波。下列现象中能反映光的偏振特性的是（　　）A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹【答案】ABC【详解】A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，导致两偏振片的方向变化，则透射光的强度会发生变化，故A正确；B．一束自然光入射到两种介质的表面时，有反射光线，如果折射光线与反射光线垂直，则反射光为偏振光，故B正确；C．在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使景像更清晰，故C正确；D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹是光的衍射现象，D错误。故选ABC。10．如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置，检偏器的透振方向与起偏器的相同。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【详解】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，故AC正确，BD错误。故选AC。11．夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼睛，严重影响行车安全．若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中不可行的是（　　）A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°E．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向左上45°【答案】ABC【详解】A．若前窗玻璃的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的照射到物体上反射的光将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以A不可行；B．若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼睛，B不可行；CDE．若前窗玻璃的透振方向斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透振进本车车窗内，却可以透振进对面车窗内；同理前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°或者都是斜向左上45°是可行的，即C不可行，D、E是可行的。故选ABC。12．关于激光的应用，下列说法正确的是（　　）A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点C．医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是应用了激光亮度高的特点【答案】BC【详解】A．光纤通信是应用激光是相干光的特点。对信号来进行调制，使其在光导纤维中传递信息，故A错误；B．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光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，故B正确；C．医学上用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，光源的能量集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故C正确；D．“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好，故D错误。故选BC。13．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（　　）A．激光是纵波B．频率相同的激光在不同介质中的波长不相同C．两束频率不同的激光能产生干涉现象D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离【答案】BD【详解】A．激光属于电磁波， 电磁波为横波，故A错误；B．频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由知，波长也不同，真空中波长最长，其他介质中波长小于真空中波长，故B正确；C．波产生干涉的前提条件是频率相同，两束频率不同的激光不能产生干涉现象，故C错误；D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确。故选BD。14．准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于近视眼的治疗。关于这个治疗，以下说法正确的是（　　）A．近视眼是物体在眼球中成像在视网膜的前面，使人不能看清物体B．激光的方向性好，可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术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【答案】ABD【详解】利用激光的方向性好对眼睛进行光凝手术是物理技术应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，人就能看清楚物体.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，人就不能看清楚物体，这就是近视眼.激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，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。故选ABD。