人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光课后测评

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光课后测评，共15页。试卷主要包含了0分），5m的Q点出现在波谷的时刻，【答案】D，【答案】A，【答案】B等内容，欢迎下载使用。

注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是( )
A. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B. 3D电影是利用了光的干涉特性
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，这是光的衍射现象
下列说法不正确的是( )
A. 泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说
B. 沙漠蜃景和海市蜃楼都涉及光的全反射现象
C. 医学上用激光做“刀光”来进行手术，主要是利用了激光亮度高的特点
D. 光的偏振现象说明光是横波
下列说法正确的是( )
A. 激光切除肿瘤利用激光亮度高的特点
B. 偏振光可以是横波，也可以是纵波
C. 因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
D. 3D眼镜利用薄膜干涉原理
2016年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据．关于激光，下列说法中正确的是( )
A. 激光是自然界中某种物质直接发光产生的，不是偏振光
B. 激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉
C. 用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到等间距的光环
D. 激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息
对于光现象及其应用，下列说法正确的是( )
A. 用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性
B. 医学上用激光做“光刀”切除肿瘤是利用了激光相干性好的特点
C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象
D. 泊松亮斑与小孔成像原理相同
下列说法错误的是( )
A. 戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理
B. 雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C. 激光全息照相时利用了激光相干性好的特性
D. 激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性
下列说法不正确的是( )
A. 戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理
B. 雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C. 激光全息照相时利用了激光相干性好的特性
D. 激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，可以读取盘上的信息是利用激光平行度好的特性
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
下列说法正确的是( )
A. 全息照相主要是利用了光的衍射现象
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. 医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
关于光现象及其应用，下列说法正确的有( )
A. 全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B. 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象
C. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度
D. 当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率低于声源的频率
E. 一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短
下列说法正确的是( )
A. 军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
B. 激光全息照相是利用了激光的相干性好的特点
C. 红外线是一种频率比紫外线还高的电磁波
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光
“五岳归来不看山，黄山归来不看岳”，奇松怪石云海让黄山一年四季都风情万千，更是吸引无数游客前往观察日出．关于拍摄日出及光现象应用，下列说法正确的有
A. 全息照片用激光来拍摄日出，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B. 用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度利用了光的衍射
C. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象
D. 刮胡须的刀片的影子边模糊不清是光的衍射现象
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
如图所示，将一偏振片慢慢顺时针旋转，屏上的光的亮度开始逐渐______，当它转到90°时，屏上光亮度将最______(填“暗”或“亮”)，继续转到180°时，光由最______变为最______。如此每转90°，交替变化一次(设开始时上、下两偏振片平行且透振方向完全一致)。
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)偏振现象证明了光是一种________；
(3)将被测样品放好后，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α
D.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
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
(1)下列关于光现象说法正确的有________．
A.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄幻日时的景物，可使景象更清晰
B.用光导纤维传输有关幻日现象的信号，是利用了光的干涉性质
C.一束太阳光通过三棱镜后被分解成七种颜色的光，是光的折射现象
D.照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用了光的衍射现象
(2)如图所示，a、b、c是均匀媒质中x轴上的三个质点，相邻两点的间距依次为2 m、10m.一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t=3 s时a第一次到达最高点，距离平衡位置的距离为6 cm.求：
①质点b的振动周期；
②t=12 s时质点c通过的路程．
(1)以下说法正确的有________(填正确答案标号)。
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在
B.光的偏振现象说明光波是横波
C.机械波的频率越高，在介质中的传播速度越大
D.在太阳光照射下，水面上的油膜出现彩色花纹是因为光的反射
E.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
(2)某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图，如图所示，此时波刚好传到x=2m处。已知在t=0.45秒时P点第一次出现波峰，求：
(i)波的周期和波速的大小；
(ii)x=9.5m的Q点(图中未画出)出现在波谷的时刻。
(1)关于波的现象，下列说法正确的有___(填入正确选项前的字母。)
A.当波从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化
B.光波从空气进入水中后，更容易发生衍射
C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率低
D.不论机械波、电磁波，都满足v=λf，式中三参量依次为波速、波长、频率
E.电磁波具有偏振现象
(2)如图，为某种透明材料做成的三棱镜横截面，其形状是边长为a的等边三角形，现用一束宽度为a的单色平行光束，以垂直于BC面的方向正好入射到该三棱镜的AB及AC面上，结果所有从AB、AC面入射的光线进入后都恰好全部直接到达BC面。
试求：
①该材料对此平行光束的折射率；
②这些到达BC面的光线从BC面折射而出后，如果照射到一块平行于BC面的屏上形成光斑，则当屏到BC面的距离d满足什么条件时，此光斑分为两块？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
激光的相干性好；3D电影是利用光的偏振原理；偏振光具有的性质是光子的振动具有方向性．当两个偏振片的偏振方向夹角增大时，透射光的强度减弱；缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象．
考查光的干涉、偏振与衍射现象，通过日常生活中的事实，让我们更能理解光的偏振与光的衍射，并掌握光的干涉条件。
【解答】
A、激光全息照相是利用了激光相干性好，获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，故A正确，不符合题意；
B、3D电影是利用了光的偏振现象，出现立体画面，故B错误，符合题意；
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，这是利用光的偏振现象，故C正确，不符合题意；
D、通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故D正确，不符合题意。
2.【答案】A
【解析】
【分析】本题考查光的波动性、光的全反射、共振、激光。
泊松亮斑与干涉实验均支持光的波动说；
沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象；
激光具有亮度高、能量大的特点；
光的偏振与光是横波有关。
【解答】A.泊松亮斑有力地支持了光的波动说，选项A错误；
B.沙漠蜃景和海市蜃楼都涉及光的全反射现象，选项B正确；
C.医学上用激光做“刀光”来进行手术，主要是利用了激光亮度高的特点，选项C正确；
D.光的偏振现象说明光是横波，选项D正确．
3.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了有关光的偏振、衍射和干涉等知识，以及有关激光的知识，掌握这些知识是解决问题的关键。
偏振光是垂直与传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动，是横波而不是纵波，激光频率高，不容易发生衍射，激光具有普通光所不具有的特点，可概括为：单色性好、相干性好、方向性好、亮度高。
【解答】
A.激光的强度大，亮度高，可用来做手术，切除肿瘤，故A正确；
B.偏振光是垂直与传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动，是横波而不是纵波，故B错误；
C.激光也是光，因此激光就具有光波的特征，能够发生衍射现象，故C错误；
D.3D眼睛利用光的偏振原理制成，故D错误。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
激光相干性好、平行度好、亮度高；激光全息照片是利用光的干涉记录下强度、频率和相位．
本题考查了激光的特性，要明确干涉条件是两列光波的频率相等，基础题目．
【解答】
A、激光是人造光，也是偏振光，故A错误；
B、激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，故B错误；
C、用激光照射不透明挡板上小圆孔时，光屏上能观测到衍射条纹，间距不等，故C错误；
D、激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息，故D正确；
故选：D．
5.【答案】A
【解析】
【分析】
用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性，激光有相干性好，平行度好、亮度高等特点，激光在生产与生活中有很多应用，光在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，由泊松亮斑及小孔成像的原理分析。
掌握这些基础知识是正确求解的关键。
【解答】
A.用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性，故A正确；
B.医学上用激光做“光刀”切除肿瘤是利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较高的温度，故B错误；
C.光在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故C错误；
D.泊松亮斑是由于光的衍射形成的，小孔成像是因为沿在同种均匀介质中沿直线传播形成的，故原理不同，故D错误。

6.【答案】B
【解析】
【分析】
利用光的偏振现象可以观看3D立体电影；雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的是薄膜干涉现象；激光的相干性好可用于全息照相；平行度好可读取光盘上的信息。
本题考查知识点较多，但这些知识点记忆性知识较多，正确掌握这些基础知识是求解的关键。
【解答】
A.戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体感，是利用光的偏振现象，故A正确；
B.雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉现象，故B错误；
C.激光全息照相利用了激光相干性好的特点，故C正确；
D.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，故D正确。
本题要求选不正确的，故选B。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
利用光的偏振现象可以观看3D立体电影；雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的是薄膜干涉现象；激光的相干性好可用于全息照相；平行度好可读取光盘上的信息。
本题考查知识点较多，但这些知识点记忆性知识较多，正确掌握这些基础知识是求解的关键。
【解答】
A.戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体感，是利用光的偏振现象，故A正确；
B.雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉现象，故B错误；
C.激光全息照相利用了激光相干性好的特点，故C正确；
D.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，故D正确。
本题要求选不正确的，故选B。
8.【答案】CD
【解析】
【分析】
本题考查了光的干涉、全反射和激光的特性等知识，解题的关键是理解光的薄膜干涉原理，使反射光减弱，增加透射。
全息照相主要是利用了光的单色性好(即频率相同)，相位差稳定的特点；
增透膜是利用光的干涉现象；
标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象；
激光具有亮度高、能量大的特点。
【解答】
A.全息照相主要是利用了光的单色性好(即频率相同)，相位差稳定的特点，不是光的衍射现象，故A错误；
B.增透膜是利用光的干涉现象，由前后两表面的反射光线进行相互叠加，故B错误；
C.用标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，属于薄膜干涉，故C正确；
D.激光具有亮度高、能量大的特点，医学上用激光做“光刀”来进行手术，故D正确。
故选CD。
9.【答案】ACE
【解析】解：A、全息照片用激光来拍摄，利用了激光与物光的相干性高的特点，故A正确；
B、通过手指间的缝隙观察日光灯，可看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B错误；
C、照相机镜头前加偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，从而使玻璃后的影像清晰，故C正确；
D、当观察者向静止的声源运动时，接收到的声波的频率将高于声源的频率，故D错误；
E、光从空气射入玻璃中，其频率f不变，又由n=cv，得速度v变小，再由v=λf得λ变小，故E正确；
故选：ACE。
了解光的全反射、干涉、衍射在实际生活的现象，镜头前加一个偏振片，减小反射偏振光进入，全息照片是利用激光的相干性较好等，知道光是横波，从而即可求解。
了解光的全反射、干涉、衍射在实际生活的现象并会区分，同时理解光的偏振原理，及注意光速与折射率的关系。
10.【答案】ABD
【解析】
【分析】
当驱动频率与固有频率相同时，出现共振现象；激光的相干性好；红外线频率比紫外线还低；偏振原理利用光的干涉现象，来减弱反射光的强度。
本题考查共振，激光，电磁波谱的知识，理解偏振片的作用。
【解析】
A.军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故A正确；
B.激光全息照相是利用了激光的相干性好的特点 ，故B正确；
C.红外线是一种频率比紫外线还低的电磁波，故 C错误；
D.加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度；故D正确。
故选ABD。

11.【答案】ACD
【解析】
【分析】
全息照片主要是利用了激光的相干性．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉；在镜头前加装一个偏振片，消除玻璃的反射光的影响．影子边缘模糊不清是光的衍射现象．
此题考查光的波动性部分基础知识，关键要了解常见的自然现象及其产生的原因，平时注意识记和练习，牢固掌握．
【解答】
A.全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性好的特点，A正确；
B.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的薄膜干涉，即空气薄膜的前后两个表面反射的光相干涉，故B错误；
C、增透膜是利用光的薄膜干涉现象，以消弱反射光的强度，增大透射光的强度．故C正确；
D.刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象，故D正确；
故选ACD。

12.【答案】变暗 暗 暗 亮
【解析】解：图中有A、B两个偏振片，开始时上、下两偏振片平行且透振方向完全一致，自然光通过上边的偏振片后变为偏振光，将一偏振片慢慢顺时针旋转，屏上的光的亮度开始逐渐变暗，当它转到90°时，两个偏振片偏振的方向垂直，屏上光亮度将最暗，继续转到180°时，两个偏振片偏振的方向平行，光由最暗变为最亮，如此每转90°，交替变化一次。
故答案为：变暗，暗，暗，亮
根据光的偏振现象，自然光通过偏振片后变为偏振光，只要偏振光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片．
本题考查了光的偏振现象，光的偏振现象说明光波是横波，基础题．
13.【答案】(1)将自然光转换成偏振光 (2)横波 (3)ACD
【解析】(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光转换成偏振光．
(2)偏振现象证明了光是一种横波．
(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过α角，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强为最强．若偏振片B不动而将A旋转α角，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，故选项A、C、D正确．
14.【答案】解：(1)AC
(2)
①由题意知34T=3s，
而质点b的振动周期与波的传播周期相等，因而质点b的振动周期为T=4s；
②由题意可知，质点c的振幅为A=6cm，
波传播到c点需要的时间为t1=△xv=6s，
波传播到c点后将重复a点的振动，振动一个周期(即T=4s)后将回到平衡位置，再剩下的2s内c点继续振动，
则质点c的路程为x=6A=36cm．
答：①质点b的振动周期为4s；
②t=12 s时质点c通过的路程为36cm．
【解析】
(1)
【分析】
根据光的偏振进行分析，用光导纤维传输信号，是利用了全反射的性质，白光通过三棱镜变成七色光，是光的折射现象。
【解答】
A.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄幻日时的景物，可减弱反射光，从而使景象更清晰，选项 A正确;
B.用光导纤维传输信号，是利用了全反射的性质;选项B错误;
C.白光通过三棱镜变成七色光，是光的折射现象，选项C正确;
D.照相机、望远镜的镜头表面镀一层膜是利用了光的薄膜干涉原理，选项D错误;
故选AC
(2)
【分析】
(2) ①根据周期的关系分析，质点b的振动周期与波的传播周期相等;
②求出质点c的振幅，根据传播的距离和t=△xv求出时间，质点c的路程为x=6A
15.【答案】(1)ABE；
(2)解：(i)根据题意，波峰A第一次传播至P点需要t=0.45s，
则波速为：v=Δxt=5−，
根据图象可得该波的波长为：λ=2m，
则波的周期为：T=λv=210s=0.2s；
(ii)t=0时刻波谷的位置为x′=1.5m，该振动情况第一次传播至Q点所需的时间
t′=Δx′v=9.5−1.510s=0.8s，
所有出现波谷时刻为：t′=(nT+0.8s)=(0.2n+0.8)s，(n=1、2、3…)。
【解析】
(1)
【分析】
本题考查电磁波、机械波、光的偏振和光的干涉等相关知识，关键要理解并掌握干涉、偏振等知识的基本内容，同时注意各种现象在生产生活中的应用．
根据物理学史分析；光的偏振现象说明光波是横波；机械波的传播速度由介质决定；根据光的干涉原理分析。
【解答】
A.麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验验证电磁波存在，故A正确；
B.光的偏振现象说明光是一种横波，并不是纵波，故B正确；
C.机械波的传播速度由介质决定；与频率无关，故C错误；
D.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是由于油膜上下两个表面反射的两束光发生干涉形成的．故D错误；
E.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，而不是偏振现象，故E正确。
故选ABE。
(2)
该题考查波的图像等相关知识。熟知图像特点和规律并能从中获取有用信息是解决本题的关键。
(i)根据在t=0.45s时P点第一次出现波峰，求得波速，读出波长，由此求解波的周期；
(ii)采用波形平移法，求出离Q最近的波谷状态传到Q点的时间，即为所用时间。
16.【答案】(1)ADE；
(2)①由于对称性，我们考虑从AB面入射的光线，这些光线在棱镜中是平行于AC面的，由对称性和几何关系不难得出，光线进入AB面时的入射角α折射角β分别为：α=60°，β=30°
由折射定律得材料折射率为
n=sinαsinβ=sin60sin30=3；
②如图O为BC中点，在B点附近折射的光线从BC射出后与直线AO交于D，可看出只要光屏放得比D点远，则光斑会分成两块。
由几何关系可得：OD=36a
所以当光屏到BC距离超过36a时，光斑分为两块。

【解析】
(1)【分析】
(1)波的频率是由波源决定的，与介质无关；光波从空气进入水中后，波长变短，波动性减弱；当波源与观察者的距离减小时，观察者接收到的波的频率会增大；波速公式v=λf适用于一切波；横波具有偏振现象，电磁波是横波。
【解答】
(1)A.波的频率是由波源决定的，与介质无关，所以当波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，故A正确；
B.光波从空气进入水中后，波速减小，频率不变，由公式v=λf，可知波长变短，波动性减弱，则更不容易发生衍射．故B错误；
C.波源沿直线匀速靠近一静止接收者，两者距离减小，产生多普勒效应，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，故C错误；
D.波速公式v=λf适用于一切波，式中三参量依次为波速、波长、频率，故D正确；
E.电磁波是横波，具有偏振现象，故E正确。
故选ADE。
(2)本题是几何光学问题，作出光路图是解题的关键之处，再运用几何知识求出入射角和折射角，即能很容易解决此类问题。
①据题意知从AB、AC面入射的光线进入后恰好全部直接到达BC面，说明从AB面进入三棱镜的折射光线与AC平行，根据对称性和几何关系得到入射角和折射角，即可求得折射率；
②画出光路图，如图O为BC中点，在B点附近折射的光线从BC射出后与直线AO交于D，可看出只要光屏放得比D点远，则光斑会分成两块，由几何知识求解。