新教材適用2024-2025學(xué)年高中物理第4章光6光的偏振激光提能作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊(cè)

第四章6.eq\f(基礎(chǔ)鞏固練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共6小題，每題6分，共36分)1．關(guān)于自然光和偏振光，以下說(shuō)法正確的是(B)A．自然光包含著垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，但是沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度可以不相同B．偏振光是在垂直于傳播方向上，只沿著某一特定方向振動(dòng)的光C．自然光透過(guò)一個(gè)偏振片后就成為偏振光，偏振光經(jīng)過(guò)一個(gè)偏振片后又還原為自然光D．晚上月亮光是自然光解析：光源發(fā)出的光，沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度都相同的光，叫作自然光。沿某個(gè)特定方向振動(dòng)的光叫作偏振光，故A錯(cuò)B對(duì)；偏振光不能通過(guò)偏振片還原為自然光，C錯(cuò)；月亮光是偏振光，D錯(cuò)。2．如圖所示，兩光屏間放有兩個(gè)透振方向相互平行的偏振片，現(xiàn)讓太陽(yáng)光沿軸線通過(guò)光屏M上的小孔照耀到偏振片P上，再通過(guò)偏振片Q?，F(xiàn)以光的傳播方向?yàn)檩S使偏振片P由圖示位置旋轉(zhuǎn)90°度，下列說(shuō)法正確的是(D)A．MN間為偏振光B．PQ間為自然光C．PQ間的光線亮度漸漸變暗D．光屏N上的亮線漸漸變暗解析：MP間為自然光，PN間為偏振光，故A、B錯(cuò)；PQ間亮度不變，光屏上亮度漸漸變暗，故C錯(cuò)D正確。3．關(guān)于激光的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(D)A．觀看電影的眼鏡是利用了光的衍射原理B．利用激光是相干光，可以用在雷達(dá)上進(jìn)行精確的測(cè)距C．由于激光平行度好，它能像無(wú)線電波那樣被調(diào)制，用來(lái)傳遞信息D．利用激光亮度高，可以用在醫(yī)學(xué)上作光刀切除腫瘤，或“焊接”剝落的視網(wǎng)膜解析：觀看電影的眼鏡是利用了透振方向相互垂直的偏振片，故A錯(cuò)誤；利用激光平行度好，可以用在雷達(dá)上進(jìn)行精確的測(cè)距，故B錯(cuò)誤；利用激光相干性好，它能像無(wú)線電波那樣被調(diào)制，用來(lái)傳遞信息，故C錯(cuò)誤；利用激光強(qiáng)度大、能量集中，可以用在醫(yī)學(xué)上作光刀切除腫瘤，或“焊接”剝落的視網(wǎng)膜，故D正確。4．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是(D)A．一束自然光相繼通過(guò)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)生改變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象更清晰D．通過(guò)手指間的縫隙視察日光燈，可以看到彩色條紋解析：通過(guò)手指的縫隙視察日光燈，看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象。其余各項(xiàng)均是光的偏振現(xiàn)象，故選D。5．(多選)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(guò)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和折射光束2?，F(xiàn)保持入射光不變，將玻璃柱體繞通過(guò)O點(diǎn)垂直于紙面的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，使反射光束1和折射光束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(AD)A．反射光束1消逝B．折射光束2消逝C．反射光束1和折射光束2都消逝D．偏振片P以入射光線為軸旋轉(zhuǎn)90°，折射光束2消逝解析：當(dāng)反射光束1和折射光束2恰好垂直時(shí)，反射光束1和折射光束2都是偏振光，且偏振方向垂直，反射光振動(dòng)方向垂直紙面，折射光振動(dòng)方向在紙面內(nèi)，當(dāng)加上偏振片P，其透振方向在紙面內(nèi)，即沒(méi)有反射光束1，當(dāng)偏振片P以入射光線為軸旋轉(zhuǎn)90°，折射光束2消逝，故A、D正確。6．(多選)“假奶粉事務(wù)”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(lái)測(cè)量糖溶液的濃度，從而鑒定糖量。偏振光通過(guò)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(chēng)為“旋光度”，α的值只與糖溶液的濃度有關(guān)，將α的測(cè)量值與標(biāo)度值相比較，就能確定被測(cè)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)，最終將被測(cè)樣品P置于A、B之間，則下列說(shuō)法中正確的是(ACD)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(guò)的角度等于αD．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(guò)的角度等于α解析：A、B之間不放糖溶液時(shí)，自然光通過(guò)偏振片A后，變成偏振光，通過(guò)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(guò)A的偏振光振動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)了肯定角度，到達(dá)O處的光強(qiáng)會(huì)明顯減弱；但當(dāng)B轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，恰好使透振方向與經(jīng)過(guò)糖溶液后的偏振光振動(dòng)方向一樣時(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的偏振方向一樣，故轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片A也可以。故選ACD。二、非選擇題(共24分)7．(10分)如圖所示，激光液面限制儀的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照耀到液面上，反射光OB射到水平的光屏上，屏上用光電管將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，電信號(hào)輸入限制系統(tǒng)用以限制液面高度，假如發(fā)覺(jué)點(diǎn)B在屏上向右移動(dòng)了Δs的距離到B′，由此可知液面_降低__(選填“上升”或“降低”)了eq\f(Δs,2tani)。解析：作出兩次的反射光路圖如圖所示。由幾何圖形可得：液面降低。又由幾何關(guān)系可得：eq\x\to(OM)＝eq\x\to(BB′)＝Δs，液面下降高度h＝eq\f(Δs,2tani)。8．(14分)一種紅寶石激光器放射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光為一個(gè)(列)光脈沖，若這種激光器光脈沖的持續(xù)時(shí)間為1.0×10－11s，波長(zhǎng)為694.3nm，放射功率為1.0×1010W，求：(1)每列光脈沖的長(zhǎng)度是多少？(2)用這種紅寶石激光器照耀皮膚上的色斑，每平方厘米色斑汲取能量達(dá)到60J以后，色斑便漸漸消逝，一塊色斑的面積為50mm2，則它要汲取多少個(gè)(列)紅寶石激光脈沖才能漸漸消逝？答案：(1)3.0×10－3m(2)300個(gè)解析：(1)光脈沖持續(xù)時(shí)間即為放射一個(gè)光脈沖所需的時(shí)間，所以一個(gè)光脈沖長(zhǎng)度Δl＝c·Δt＝3×108×1.0×10－11m＝3.0×10－3m。(2)面積為1cm2色斑汲取的能量E＝60J，色斑便漸漸消逝。而1個(gè)光脈沖的能量為ΔE＝P·Δt＝1.0×1010×1.0×10－11J＝0.1J，消退50mm2的色斑須要光脈沖數(shù)為n＝eq\f(ES1,SΔE)＝eq\f(60×50,100×0.1)＝300(個(gè))。eq\f(素能等級(jí)練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共3小題，每題9分，共27分)1．(多選)小明同學(xué)在假期旅游期間學(xué)習(xí)攝影，他發(fā)覺(jué)照相機(jī)鏡頭呈現(xiàn)淡紫色。如圖所示是他拍攝的兩張照片：甲圖的湖泊遠(yuǎn)景照中，能看到遠(yuǎn)處拱橋的清晰倒影，看不到水面下的景物；乙圖的湖水近景照中，能清晰看到魚(yú)、石頭等水下景物，則(AD)A．鏡頭呈現(xiàn)淡紫色是鏡頭表面所鍍膜使光發(fā)生干涉的結(jié)果B．甲圖拱橋倒影特別清晰是因?yàn)閬?lái)自拱橋的光在水面發(fā)生了全反射C．乙圖水下景物的光射到水面時(shí)因入射角較小致反射光強(qiáng)而折射光弱D．拍攝乙圖時(shí)若安裝透振方向與水面反射光偏振方向垂直的偏振片將更清晰解析：照相機(jī)鏡頭鍍了多層的增透膜，增加了可見(jiàn)光的透過(guò)性，由于高頻的藍(lán)光和紫光等并不能完全地干涉抵消，因此鏡頭呈現(xiàn)淡紫色，故A正確；甲圖中的倒影是因?yàn)閬?lái)自拱橋的光通過(guò)水面反射進(jìn)入鏡頭而引起的，而全反射在光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)才會(huì)發(fā)生，故B錯(cuò)誤；當(dāng)光從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)時(shí)，只有當(dāng)入射角增大才會(huì)使反射光增加而折射光減弱，故C錯(cuò)誤；拍攝乙圖時(shí)，來(lái)自水下魚(yú)的光通過(guò)水面的折射再進(jìn)入鏡頭，為了使照片更清晰，可以利用偏振片來(lái)削減在水面發(fā)生反射而進(jìn)入鏡頭的光，故D正確。2．如圖所示，S為一點(diǎn)光源，P、Q是偏振片，R是一光敏電阻，R的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小，R1、R2是定值電阻，電流表和電壓表均為志向電表，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r。則當(dāng)偏振片Q由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，電流表和電壓表的示數(shù)改變狀況為(B)A．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小B．電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變大C．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變大D．電流表的示數(shù)變小，電壓表的示數(shù)變小解析：當(dāng)偏振片Q由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，照耀到光敏電阻上的光的亮度從亮到暗，因此導(dǎo)致光敏電阻的阻值從小到大，則電路中總電阻增大，那么總電流減小，路端電壓則增大，因此電壓表示數(shù)變大，而R1兩端的電壓變小，所以R2兩端的電壓增大，故電流表示數(shù)變大，故B正確。3．(多選)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，由于溫度的改變，光纖的長(zhǎng)度、芯徑、折射率發(fā)生改變，從而使偏振光的偏振方向發(fā)生改變，光接收器接收的光強(qiáng)度就會(huì)改變。關(guān)于這種溫度計(jì)的工作原理，正確的說(shuō)法是(AC)A．到達(dá)檢偏器的光的偏振方向改變?cè)酱?，光接收器所接收的光?qiáng)度就會(huì)越小，表示溫度改變?cè)酱驜．到達(dá)檢偏器的光的偏振方向改變?cè)叫。饨邮掌魉邮盏墓鈴?qiáng)度就會(huì)越小，表示溫度改變?cè)叫．到達(dá)檢偏器的光的偏振方向改變?cè)叫?，光接收器所接收的光?qiáng)度就會(huì)越大，表示溫度改變?cè)叫．到達(dá)檢偏器的光的偏振方向改變?cè)酱螅饨邮掌魉邮盏墓鈴?qiáng)度就會(huì)越大，表示溫度改變?cè)酱蠼馕觯簻囟雀淖冊(cè)酱?，光纖的各個(gè)物理參量改變?cè)酱?，光的偏振方向改變?cè)酱螅饨邮掌鹘邮盏墓鈴?qiáng)度會(huì)越小。二、非選擇題(共13分)4．(13分)如圖所示，楊氏雙縫試驗(yàn)中，下述狀況能否看到干涉條紋？簡(jiǎn)潔說(shuō)明理由。(1)在單色自