第四章　6一、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上的小孔照射到偏振片P上，再通過(guò)偏振片Q。現(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間的光線亮度逐漸變暗D．光屏N上的亮線逐漸變暗解析：MP間為自然光，PN間為偏振光，故A、B錯(cuò)；PQ間亮度不變，光屏上亮度逐漸變暗，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互相垂直的偏振片，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)生變化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)手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋解析：通過(guò)手指的縫隙觀察日光燈，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，一束自然光通過(guò)起偏器照射到光屏上，則圖中光屏上發(fā)亮的有(起偏器上用箭頭表示其透射方向)(　ABD　)解析：自然光通過(guò)起偏器后成為偏振光，當(dāng)偏振光的振動(dòng)方向與起偏器的透振方向平行時(shí)能夠通過(guò)，否則不能通過(guò)，所以A、B、D正確。6．(多選)“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(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)，最后將被測(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(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。故選ACD。二、非選擇題(共24分)7．(10分)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(shuō)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(shuō)明反射光是偏振光。8．(14分)一種紅寶石激光器發(fā)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694.3 nm，發(fā)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射皮膚上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量達(dá)到60 J以后，色斑便逐漸消失，一塊色斑的面積為50 mm2，則它要吸收多少個(gè)(列)紅寶石激光脈沖才能逐漸消失？答案：(1)3.0×10－3m　(2)300個(gè)解析：(1)光脈沖持續(xù)時(shí)間即為發(fā)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1 cm2色斑吸收的能量E＝60 J，色斑便逐漸消失。而1個(gè)光脈沖的能量為ΔE＝P·Δt＝1.0×1010×1.0×10－11J＝0.1 J消除50 mm2的色斑需要光脈沖數(shù)為n＝＝＝300(個(gè))。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)現(xiàn)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，能清楚看到魚(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．甲圖拱橋倒影非常清晰是因?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，增強(qiáng)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)使反射光增強(qiáng)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)減少在水面發(fā)生反射而進(jìn)入鏡頭的光，故D正確。2．(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和透射光束2?，F(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過(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(　AD　)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(wú)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。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，由于溫度的變化，光纖的長(zhǎng)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(shuō)法是(　AC　)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(共13分)4．(13分)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(jiǎn)單說(shuō)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(lái)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(méi)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(wú)干涉現(xiàn)象。

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