4.6 光的偏振 激光 一、单选题 1．如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过 光屏 M 上的小孔照射到偏振片 P 上，再通过偏振片 Q，现以光的传播方向为轴使偏振 片 P 由图示位置旋转 90 度，下列说法正确的是（　　） A．MP 间为偏振光 B．PQ 间为自然光 C．PQ 间的光线亮度逐渐变暗 D．光屏 N 上的亮线逐渐变暗 2．以下关于偏振片和增透膜的说法不正确的是（　　） A．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头 前加一偏振片 B．为减小光在照相机镜面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一增透膜 C．照相机的增透膜厚度通常为  2 D．3D 立体电影充分利用了光的偏振原理 3．下列说法正确的是（　　） A．在摆角很小时，单摆的周期与振幅有关 B．当火车鸣笛匀速靠近观察者时，观察者听到的声音频率变大 C．光的偏振现象说明光是一种纵波 D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域的点始终在最大位移处 4．纳米科技是跨世纪新科技，将激光束的宽度聚集到纳米级范围内，可修复人体已损 坏的器官，对 DNA 分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病 彻底根除，这是利用了激光的（　　） A．单色性 B．可调谐 C．高能量 D．相干性 5．光在科学技术，生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．光学镜头上的增透膜是利用光的折射现象 B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象 C．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象 D．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偏振现象 6．下列说法正确的是（　　） A．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，入 射角变化时偏振的程度也有变化 B．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波 的波速变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超” C．晶体的所有物理性质都是各向异性 D．照相机的镜头涂有一层增透膜，其厚度应为入射光在空气中波长的 1 4 7．如图所示，一束复色光照射到水中的球形气泡以后，经折射后分成 a、b 两束单色 光，下列说法正确的是（　　） A．在真空中，a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 B．a 光能发生偏振现象，b 光不能发生偏振现象 C．a、b 两束光分别通过同一双缝干涉装置，b 光的条纹间距更大 D．a、b 两束光分别通过同一单缝衍射装置，a 光的中央亮条纹较宽 二、多选题 8．激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法中正确的是（　　） A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上， 可以在空间某个小区域内产生极高的温度 B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息 C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响 D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射 9．关于光的干涉、衍射及偏振，下列说法中正确的是（　　） A．通过两支铅笔的狭缝所看到的日光灯的彩色条纹是光的干涉现象 B．光传播不需要介质，其偏振现象说明光是横波 C．光的双缝干涉条纹中间是宽度最大且最亮的明纹 D．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，主要应用的是光的衍射现象 E．水面上油膜，肥皂泡的彩色条纹是由于光的干涉而形成的现象 10．如图所示，下列说法正确的有（　　） A．如图甲，自然光由空气射入水面上，反射光是偏振光 B．如图乙，立体电影原理和照相机镜头表面图上增透膜的原理一样 C．如图丙，从筷子“折断”的现象可以看出，食用油折射率大于水 D．如图丁为光线通过一个不透光的圆盘得到的衍射图样 11．下列高中物理教材中插图涉及到光的干涉原理的是（　　） A． B． C． D． E． F． 12．关于激光的应用，下列说法中正确的是（　　） A．光纤通信是应用激光相干好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行信息 传递 B．计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点来进行的 C．医学中用激光作“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”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点 E．激光打孔是应用了激光相干性好的特点 三、填空题 13．摄影师在拍摄玻璃橱窗里的陈列物时，为减弱反射光而使玻璃后的景象清晰，常 在镜头前装一片______滤光片。光的______现象说明了光是横波，光的______与_____ _现象说明光是一种波。 14．光的干涉和衍射现象说明光具有_____性。光是一种_____。 利用“偏振片”代替图中带有狭缝的木板来做光学实验。偏振片由特定的材料制成，每个 偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的_____能顺利通过偏振片，偏振方向 与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。偏振片对光波的作用就像图 中的狭缝对于机械波的作用一样。 15．利用激光遇到物体发生反射的特点，可以测定物体的有关参量，如图甲所示，B 为固定的集激光发生器和接收器于一体的装置，C 为一辆在水平地面上做匀速直线运 动的小车，现使 B 对准匀速行驶的小车 C，每隔固定时间 T0 发射一激光脉冲，如图乙 中幅度较大的波形，而 B 接收到的由小车 C 反射回的激光脉冲如图乙中幅度较小的波 形，发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙所示， T0 、T、 T 均已知.则根据所给信息 判断小车的运动方向为_________（填“向左”或“向右”），速度大小为_________.（设光 在空气中的速度为 c） 四、解答题 16．请注意观察、搜集生活中应用光的偏振现象的实例，例如，需要逆光拍水下的景 物时，水面的反射光会有很大干扰，怎样才能有效消除这种干扰，拍清水下景物？ 17．激光适用于室内照明吗？为什么？试从激光的特性来解释。 18．激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量。例如一台红宝石巨脉冲 3 激光器，激光束的发散角只有 10 rad ，在垂直于激光束的平面上，平均每平方厘米面 积的功率达到 109 W 。激光的这一特性有哪些应用价值？请你举例说明。 19．将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光。转动偏振片， 你感觉到的明暗有没有明显的变化？ 再透过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。你感觉到 的明暗有没有明显的变化？玻璃表面、光滑桌面反射的光是偏振光吗？ 透过偏振片观察手机等液晶屏幕上的字，你有什么发现？参考答案： 1．D 【解析】 【详解】 AB．MP 间为自然光，经过偏振片 P 后变为偏振光，因此 PQ 间为偏振光，故 AB 错误； CD．自然光沿轴线通过光屏 M 上的小孔照射到偏振片 P 上，使偏振片 P 由图示位置旋转 90 度的过程中，PQ 间的光线亮度不变，屏上亮线逐渐变暗，当偏振片 P 与偏振片 Q 垂直 时，光屏没有亮度，则光屏上光的亮度逐渐变暗，故 C 错误，D 正确。 故选 D。 2．C 【解析】 【详解】 A．拍摄水下景物时，为减小光在水面处的反射，使景物更加清晰，可在照相机镜头前加 一偏振片，阻挡经水面反射的偏振光通过镜头，A 正确； B．因为人的眼睛对绿光最敏感，根据光的干涉原理，为减小光在照相机镜面处的反射， 使景物更加清晰，可在照相机镜头前加一增透膜，增加绿光的透射率，B 正确； C．根据光的干涉原理，照相机的增透膜厚度通常为绿光在增透膜中波长的  ，C 错误； 4 D．3D 立体电影的原理是在两个摄像机的镜头前各加一个偏振片，并且使两个偏振片的偏 振方向垂直，观众佩戴的眼镜的两个镜片就是两个偏振片，并且偏振方向也互相垂直，所 以观众看到的影像是立体的，D 正确。 故选 C。 3．B 【解析】 【详解】 A．根据 T  2 L g 可知，在摆角很小时，单摆的周期与振幅无关，选项 A 错误； B．根据多普勒效应可知，当火车鸣笛匀速靠近观察者时，观察者听到的声音频率变大， 选项 B 正确； C．光的偏振现象说明光是一种横波，选项 C 错误； D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域的点的振幅最大，但不是始终在最大位 移处，选项 D 错误。 故选 B。 4．C 【解析】 【详解】 将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对 DNA 分子进行超微型 基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，这是利用了激光的高能量。 所以选项 C 正确。 故选 C。 5．C 【解析】 【详解】 A. 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光强度，增加透射光强度，故 A 错 误； B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象，故 B 错误； C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，故 C 正确； D. 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，故 D 错误。 故选 C。 6．A 【解析】 【详解】 A．反射光和折射光都是偏振光，不同的入射角时，偏振的程度也有所不同，A 正确； B．测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应 原理，B 错误； C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的，而多晶体具有各向同性，C 错误； D．当增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的 1 4 时，从增透膜前后表面的反射光相互抵 消，从而减少了反射，增加了透射，D 错误。 故选 A。 7．D 【解析】 【详解】 A．所有光在真空中的传播速度均相同，选项 A 错误； B．光是横波，a、b 两束光均能发生偏振现象，选项 B 错误； C．由光路可知 a 光的折射率小于 b 光的折射率，则 a 光的频率小于 b 光的频率，a 光的波 长大于 b 光的波长，由双缝干涉条纹间距公式 x  l  可知 a、b 两束光分别通过同一双缝 d 干涉装置，a 光的条纹间距更大，选项 C 错误； D．由于 a 光的波长大于 b 光的波长，所以通过同一单缝衍射装置，a 光的中央亮条纹较宽， 选项 D 正确。 故选 D。 8．AB 【解析】 【详解】 A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以 在空间某个小区域内产生极高的温度，故 A 正确； B．由于激光是相干光，所以它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故 B 正确； C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好、能量高，故 C 错误； D．能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好，故 D 错误。 故选 AB。 9．BDE 【解析】 【详解