新素养同步高中人教物理选修34练习:第13章 第6节 光的偏振 课后 含解析
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光的偏振基础过关1.下面说法正确的是( )A.自然光就是白光B.自然光一定是复色光C.单色光不是自然光D.自然光可以是单色光,也可以是复色光 答案:D2.纵波不可能产生的现象是( )A.偏振现象B.反射现象C.折射现象D.衍射现象答案:A3.一束光由真空入射到平面玻璃上,当其折射角为30°时,反射光恰好产生完全偏振。
因此,可以推断出玻璃的折射率为___________。
解析:由题意可知,此时的反射光与折射光应该是垂直关系,因为折射角为30°,所以反射角与入射角均为60°,由折射率公式r i n sin sin =得330sin 60sin =︒︒=n 。
答案:3综合运用4.两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过。
如果将其中的一片旋转180°,在旋转过程中,将会产生下述的哪一种现象( )A.透过偏振片的光强先增强,然后又减少到零B.透过偏振片的光强先增强,然后减少到非零的最小值C.透过偏振片的光强在整个过程中都增强D.透过偏振片的光强先增强,再减弱,然后又增强解析:起偏器和检偏器的偏振方向垂直时,没有光通过;偏振方向平行时,光强度达到最大。
当其中一个偏振片转动180°的过程中,两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直,所以通过的光先增强,又减小到零。
所以答案为A 。
答案:A5.下列说法中正确的是( )A.光是横波B.除光源发出的光外,我们所看到的光大部分是偏振光C.自然光比偏振光的方向性好D.有些光是纵波,有些光是横波答案:AB6.下列说法正确的是( )A.两支铅笔靠在一起,自然光从笔缝中通过后就成了偏振光B.偏振光是横波C.偏振光是纵波D.以上说法均不正确解析:两支铅笔靠在一起,中间的缝远远地大于光的波长,因此,光从中通过时不会成为偏振光;光是横波,偏振光也是横波。
答案:B7.空气中的声波是否有偏振现象?答案:空气中的声波是纵波,而纵波没有偏振现象,所以声波不会发生偏振现象。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章 光》《第六节 光的偏振》同步练习试卷【6】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.由某种介质射向空气的一束光,其折射光束如图所示,则下列说法正确的是( ).A .用a 、b 两束光先后照射同一双缝干涉实验装置,则a 光的条纹间距比b 光的条纹间距大B .单色光b 的频率较小,在介质中b 的速度较大C .若增大从介质进入空气的入射角,b 光的折射光线先消失D .从相同介质以相同方向射向空气,其界面为平面,若b 光不能进入空气,则a 光有可能进入空气 【答案】B【解析】由折射定律知折射率n a >n b ,则两束光的频率f a >f b ,波长λa <λb .由双缝干涉条纹间距公式Δx =λ知,选项A 错误;由v =知,选项B 正确;由sin C =知临界角C a <C b ,选项D 错误;若增大从介质进入空气的入射角,折射光线最先消失的是a 光,选项C 错误. 2.图示为一列在均匀介质中沿x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图,波速为2 m/s ,则( )A .质点P 此时刻的振动方向沿y 轴负方向B .P 点的振幅比Q 点的小C .经过△t="4" s ,质点P 将向右移动8 mD .经过△t="4" s ,质点Q 通过的路程是0.4 m【答案】AD【解析】试题分析:由波向右传播,质点P的振动方向向下,选项A正确;各点振幅相同,选项B错误;质点不随波迁移,选项C错误;由图像可知波长为4m,则周期为,经过△t="4" s,质点Q通过的路程是8A=0.4m,故选AD考点:考查波动图像点评:本题难度较小,首先明确图像类型,从图像中读出振幅、波长和各点的振动方向3.如图,一简谐横波在x轴上传播,轴上a、b两点相距12m。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)基础夯实1.(2011·三明高二检测)下列关于偏振光的说法中正确的是()A.自然光就是偏振光B.沿着一个特定方向传播的光叫偏振光C.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光D.单色光就是偏振光答案:C解析:自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿各个方向振动的光波的强度都相同;只有沿着特定方向振动的光才是偏振光。
所以选项C正确。
2.(2010·石家庄市第一中学高二检测)P是一偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示) 为竖直方向。
下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光?()A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45°角振动的光答案:ABD解析:只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直,光都能通过偏振片。
太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片。
3.在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q。
在Q的后边放上光屏,以下说法正确的是()A.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度不变B.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱C.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度不变D.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱答案:BD解析:P是起偏器,它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光,该偏振光的振动方向与P的透振方向一致,所以当Q与P的透振方向平行时,通过Q的光强最大;当Q与P的透振方向垂直时,通过Q的光强最小,即无论旋转P或Q,屏上的光强都是时强时弱。
4.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光为偏振光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:BD解析:自然光沿各个方向发散是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只有沿着某一特定方向振动的光。
6.光的偏振基础巩固1下列说法正确的是()A.光振动沿各个方向均匀分布的是自然光B.光振动沿各个方向均匀分布的是偏振光C.光振动沿着特定方向的才是偏振光D.光振动沿着特定方向的才是自然光解析:自然光包含在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光的强度都相同。
而偏振光在垂直于传播方向的平面上,只沿着一个特定的方向振动。
因此选项A、C正确。
答案:AC2关于偏振,下列说法正确的是()A.只有横波才有偏振现象B.只有纵波才有偏振现象C.偏振是一切波的特有现象D.横波和纵波都具有偏振现象答案:A3关于波动,下列说法正确的是()A.各种波均会发生偏振现象B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹C.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D.已知地震波的纵波速度大于横波速度,此性质可用于横波的预警解析:只有横波才能发生偏振现象,故A项错误;用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,都可以观察到彩色条纹,故B项正确;声波在传播过程中,介质中质点的速度并不等于声波的传播速度,故C项错误;已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警,故D项正确。
答案:BD4如图所示,P是一偏振片,P的偏振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。
下列四种入射光束中,照射P时不能在P的另一侧观察到透射光的是()A.太阳光B.沿与竖直方向成45°角振动的偏振光C.沿水平方向振动的偏振光D.沿竖直方向振动的偏振光解析:太阳光为自然光,各个方向都有振动,当振动方向与透振方向垂直时观察不到透射光。
答案:C5在杨氏干涉实验装置的双缝后面各放置一个偏振片,若两个偏振片的透振方向相互垂直,则()A.光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度减小B.光屏上仍有干涉条纹,但亮条纹的亮度增大C.干涉条纹消失,光屏上一片黑暗D.干涉条纹消失,但仍有光照射到光屏上解析:双缝后分别放置偏振片后,由于两偏振片的透振方向相互垂直,不满足相干条件,不能出现干涉条纹,但仍有光照射到光屏上。
疱丁巧解牛知识·巧学一、偏振现象1.偏振现象如图13-6-1所示,机械波是横波时,当质点的振动方向与狭缝平行时,机械波能透过狭缝传播(图甲),反之,则不能传播(图乙).对纵波而言,不管什么情况,纵波总能透过狭缝而传播(图丙).图13-6-1学法一得横波只沿着某一个特定的方向振动,称为波的偏振.只有横波才有偏振现象,而纵波没有偏振现象.所以,光是一种横波.2.自然光和偏振光(1)自然光从普通光源直接发出的天然光是无数偏振光的无规则集合,所以直接观察时不能发现光强偏于哪一个方向,这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光叫自然光.如图13-6-2所示,普通光源S发出的光经过偏振片时,后面的光屏是明亮的,说明光透过了偏振片;若转动偏振片,光屏上亮度不变,说明透过光的强度不变,由此可知,自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同.图13-6-2联想发散偏振片是由特殊材料制成的,其“狭缝”用肉眼不能看见,它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过.深化升华通过偏振片后,自然光就变成了偏振光.(2)偏振光只有一个振动方向的光叫偏振光.如经过偏振片后的自然光.若偏振光再经过一个偏振片后,情况会怎样呢?如图13-6-3所示,当两偏振片的“狭缝”平行时,光屏上仍有亮光.当两偏振片的“狭缝”相互垂直时,透射光的强度几乎为零,光屏上是暗的,如图13-6-4所示.图13-6-3图13-6-4深化升华光的偏振现象并不罕见.除了从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光.(3)偏振光的另一种产生方式自然光射到两种介质的交界面上,如果光入射的方向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时,反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直(如图13-6-5).图13-6-5二、偏振现象的应用1.光的偏振现象有很多应用.如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时,由于水面或玻璃表面的反射光的干扰,常使景象不清楚,如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片,让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直,就可以减弱反射光而使景象清晰.2.夜晚行车时,对方照射过来的光很强,若加一个偏振片,可减弱对眼睛的照射.3.立体电影也是利用了光的偏振原理.典题·热题知识点一偏振和偏振光例1有关偏振和偏振光的下列说法中,正确的有( )A.只有电磁波才能发生偏振,机械波不能发生偏振B.只有横波能发生偏振,纵波不能发生偏振C.自然界不存在偏振光,自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D.除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光解析:只有横波才能产生偏振现象,而机械能中也有横波,当然能发生偏振,A选项错误,B选项正确;我们通常看到的绝大部分光,都是偏振光.自然光不一定非要通过偏振片才能变为偏振光,C选项错误,D选项正确.答案:BD例2通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板,当以入射光线为轴转动偏振片时,看到的现象有何不同?解析:通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化,因为灯光、烛光都是自然光,沿各个方向振动的光的强度相同,因此当偏振片旋转时,透射出来的光波的振动方向虽然改变了但肉眼察觉不到.月亮和黑板反射的光已经是偏振光,它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化.答案:见解析.方法归纳正确地区分自然光和偏振光是回答此题的关键.知识点二偏振的应用例3两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过,如果将其中的一片旋转180°,在旋转过程中,将会产生下述的哪一种现象( )A.透过偏振片的光强先增强,然后又减弱到零B.透过的光强先增强,然后减弱到非零的最小值C.透过的光强在整个过程中都增强D.透过的光强先增强,再减弱,然后又增强解析:起偏器和检偏器的偏振方向垂直时,没有光通过;偏振方向平行时,光强度达到最大.当其中一个偏振片转动180°的过程中,两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直,所以通过的光先增强,又减小到零.答案:A方法归纳两个偏振片紧靠在一起时,第二块偏振片叫做检偏器,第一块偏振片叫做起偏器,检偏器与起偏器平行时,透过的光最强,而检偏器与起偏器互相垂直时,透过的光最弱.问题·探究方案设计探究问题光是不是横波?探究过程:1.让太阳光或灯光通过偏振片,旋转偏振片,是否可以从偏振片的另一侧观察到光?如果可以,则光的振动方向可能如何?当太阳光或灯光通过偏振片时,旋转偏振片可以从偏振片的另一侧观察到光.光的振动方向在光屏面的各个方向上.2.在偏振片的后面再放置第二块偏振片,保持第一块偏振片位置不动,旋转第二块偏振片,从第二块偏振片后观察到的现象是什么?当第二块和第一块偏振片的透振方向一致时,在光屏上得到的光最强.当两块偏振片的透振方向垂直时,透射光的强度最弱,几乎为零.探究结论:光是横波.。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章 光》《第六节 光的偏振》同步练习试卷【4】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.沿x 轴正方向传播的简谐横波,在t = 0时刻的波形如图所示.质点P 位于x =" 2" cm 处,质点Q 位于x =6cm 处.已知 x =" 4" cm 处依次出现两次波谷的时间间隔为0.4 s ,则以下判断正确的是______________.A .这列波的波长是8cmB .质点P 和Q 的位移在任何时候都相同C .这列波的传播速度是20 cm/sD .x = 4cm 处质点做简谐运动的表达式为y="6" sin5πt (cm ) 【答案】ACD 【解析】试题分析:由波形图可看出,这列波的波长是8cm ,选项A 正确;质点P 和Q 相差半个波长,所以两质点的振动情况相反,则两质点的位移在任何时候都相反,选项B 错误;由于x =" 4" cm 处依次出现两次波谷的时间间隔为0.4 s ,所以此波的周期T=0.4s,波速为:,选项C 正确;因为,振幅为x m =6cm ,所以x = 4cm 处质点做简谐运动的表达式为y="6" sin5πt (cm ),选项D 正确。
考点:机械波的传播及质点的振动.2.如图所示,实线是一列简谐横波在t 1=0时刻的波形图,虚线为t 2=0.5s 时的波形图,已知0<t 2-t 1<T ,t 1=0时,x=2m 处的质点A 向y 轴负方向振动,则A .质点A 的振动周期可能等于2sB .该横波的波速一定等于6m /sC .从t 2时刻开始计时,x=1m 处的质点的振动方程可以写成y =5sin3πt(cm)D .在t 2时刻 , x=0.5m 处质点和x=2.5m 处质点的速度一定大小相等、方向相同 【答案】BC 【解析】试题分析:由实线到虚线波峰,传播的距离为四分之三个波长,由机械波的周期性,所以有由于0<t 2-t 1<T ,得周期,A 错;由,B 对;波峰为5cm ,角速度,从t 2时刻开始计时,x=1m 处的质点的振动方程为正弦图像,C 对;x=0.5m 处质点和x=2.5m 处质点由于相差半个波长,振动步调正好相反,速度大小相等,方向总相反,D 错; 考点:考查交变电流的形成点评:本题难度较小,从图像中直接能读出振幅、波长和质点的振动方向,求解本题时要注意波动图像的周期性3.一座在地球上走时准确的摆钟,到某行星上后,分针走一圈经历的实际时间是3小时,已知该行星的半径是地球半径的1/4,则该行星上的第一宇宙速度应为地球上的第一宇宙速度的( ) A .2/3 B .3/2C .1/6D .6【答案】C 【解析】根据公式和可得C 正确。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第六节光的偏振》同步练习试卷【2】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.下列说法正确的是( )A.某一声波从空气射入水中,其声波的波长将变大B.机械波与电磁波都可在真空中传播C.机械波在介质中传播一个周期的时间内,波上的质点沿波的传播方向平移一个波长D.电磁波和机械波都能发生干涉、衍射现象和多普勒效应,但都不能发生偏振现象【答案】A【解析】试题分析:声波从空气射入水中,频率不变,速度变大,根据,可得波长变大,所以A 正确;电磁波可以在真空中传播,机械波的传播需要介质,故不能在真空中传播,所以B错误;机械波在介质中传播的过程中,质点不会随波迁移,所以C错误;偏振现象是横波特有的性质,故D错误。
考点:本题考查机械波、电磁波2.a、b两束不同频率的光分别照射同一双缝干涉装置,在距双缝恒定距离的屏上用照相底片感光得到如图所示的干涉图样,其中图甲是a光照射时形成的,图乙是b光照射时形成的。
则关于a,b两束光,下述正确的是A.a光光子的能量较大B.在水中a光子传播的速度较大C.若用a光照射某金属时不能打出光电子,但用b光照射该金属时一定能打出光电D.若a光是氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时产生的,则b光可能是氢原子从n=3的能级向n=2的能级跃迁时产生的【答案】B【解析】试题分析:A、根据双缝干涉相邻条纹间距公式△x=可得在其它条件不变的情况下,相干光的波长越大,条纹间距越大,由题图可知a光的波长大于b光的波长;根据光在真空中的传播速度C=λγ,故a光的频率小于b光的频率,而光子的能量E=hγ,即频率越大光子的能量越大,故a光光子的能量较小,故A错误.B、由于对于同一种介质,频率越小,折射率越小,故a光的折射率小于b光的折射率,根据n=可知a光在水中的传播速度较大,故B正确.C、每种金属都具有极限频率,只有入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应,用a光照射某金属时不能打出光电子说明a光的频率小于金属的极限频率,但不能确定b光的频率是否大于金属的极限频率,故C错误.D、由A分析可知a光的能量小于b光的能量,故D错误。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第六节光的偏振》课后练习试卷【2】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.下面关于多普勒效应的说法中正确的是().A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了B.发生多普勒效应时,观测者接收的频率发生了变化C.向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳,这种现象就是多普勒效应D.不仅机械波有多普勒效应,其他的波也都有此效应【答案】BCD【解析】多普勒效应是所有波都能发生的效应,是波源和观测者的相对位置发生变化时观测者所测的波的频率发生变化的现象,而波源的频率并没有发生变化,故A错,B、D选项正确,当汽车驶来时,因汽车的汽笛声的频率相对观测者的频率变大,故特别刺耳,C选项正确.2.如图为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图,波速为2m/s,则( )A.质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向B.P点振幅比Q点振幅小C.经过△t=4s,质点P将向右移动8mD.经过△t=4s,质点Q通过的路程是0.4m【答案】AD【解析】试题分析:根据“上、下坡”法,P 质点振动方向向下,A 正确;各质点振幅相同,B 错误;波传播过程中,质点并不随波迁移,C 错误;波的周期为,Q 点经过2个周期运动的路程为,选项AD 正确,故选AD考点:考查波动图像点评:本题难度较小,掌握在一个周期内通过的位移为4A ,半个周期通过的路程为2A 3.在弹簧振子的小球上安置记录笔,当小球振动时便可在匀速移动的纸带上画出振动图像。
下图是两个弹簧振子在各自纸带上画出的曲线,若纸带N 1和纸带N 2移动的速度v 1和v 2的关系为v 2=2v 1,则纸带N 1、N 2上曲线所代表的振动的周期T 1和T 2的关系为( )A .T 2=T 1B .T 2=2T 1C .T 2=T 1/2D .T 2=T 1/4【答案】D 【解析】试题分析:从图中可以看出,因为,根据公式可得,D 正确;考点:考查了横波图像点评:做本题的关键是从图中看出两列波的波长,然后根据周期,波长,波速关系即可解得; 4.(4分)利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第六节光的偏振》课后练习试卷【5】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.两列简谐波沿x轴传播,传播速度的大小相等,其中一列沿x轴正方向传播,图中实线所示。
一列波沿x负方向传播,图中虚线所示。
这两列波的频率相等,振动方向均沿y轴,振幅为5cm,则()A.图中 x=2m处的质点,振动加强B.x轴上两波叠加的区域内,相邻的振动最强的点相距4mC.图中x=4m处的质点在一个周期内走过的路程为20cmD.图示时刻,x=0.5m处的质点处于平衡位置向y轴正方向振动【答案】 B【解析】试题分析: 图中 x=2m处的质点,是波峰和波谷的相遇点,振动最弱的点,故A错;图中x=6m处的质点,是波峰和波谷的相遇点,也是振动最弱的点,两个相邻最弱的点相距4m,所以相邻的振动最强的点相距也是4m,故B正确;两列波图中x=4m处的质点振动方向都向上,所以是振动最强的点,其振幅是10cm,在一个周期内走过的路程为40cm,故C错;图示时刻,两列波在x=0.5m处的质点振动方面都向y轴负方向振动,所以其振动方向也是向y 轴负方向振动,故D错。
考点:波的干涉现象;波的叠加2.做简谐运动的振子每次通过同一位置时,相同的物理量是().A.速度B.加速度C.位移D.动能【答案】BCD【解析】振子通过同一位置时,位移、加速度的大小和方向都相同,速度的大小相同,但方向不一定相同,因此B、C、D正确.3.如图所示,在质量为的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为()的A 、B 两物体,箱子放在水平地面上。
平衡后剪断A 、B 间细线,此后A 将做简谐振动。
当A 运动到最高点时,木箱对地面的压力为( )A 、B 、C 、D 、【答案】A 【解析】试题分析:平衡后剪断A 、B 间细线,A 将做简谐振动,在平衡位置,有kx 1=mg ,在平衡之前的初位置,有kx 2=2mg ,故振幅为A=x 2-x 1=,根据简谐运动的对称性,到达最高点时,弹簧处于原长,故此时木箱只受重力和支持力,二力平衡,故支持力等于重力Mg ,A 正确,B 、C 、D 错误.考点:牛顿第二定律,简谐振动,胡克定律4.一列简谐波沿x 轴正方向传播,t=0时波形如图所示,已知在0.6s 末,A 点恰好第四次(图中为第一次)出现在波峰,则下列说法正确的是( )A .波的周期是0.2sB .波传播到P 点需要1.5sC .P 点开始振动时速度方向是向上的D .P 点在0.35s 末第一次出现在波谷底部 【答案】AD 【解析】试题分析:由A 点的振动特点可知周期T=0.2s ,选项A 正确;波长为0.02m ,波长为,因此波传播到P 点需要的时间为0.03m/0.1=0.3s ,选项B 错误;2cm 处的质点起振方向向下,因此P 点的起振方向也向下,选项C 错误;在1.5cm 处的波谷传播到P 点需要的时间为0.35s ,选项D 正确;故选AD 考点:考查波动图像点评:本题难度较小,在波的传播中,波先传播到某一点,某一点再开始振动 5.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是 A .波速B .波长C .频率D .振幅【解析】试题分析:波的传播频率和振源有关,和传递介质无关,故频率不变,即周期不变,C 正确;波在不同的传播介质中,传播速度不同,A 错误;根据公式可得波长发生变化,B 错误;不同介质的中传播振动振幅是不同的,D 错误 选C考点:波的传播点评:波从一种介质传向另一种介质时,频率不发生变化6.有A 、B 两个音叉,在同一段时间内A 音叉振动了50次,B 音叉振动了60次。
第13章第6节
基础夯实
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.关于自然光和偏振光,以下说法正确的是(B)
A.自然光包含着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.晚上月亮光是自然光
解析:光源发出的光,沿着各个方向振动的光的强度都相同的光,叫做自然光。
沿某个特定方向振动的光叫做偏振光,故A错B对。
偏振光不能通过偏振片还原为自然光,C错;月亮光是偏振光,D错。
2.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(D)
A.MN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
解析:MP间为自然光,PN间为偏振光,故A、B错;PQ间亮度不变,光屏上亮度逐渐变暗,故C错D正确。
3.在拍摄日落时水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是(A) A.减弱反射光,从而使景物的像清晰
B.增强反射光,从而使景物的像清晰
C.增强透射光,从而使景物的像清晰
D.减弱透射光,从而使景物的像清晰
解析:由于反射光的干扰,景物的像常常比较模糊,装上偏振片的目的是减弱反射光,
且透振方向与反射光的振动方向垂直,但不能增强透射光。
4.如图所示,一束自然光通过起偏器照射到光屏上,则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)(ABD)
解析:自然光通过起偏器后成为偏振光,当偏振光的振动方向与起偏器的透振方向平行时能够通过,否则不能通过,所以A、B、D正确。
5.关于波动,下列说法正确的是(BD)
A.各种波均会发生偏振现象
B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹
C.声波传播过程中,介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D.已知地震波的纵波波速大于横波波速,此性质可用于横波的预警
解析:只有横波才能发生偏振现象,A错;白光是复色光,做单缝衍射和双缝干涉均能看到彩色条纹,B对;波在传播过程中的传播速度与介质运动速度是两回事,二者没有可比性,C错;在同一介质中,纵波传播速度大于横波的传播速度,D正确。
二、非选择题
6.将手电筒射出的光照到平面镜上,发生反射后,再用偏振片观察反射光,发现旋转偏振片时有什么现象?说明什么?
答案:当旋转偏振片时,观察到旋转偏振片时亮度变化,说明反射光是偏振光。
7.如图所示,杨氏双缝实验中,下述情况能否看到干涉条纹?简单说明理由。
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P。
(2)在(1)情况下,再加P1、P2,P1与P2透射光方向垂直。
答案:(1)能。
到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的,它们满足相干条件,能看到干涉条纹,且由于线偏振片很薄,对路程差的影响可忽略,干涉条纹的位置与间距和没有P 时基本一致,只是强度由于偏振片的吸收作用而减弱。
(2)不能。
由于从P1、P2射出的光方向相互垂直,不满足干涉条件,故光屏E被均匀照亮,但无干涉现象。
能力提升
一、选择题(1题为单选题,2~4题为多选题)
1.光的偏振现象说明光是横波,下列现象中不能反映光的偏振特性的是(D)
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
解析:通过手指的缝隙观察日光灯,看到彩色条纹是光的衍射现象。
其余各项均是光的偏振现象,故选D。
2.“假奶粉事件”曾经闹得沸沸扬扬,奶粉的碳水化合物(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,从而鉴定糖量。
偏振光通过糖水溶液后,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的测量值与标度值相比较,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,最后将被测样品P置于A、B 之间,则下列说法中正确的是(ACD)
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处光强度最大,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处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α
解析:A、B之间不放糖溶液时,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间放糖溶液时,由于溶液的旋光作用,使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度,到达O处的光强会明显减弱;但当B转过一个角度,恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时,O处光强又为最强,故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度;因为A、B的偏振方向一致,故转动偏振片A也可以。
故选ACD。
3.如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2。
现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直。
在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是(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以入射光线为轴旋转90°角,透射光束2消失
解析:自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,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与纸面垂直,折射光的透振方向与纸面平行,因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时,因垂直于纸面无光;反射光束1消失,A正确,B,C均错误;偏振片转动90°,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,D正确。
4.如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置,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(AC)
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
解析: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。
二、非选择题
5.一束光由真空入射到平面玻璃上,当其折射角为30°时,反射光恰好发生完全偏振(反射光线与折射光线垂直),由此可以计算出玻璃的折射率是多少?此时的入射角称为起偏角,也叫布儒斯特角,试求折射率为n的介质的布儒斯特角的通用表达式。
答案:3θ1=arctan n
解析:光由空气进入玻璃,光路图如图所示,根据折射定律可得n=
sinθ1
,而θ1+θ2=90°
sinθ2
=cotθ2
所以n=sinθ1
sinθ2
由题意知θ2=30°
n=cot30°= 3
所求的布儒斯特角为θ1,所以由n=sinθ1
=tanθ1
sinθ2
可得表达式为θ1=arctan n。