4.6 光的偏振 激光（知识解读）-2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019选择性必修第一册）

4.6 光的偏振 激光（知识解读）（原卷版） •知识点1 偏振、光的偏振 •知识点2 激光的特点及其应用 •作业 巩固训练 知识点1 偏振、光的偏振 1、偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这种现象称为“偏振现象”，横波的振动方向称为“偏振方向”。 2、光的偏振 （1）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，只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫作“透振方向”。 （2）自然光和偏振光 ①自然光：太阳、日光灯等普通光源发出的光，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，这种光是“自然光”。 ②偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。 （3）光的偏振现象说明光是一种横波。 【典例1-1】用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片，照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是（　　） A．白炽灯发出的光是纵波 B．偏振片起到起偏的作用 C．光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行 D．将偏振片以光传播方向为轴转过，光束Ⅲ将消失 【典例1-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹，是光的衍射现象 B．阳光下肥皂膜上的呈彩色条纹，是光的干涉现象 C．光的偏振说明光是横波 D．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹，是光的干涉现象 【典例1-3】光的偏振 （1）自然光：包含着在垂直于传播方向上沿 振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同； （2）偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个 的方向振动的光； （3）偏振光的形成 ①让自然光通过 形成偏振光； ②让自然光在两种介质的界面发生反射和 ，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光； （4）偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等； （5）光的偏振现象说明光是一种 波。 【变式1-1】如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。以下说法正确的是（　　） A．仅旋转偏振片P的过程中，透射光的强度一定不会发生变化 B．仅旋转偏振片Q的过程中，透射光的强度不一定会发生变化 C．同时旋转偏振片P、Q的过程中，透射光的强度一定会发生变化 D．仅旋转偏振片P或Q的过程中，透射光的强度一定会发生变化 【变式1-2】（多选）下列四幅生活情景，关于光的理论，说法正确的是（    ） A．甲图，阳光照射下肥皂泡呈现彩色，是光的干涉现象 B．乙图，立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样 C．丙图，茂密的树叶间有彩色的光环，是光的折射现象 D．丁图，偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象 【变式1-3】图是观察光的偏振现象的示意图．其中第一片偏振片A叫做起偏器，其作用是 ；第二片偏振片B叫做检偏器，其作用是 ．当B相对于A转动时，会看到透射光强度 （选填“不变”或“变化”）。 知识点2 激光的特点及其应用 1、激光和激光的产生 （1）传播方向、偏振、相位等性质完全相同的光波叫作激光。激光是相干光，激光是人工产生的光。 （2）在现代科学技术中用激光器产生激光。 2、激光的特点及应用 特点 应用 相干性强：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信 平行度好：激光的平行度非常好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度 激光测距，为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引 亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”，激发核聚变等 【典例2-1】如图所示，用红色激光对准球状水滴照射，背面放上一副白屏，就可以获得水中微生物的衍射图样，对此，下列说法正确的是（　　） A．激光是一种横波，传播时需要介质 B．激光进入水滴后波长不会发生变化 C．微生物的大小接近激光波长时，衍射现象明显 D．换绿色激光照射水滴，一定不能得到微生物的衍射图样 【典例2-2】（多选）纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除。在上述技术中，人们主要利用了激光的（    ） A．单色性 B．平行性 C．亮度高 D．粒子性 【变式2-1】近日，一段“电力局用激光炮修剪树枝”的视频在网络走红，图中机器名为便携式激光清障仪，上方的树枝经过激光照射后断裂。下列关于激光说法不正确的是（　　） A．激光是频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波 B．激光修剪树枝是利用激光亮度高、能量大的特点 C．激光测距利用了激光相干性好的特点 D．光纤通信是利用了激光能被调制，可以用来传递信息的特点 【变式2-2】（多选）下列有关激光的说法正确的是（　　） A．激光可用来传递信息 B．激光的平行度不够好 C．物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光 D．激光需要介质传播 一、单选题 1．关于下列四幅图片所对应的物理规律，说法正确的是（　　）    A．图1：在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲、丙摆长相等，先让甲摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，当各摆振动稳定时，丙摆振幅最大 B．图2：测平行玻璃砖的折射率，为减小误差，、之间的距离要适当小一些 C．图3：救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 D．图4：M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，在竖直面内将N绕水平转轴顺时针转动90°后，P上的光亮度不变 2．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A．图甲表明a光在玻璃球中的传播速度比b光在玻璃球中的传播速度小 B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹中心间距离将增大 C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整 D．图丁中若只旋转M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化 3．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A．图甲中a光和b光分别经过同一个单缝发生衍射时，b光中央亮条纹更宽 B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将增大 C．图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整 D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化 4．物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．如图甲，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的 B．如图乙，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的 C．如图丙，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光产生了多普勒效应 D．如图丁，立体电影利用了光的干涉现象 5．能说明光是横波的现象是（　　） A．全反射 B．激光的干涉 C．光的偏振 D．光的直线传播 6．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．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤水面反射光，这说明光波是横波 B．肥皂膜看起来常常是彩色的，这是因为光的衍射 C．早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹是由于光的衍射现象 D．立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样 7．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，关于光学现象下列说法正确的是（    ） A．3D电影技术利用了光的全反射现象 B．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 C．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是纵波 D．晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的衍射现象 8．下列选项正确的是（　　） A．可利用激光亮度高的特点来进行精确测距 B．激光与自然光相比，自然光更容易发生干涉现象 C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片 D．通过转动加装在相机镜头前的偏振滤光片，可使照片中水下和玻璃后的景象清晰 二、多选题 9．下列说法正确的是（    ） A．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 B．利用自然光也可以拍摄全息照片 C．全息照相过程中，只有一部分光照射到底片上 D．全息照相过程中，有两部分光照射到底片上 10．关于下列四幅图所涉及的光学知识中，说法正确的是（　　） A．图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象 B．图乙医用内窥镜利用光的全反射现象 C．图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野 D．图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的 11．光纤是在日常生活中广泛应用的技术。我们将激光信号通入光纤中，通过全反射传递信息。激光相比于普通光最大的优势在于它的相干性好，因此我们可以进行调制。关于激光和光导纤维的说法正确的是（　　） A．光导纤维内芯折射率大于外层折射率 B．一束光导纤维同时刻只能传输某一个频率的光信号 C．使用普通的自然光也可以进行调制 D．调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振 12．同学们学习了光的知识后对神奇的光现象产生了更加浓厚的兴趣。关于光现象的理解，下列说法正确的是（　　） A．雨后天空出现彩虹是因为有一部分光发生了全反射 B．光导纤维内芯材料的折射率应比外套材料的折射率大 C．光的偏振证明了光是一种纵波 D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象 三、填空题 13．利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度，这一角度称为“旋光角”，的值与糖溶液的浓度有关。将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，O处为光屏，被测样品P置于A、B之间。测量步骤如下： （1）不放P时，旋转B直到O处光强最强时停止旋转； （2）A、B之间放入P，到达O处的光强会 （选填“增强”或“减弱”）； （3）将偏振片B缓慢转动，使得O处光的强度第一次达到 （选填“最弱”或“最强”），此时B转过的角度就是旋光角。 四、解答题 14．如图所示是一个3D电影厅的俯视图，在屏幕两边有两个相同的扬声器，某一刻发出的声波如图所示，其中A、B、C、D是四个观众席位。 （1）A、B、C、D四个位置中哪些席位的观众听到的声音最洪亮？请说明理由； （2）观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了什么光学原理？3D眼镜两块镜片的透振方向有什么要求？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.6 光的偏振 激光（知识解读）（解析版） •知识点1 偏振、光的偏振 •知识点2 激光的特点及其应用 •作业 巩固训练 知识点1 偏振、光的偏振 1、偏振现象：不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能不同，这种现象称为“偏振现象”，横波的振动方向称为“偏振方向”。 2、光的偏振 （1）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，只有沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，这个方向叫作“透振方向”。 （2）自然光和偏振光 ①自然光：太阳、日光灯等普通光源发出的光，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，这种光是“自然光”。 ②偏振光：在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。 （3）光的偏振现象说明光是一种横波。 【典例1-1】用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片，照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确的是（　　） A．白炽灯发出的光是纵波 B．偏振片起到起偏的作用 C．光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行 D．将偏振片以光传播方向为轴转过，光束Ⅲ将消失 【答案】C 【详解】A．白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、Q照到光屏上，不能说明白炽灯的光是纵波，A错误； B．当白炽灯光经偏振片P后就成为偏振光，又经与P平行的偏振片Q照到光屏上，所以偏振片Q起到检偏的作用，B错误； C．光束Ⅱ中的光是经偏振片P透射来的，所以光束Ⅱ中光振动方向与透振方向平行，C正确； D．将偏振片P以光传播方向为轴转过，光束Ⅲ将会减弱，D错误。 故选C。 【典例1-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹，是光的衍射现象 B．阳光下肥皂膜上的呈彩色条纹，是光的干涉现象 C．光的偏振说明光是横波 D．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹，是光的干涉现象 【答案】BC 【详解】A．太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹，是光的色散现象，故A错误； B．阳光下肥皂膜上的呈彩色条纹，是光的干涉现象，故B正确； C．光的偏振说明光是横波，故C正确； D．眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹，是光的衍射现象，故D错误。 故选BC。 【典例1-3】光的偏振 （1）自然光：包含着在垂直于传播方向上沿 振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同； （2）偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个 的方向振动的光； （3）偏振光的形成 ①让自然光通过 形成偏振光； ②让自然光在两种介质的界面发生反射和 ，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光； （4）偏振光的应用：加偏振滤光片的照相机镜头、液晶显示器、立体电影、消除车灯眩光等； （5）光的偏振现象说明光是一种 波。 【答案】 一切方向 特定 偏振片 折射 横 【详解】（1）[1]自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。 （2）[2]偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光。 （3）[3]让自然光通过偏振片形成偏振光。 [4]让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光。 （4）[5]光的偏振现象说明光是一种横波。 【变式1-1】如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。以下说法正确的是（　　） A．仅旋转偏振片P的过程中，透射光的强度一定不会发生变化 B．仅旋转偏振片Q的过程中，透射光的强度不一定会发生变化 C．同时旋转偏振片P、Q的过程中，透射光的强度一定会发生变化 D．仅旋转偏振片P或Q的过程中，透射光的强度一定会发生变化 【答案】D 【详解】ABD.白炽灯发出的光为自然光，当通过偏振片P后变成偏振光，旋转偏振片P或Q时，通过P的偏振光的振动方向和Q的偏振方向不平行时，透射光的强度就会发生变化，故AB错误，D正确； C.同时旋转偏振片P、Q的过程中，可能P、Q还是相互平行，透射光的强度不会发生变化，故C错误。 故选D。 【变式1-2】（多选）下列四幅生活情景，关于光的理论，说法正确的是（    ） A．甲图，阳光照射下肥皂泡呈现彩色，是光的干涉现象 B．乙图，立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样 C．丙图，茂密的树叶间有彩色的光环，是光的折射现象 D．丁图，偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象 【答案】AD 【详解】A．甲图，阳光照射下肥皂泡呈现彩色，是光的干涉现象，故A正确； B．乙图，立体电影的原理的偏振现象，照相机镜头表面涂上增透膜的原理是干涉现象，故B错误； C．丙图，茂密的树叶间有彩色的光环，是光的衍射现象，故C错误； D．丁图，偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象，故D正确。 故选AD。 【变式1-3】图是观察光的偏振现象的示意图．其中第一片偏振片A叫做起偏器，其作用是 ；第二片偏振片B叫做检偏器，其作用是 ．当B相对于A转动时，会看到透射光强度 （选填“不变”或“变化”）。 【答案】 把自然光变成偏振光 检验光是否是偏振光 变化 【详解】[1]偏振器的作用是把自然光变成偏振光； [2]检偏器的作用是检验光是否是偏振光； [3]因为有部分光被阻挡，所以会看到透射光强度发生变化。 知识点2 激光的特点及其应用 1、激光和激光的产生 （1）传播方向、偏振、相位等性质完全相同的光波叫作激光。激光是相干光，激光是人工产生的光。 （2）在现代科学技术中用激光器产生激光。 2、激光的特点及应用 特点 应用 相干性强：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性 光纤通信 平行度好：激光的平行度非常好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度 激光测距，为枪械、火炮、导弹等武器提供目标指引 亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量 用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”，激发核聚变等 【典例2-1】如图所示，用红色激光对准球状水滴照射，背面放上一副白屏，就可以获得水中微生物的衍射图样，对此，下列说法正确的是（　　） A．激光是一种横波，传播时需要介质 B．激光进入水滴后波长不会发生变化 C．微生物的大小接近激光波长时，衍射现象明显 D．换绿色激光照射水滴，一定不能得到微生物的衍射图样 【答案】C 【详解】A．激光属于电磁波，是一种横波，传播时不需要介质，A错误； B．激光进入水滴后，频率不变，光速变小，根据公式 则波长减小，B错误； C．当障碍物的大小小于等于光的波长时，会发生明显的衍射，故微生物的大小接近激光波长时，衍射现象明显，C正确； D．绿色激光的波长小于红色激光的波长，但如果微生物的大小小于等于绿光的波长，也能发生明显的衍射，也能得到微生物的衍射图样，D错误； 故选C。 【典例2-2】（多选）纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除。在上述技术中，人们主要利用了激光的（    ） A．单色性 B．平行性 C．亮度高 D．粒子性 【答案】BC 【详解】A．单色性说明激光的频率范围窄，几乎无色差，A错误； B．平行性很好，说明激光传播很远的距离仍能保持很好的强度，B正确； C．亮度高说明激光能在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，C正确； D．粒子性说明激光具有能量和动量，D错误； 故选BC。 【变式2-1】近日，一段“电力局用激光炮修剪树枝”的视频在网络走红，图中机器名为便携式激光清障仪，上方的树枝经过激光照射后断裂。下列关于激光说法不正确的是（　　） A．激光是频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波 B．激光修剪树枝是利用激光亮度高、能量大的特点 C．激光测距利用了激光相干性好的特点 D．光纤通信是利用了激光能被调制，可以用来传递信息的特点 【答案】C 【详解】A．激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，是人工产生的相干光，具有高度的相干性，故A正确； B．激光修剪树枝是利用激光亮度高、能量大的特点，故B正确； C．激光测距利用激光测量很远目标的距离是应用了激光平行度好的特点，故C错误； D．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号来进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 【变式2-2】（多选）下列有关激光的说法正确的是（　　） A．激光可用来传递信息 B．激光的平行度不够好 C．物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光 D．激光需要介质传播 【答案】AC 【详解】A．激光可用来传递信息，A正确； B．激光的平行度非常好，B错误； C．物理学家梅曼率先在实验室制造出了激光，C正确； D．激光不需要介质传播，D错误。 故选AC。 一、单选题 1．关于下列四幅图片所对应的物理规律，说法正确的是（　　）    A．图1：在一根张紧的绳上挂着四个单摆，甲、丙摆长相等，先让甲摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，当各摆振动稳定时，丙摆振幅最大 B．图2：测平行玻璃砖的折射率，为减小误差，、之间的距离要适当小一些 C．图3：救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 D．图4：M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，在竖直面内将N绕水平转轴顺时针转动90°后，P上的光亮度不变 【答案】A 【详解】A．让甲摆先振动起来其它摆做受迫振动，由于甲、丙摆长相等，则外界驱动力的频率与丙摆的固有频率相等，丙摆发生共振，可知，当各摆振动稳定时，丙摆振幅最大，故A正确； B．测平行玻璃砖的折射率，为了便于精准确定入射光的方向，减小误差，、之间的距离要适当大一些，故B错误； C．根据多普勒效应的规律，救护车向右运动的过程中，与A相互靠近，与B相互远离，则A听到的频率大于警笛发出的频率，而B听到的频率小于警笛发出的频率，即A听到警笛声的频率大于B听到警笛声的频率，故C错误； D．光是横波，M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，在竖直面内将N绕水平转轴顺时针转动90°后，P上的光亮度逐渐变弱，故D错误。 故选A。 2．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A．图甲表明a光在玻璃球中的传播速度比b光在玻璃球中的传播速度小 B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹中心间距离将增大 C．图丙中若得到如图所示明暗相间条纹说明被检测工件表面不平整 D．图丁中若只旋转M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化 【答案】C 【详解】A．根据图像可知，b光偏折角度大，故b光的折射率大，根据可知，b光在玻璃球中传播速度小，故A错误； B．由于条纹间距，可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹中心间距离将减小，故B错误； C．被检测件的上表面和样板件的下表面间的空气膜，形成一个空气劈，从空气劈上下表面反射的光线发生薄膜干涉，若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，否则工件不平整，故C正确； D．自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮，若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，故D错误。 故选C。 3．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A．图甲中a光和b光分别经过同一个单缝发生衍射时，b光中央亮条纹更宽 B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将增大 C．图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整 D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度不发生变化 【答案】C 【详解】A．图甲中可知b光的偏折程度较大，可知b光折射率较大，b光频率较大，波长较短，则a光和b光分别经过同一个单缝发生衍射时，a光衍射比较明显，则a光中央亮条纹更宽，选项A错误； B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，根据 可知，相邻亮条纹间距离将减小，选项B错误； C．图丙中若得到明暗相间平行等距条纹说明待测工件表面平整，选项C正确； D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度会发生变化，选项D错误。 故选C。 4．物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A．如图甲，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的 B．如图乙，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的 C．如图丙，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光产生了多普勒效应 D．如图丁，立体电影利用了光的干涉现象 【答案】B 【详解】A．如图甲，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的干涉产生的，故A错误； B．如图乙，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的，故B正确； C．如图丙，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光波长较长，容易发生明显的衍射，故C错误； D．如图丁，立体电影就利用了光的偏振现象，故D错误。 故选B。 5．能说明光是横波的现象是（　　） A．全反射 B．激光的干涉 C．光的偏振 D．光的直线传播 【答案】C 【详解】光能发生干涉、全反射和光的直线传播现象，说明光是一种波，具有波动性；只有光的偏振可证明光是横波。 故选C。 6．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．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤水面反射光，这说明光波是横波 B．肥皂膜看起来常常是彩色的，这是因为光的衍射 C．早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹是由于光的衍射现象 D．立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样 【答案】A 【详解】A．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤水面反射光，这说明光波是横波，选项A正确； B．肥皂膜看起来常常是彩色的，这是因为光的干涉，选项B错误； C．早上阳光斜射穿过玻璃窗户出现彩色条纹是由于光的折射引起的色散现象，选项C错误； D．立体电影的原理是光的偏振，照相机镜头表面涂上增透膜的原理是光的干涉，选项D错误。 故选A。 7．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，关于光学现象下列说法正确的是（    ） A．3D电影技术利用了光的全反射现象 B．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 C．拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是纵波 D．晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的衍射现象 【答案】B 【详解】A．3D电影技术利用了光的偏振现象，故A错误； B．条纹间距，红光的波长较大，则条纹间距较宽，故B正确； C．偏振滤光片能过滤掉水面反射光，说明光是横波，故C错误； D．路面温度高，空气受热膨胀为不均匀介质，看远处时，光发生全反射现象，看起来特别明亮，故D错误。 故选B。 8．下列选项正确的是（　　） A．可利用激光亮度高的特点来进行精确测距 B．激光与自然光相比，自然光更容易发生干涉现象 C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片 D．通过转动加装在相机镜头前的偏振滤光片，可使照片中水下和玻璃后的景象清晰 【答案】D 【详解】A．可利用激光平行度高的特点来进行精确测距。故A错误； B．激光与自然光相比相干性好，更容易发生干涉现象。故B错误； C．观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片。故C错误； D．通过转动加装在相机镜头前的偏振滤光片，可使照片中水下和玻璃后的景象清晰。故D正确。 故选D。 二、多选题 9．下列说法正确的是（    ） A．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 B．利用自然光也可以拍摄全息照片 C．全息照相过程中，只有一部分光照射到底片上 D．全息照相过程中，有两部分光照射到底片上 【答案】AD 【详解】自然光不是相干光，因此不能用来拍摄全息照片。全息照相过程中，要把激光分成两部分照射到底片上发生干涉，从而形成全息照片。 故选AD。 10．关于下列四幅图所涉及的光学知识中，说法正确的是（　　） A．图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象 B．图乙医用内窥镜利用光的全反射现象 C．图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野 D．图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的 【答案】ABC 【详解】A．图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象，故A正确； B．图乙医用内窥镜利用光的全反射现象，故B正确； C．图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野，故C正确； D．图丁泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的，故D错误。 故选ABC。 11．光纤是在日常生活中广泛应用的技术。我们将激光信号通入光纤中，通过全反射传递信息。激光相比于普通光最大的优势在于它的相干性好，因此我们可以进行调制。关于激光和光导纤维的说法正确的是（　　） A．光导纤维内芯折射率大于外层折射率 B．一束光导纤维同时刻只能传输某一个频率的光信号 C．使用普通的自然光也可以进行调制 D．调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振 【答案】AD 【详解】A.根据全反射的条件可知，光导纤维内芯折射率大于外层折射率，故A正确； B.一束光导纤维同时刻能传输不同频率的光信号，故B错误； C.自然光中各种频率的光都有，不可以进行调制，故C错误； D.调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振，故D正确。 故选AD。 12．同学们学习了光的知识后对神奇的光现象产生了更加浓厚的兴趣。关于光现象的理解，下列说法正确的是（　　） A．雨后天空出现彩虹是因为有一部分光发生了全反射 B．光导纤维内芯材料的折射率应比外套材料的折射率大 C．光的偏振证明了光是一种纵波 D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象 【答案】BD 【详解】A．雨后天空出现彩虹是因为阳光以一定的角度照射在水滴上发生折射和反射而形成的，因为不同颜色的光折射率不同，就出现了色散现象，故A错误； B．光导纤维内芯材料的折射率应比外套材料的折射率大才能够让光在光纤里发生全反射，故B正确； C．光的偏振证明了光是一种横波，故C错误； D．光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射，衍射效应使得障碍物后空间的光强分布既区别于几何光学给出的光强分布，又区别于光波自由传播时的光强分布，衍射光强有了一种重新分布。衍射使得一切几何影界失去了明锐的边缘。所以光刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象，选项D正确。 故选BD。 三、填空题 13．利用旋光仪这种仪器可以用来测量糖溶液的浓度，从而测定含糖量。其原理是：偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度，这一角度称为“旋光角”，的值与糖溶液的浓度有关。将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，O处为光屏，被测样品P置于A、B之间。测量步骤如下： （1）不放P时，旋转B直到O处光强最强时停止旋转； （2）A、B之间放入P，到达O处的光强会 （选填“增强”或“减弱”）； （3）将偏振片B缓慢转动，使得O处光的强度第一次达到 （选填“最弱”或“最强”），此时B转过的角度就是旋光角。 【答案】 减弱 最强 【详解】（2）[1] 未加糖水时，AB透振方向平行，透射光最强，偏振光通过糖的水溶液后，若迎着射来的光线看，偏振方向会以传播方向为轴线，旋转一个角度θ，所以通过糖水后的光的偏振方向与B的透振方向有一夹角θ，不再平行，到达O处光的强度会明显减弱。 （3）[2] 将偏振片B缓慢转动，使得O处光的强度第一次达到最大通过糖水后的光的偏振方向与B的透振方向再次平行，此时B转过的角度就是旋光角。 四、解答题 14．如图所示是一个3D电影厅的俯视图，在屏幕两边有两个相同的扬声器，某一刻发出的声波如图所示，其中A、B、C、D是四个观众席位。 （1）A、B、C、D四个位置中哪些席位的观众听到的声音最洪亮？请说明理由； （2）观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了什么光学原理？3D眼镜两块镜片的透振方向有什么要求？ 【答案】（1）A、C位置最洪亮，见解析；（2）光的偏振，相互垂直 【详解】（1）A、C位置最洪亮，原因是根据图像可知A、C位置处波分别是谷谷叠加与峰峰叠加，相位差为0，振动加强，B、D位置处波均为峰谷叠加，相位差为π，振动减弱。 （2）观看3D电影需要配戴专用的3D眼镜，这是利用了光的偏振，为了看到立体的图像，且两只眼睛看到的分别是不同角度拍摄的图像，则为了使彼此不影响，3D眼镜两块镜片的透振方向透振方向需要相互垂直。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$