4.6 光的偏振 激光 分层作业-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

4.6 光的偏振 激光 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A．图甲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 B．如图乙，立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样 C．图丙中，手摩擦盆沿嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动现象 D．图丁中，频率越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显 2．如图，将偏振片和太阳镜的镜片平行共轴放置，让太阳光平行中心轴线照射偏振片，当绕中心轴旋转偏振片时观察到亮度发生明显变化。此现象说明（　　） A．光具有粒子性 B．该太阳镜镜片为偏振片 C．光是机械波 D．光通过偏振片前后频率发生变化 3．（多选）关于四幅图片中光学知识的应用，下列说法正确的是（　　） A．图甲中，运动员在登雪山时戴眼镜能减弱进入眼睛的紫外线的强度，利用了光的干涉 B．图乙中，真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，这种镀膜技术利用了光的衍射 C．图丙中，透过3D眼镜看电脑显示屏时，两侧镜片为透振方向相同的偏振片 D．图丁中，用激光检测抽制出的高强度纤维细丝的粗细，利用了光的衍射 4．（多选）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，关于这些现象或应用，下列说法正确的是（　　） A．光的偏振现象，说明光是横波 B．肥皂膜看起来常常是彩色的，这是因为光的衍射 C．水中的气泡看起来特别明亮是因为一部分光在界面发生了全反射的缘故 D．在磨制各种镜面或者其他精密的光学平面时，利用光的衍射检查平面的平整程度 5．原子发生受激辐射时，发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，形成激光。激光测距仪——激光雷达（发出极短时间的激光脉冲）用来测量距离可以达到很高的精度，同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道，甚至能描述目标的形状，进行识别和自动跟踪。 (1)说明激光的主要特点。 (2)1969年7月，美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中，在月球上安放了一台激光反射器，这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题。请分析这台激光反射器需要用什么光学仪器。 (3)在光的干涉实验中，为什么使用激光产生的干涉现象最清晰？ (4)激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难熔物体上打孔，是利用了激光的什么性质？ 6．强光突然照射眼睛，会使人产生短时间视觉障碍。为了避免夜间迎面驶来的汽车远光灯发出的强光带来的安全隐患，某同学做了如下设想：将汽车前灯玻璃和汽车前窗玻璃都改用偏振玻璃。这样的设想如何实现使双方司机不受对方车辆发出的强光的影响？ B层 7．光学在生活中应用广泛，下列关于图中实例的说法正确的是（　　） A．图甲中，用自然光照射透振方向互相垂直的前后两个偏振片，光屏上依然会有明亮的光 B．图乙为光的折射现象， C．图丙所示的雷达测速利用了多普勒效应 D．图丁为劈尖干涉检查平整度示意图，由条纹可以推断出P处凸起，Q处凹陷 8．（多选）光刻机是芯片制造的核心设备，我国已成功制造出28nm精度的浸润式深紫外（DUV）光刻机，同时更先进的极紫外（EUV）光刻机也在加紧研制。据悉，深紫外光在真空中的波长为。浸润式光刻机工作时会在光源和硅片之间充满超纯水（折射率）以减小波长，提高分辨率。极紫外光在真空中的波长为，且须在高真空环境中进行工作。规定分辨率提升的倍数等于浸润式深紫外光刻机的工作波长与极紫外光刻机工作波长之比，则下列说法正确的是（　　） A．对比真空，深紫外光在超纯水中的波速和频率都要降低 B．极紫外光刻机的波长更小，不易发生明显的衍射，光刻精度更高 C．深紫外光与极紫外光均为不可见光，故无法发生偏振现象 D．极紫外光刻机相较于浸润式深紫外光刻机的分辨率提升了大约10倍 9．以下哪个选项中的图样符合红光和紫光的双缝干涉图样( ) C层 10．如图所示，自然光经过两个偏振片，呈现在光屏上，偏振片B绕圆心转动且周期为T，则光屏上两个光强最小的时间间隔为（　　） A． B．T C． D． 11．物理王兴趣小组在做“测量玻璃的折射率”实验时，若从c侧观察，插入c时，应遮住a、b；插入d时，应遮住______，依据图中所标数据，可得出该玻璃的折射率为______。 12．下列说法正确的有（　　） A．光的偏振现象说明光是一种纵波 B．紫外线比红外线更容易发生衍射 C．白光下镀膜镜片看起来有颜色，是因为光发生了衍射 D．可利用多普勒效应对行驶汽车进行测速 13．（多选）下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（　　） A．图甲中是水波的多普勒效应现象，图形表示波源向x轴正方向移动 B．图乙中是光的偏振现象，这种现象表明光是纵波 C．图丙中是杨氏双缝干涉，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小 D．图丁中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 14．若起偏器与检偏器的透振方向之间的夹角为60°。 （1）假定没有吸收，则自然光光强I0通过起偏器和检偏器后，出射光强与入射光强之比是多少？ （2）在这两个偏振片之间再平行地插入另一偏振片，使它的透振方向与前两个偏振片透振方向均成30°角，试问出射光强与入射光强之比是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《 4.6 光的偏振 激光 分层作业》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 12 13 答案 C B AD AC C BD D AD 1．C 【详解】A．根据多普勒效应可知，、两人听到警笛声的频率不同，故A错误； B．立体电影原理是光的偏振现象，照相机镜头表面涂上的增透膜的原理是光的干涉现象，原理不同，故B错误； C．手摩擦盆沿嗡嗡作响，水花飞溅，水在周期性外力作用下振动，这属于受迫振动，故C正确； D．频率越大则波长越小，衍射现象越不明显，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】AC．偏振是横波特有的现象，该现象证明了光的波动性，不能说明光具有粒子性，且光本质是电磁波，不是机械波，故AC错误； B．太阳光为自然光，包含各个方向的振动；若太阳镜镜片不是偏振片，旋转前方偏振片时，透过光的亮度不会发生明显变化；只有太阳镜镜片本身也是偏振片时，两个偏振片透振方向的夹角改变，透过光的强度会随之变化，因此会观察到明显亮度变化，故B正确； D．光的频率由光源决定，光通过偏振片后频率不发生改变，故D错误。 故选B。 3．AD 【详解】A．运动员在登雪山时戴眼镜能减弱进入眼睛的紫外线的强度，利用了光的干涉，故A正确； B．真空玻璃管上采用镀膜技术增加透射光，这种镀膜技术利用了光的干涉，故B错误； C．电脑显示屏发出的偏振光没有穿过左侧镜片而穿过右侧镜片，故两侧镜片为透振方向不同的偏振片，故C错误； D．用激光检测抽制出的高强度纤维细丝的粗细，利用了光的衍射，故D正确。 故选AD。 4．AC 【详解】A．光的偏振现象是横波特有的性质，因为横波的振动方向垂直于传播方向，而纵波无法产生偏振。光能发生偏振，说明光是横波，故A正确。 B．肥皂膜呈现彩色是由于光的干涉（薄膜干涉），而非衍射。光在肥皂膜前后表面反射后发生干涉，导致某些波长的光增强或减弱，形成彩色条纹。衍射是光波绕过障碍物的现象，与此不符，故B错误。 C．水中的气泡看起来明亮，主要是因为光从水（光密介质）射向空气（光疏介质）时，在界面发生全反射，使气泡边界显得明亮，C正确。 D．磨制光学平面时，检查平整程度利用的是光的干涉现象（如等厚干涉或牛顿环），通过干涉条纹判断表面平整度，而非衍射，故D错误。 故选AC。 5．(1)高亮度，单色性好，方向性好，相干性好，平行度好 (2)全反射棱镜 (3)激光单色性好，相干性好 (4)激光高能量，且方向性好 【详解】（1）激光的主要特点是：高亮度，单色性好，方向性好，相干性好，平行度好。 （2）要想利用激光测量月地间距离，需要让从地球射向月球的激光沿原路反射回来，全反射棱镜可以做到这一点。 （3）激光单色性好，相干性好，易得到稳定的相干光源。 （4）激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难熔物体上打孔，是利用了激光高能量，且方向性好的特性。 6．见解析 【详解】将每辆汽车前灯玻璃和汽车前窗玻璃各安装上一块偏振片，并使它们的偏转方向都沿右斜上方与水平方向成。对面车辆射来的偏振光，由于振动方向跟汽车前窗玻璃上的偏振片垂直，因此不会射进司机眼睛里，而对于自己车灯射出的偏转光，由于偏振方向相同，司机仍能看清自己车灯照亮的路面和物体。 7．C 【详解】A．图甲中，自然光通过第一个偏振片后成为线偏振光，振动方向与第一个偏振片的透振方向相同。由于前后两个偏振片的透振方向互相垂直，线偏振光无法通过第二个偏振片，发生消光现象，光屏上应为暗斑，故A错误； B．由图出射端可知光的入射角小，折射角相同，光由介质射入空气，根据，可知光的折射率大，频率高，波长短，即，故B错误； C．图丙中雷达测速仪发射电磁波，波遇到运动车辆反射回来，由于多普勒效应，接收到的反射波频率会发生变化，通过测量频率变化量可以测定车速，故C正确； D．图丁为劈尖干涉检查平整度，干涉条纹是等厚线。左侧两板接触为劈尖，右侧垫有物体。处条纹向左弯曲，说明该处空气膜厚度与右侧某处相同，推断出处凹陷；处条纹向右弯曲，说明该处空气膜厚度与左侧某处相同，推断出处凸起，故D错误。 故选C。 8．BD 【详解】A．同种光在不同介质中传播时的频率不变，故A错误； B．波长越小则越不易发生衍射现象，因此会提升光刻机的光刻精度，故B正确； C．光是横波，无论频率如何均可以发生偏振，故C错误； D．由题意可知深紫外光刻机的实际工作波长，极紫外光刻机比深紫外光刻机分辨率提升的倍数，结果约等于10，故D正确。 故选BD。 9．A 10．C 11． 【解析】9．干涉条纹是平行等距明暗相间的条纹，根据 红光的波长大于紫光，可知红光的条纹间距大于紫光的条纹间距，故选项A正确； 10．根据偏振原理，偏振片B每转过半周透光强度从最小到最强，再到最小，可知光屏上两个光强最小的时间间隔为0.5T，故选C。 11．[1]若从c侧观察，插入c时，应遮住a、b；插入d时，应遮住c以及ab的像； [2]该玻璃的折射率为。 12．D 【详解】A．光的偏振现象说明光是一种横波， A错误； B．当波长与障碍物的尺寸差不多或大于障碍物的尺寸，可以发生明显的衍射现象，故对同一障碍物，波长越长越容易发生明显的衍射现象，红外线比紫外线的波长更长，则红外线更容易出现明显衍射，B错误； C．镜片上镀的膜叫做增透膜，它的厚度等于绿光在该介质中波长的四分之一，绿光经过增透膜的两个表面反射后发生干涉，振动减弱，绿光的通过率最高，反射率最低，在反射光中几乎没有绿光，所以看起来有颜色，不是光的衍射现象， C错误； D．多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者收到的频率发生了变化，据此可以利用多普勒效应进行测速，D正确。 故选D。 13．AD 【详解】A．水波的多普勒效应现象中，波源移动的前方波峰密集，后方波峰稀疏，故图甲表示波源向x轴正方向移动，故A正确； B．图乙中、是偏振片，是荧光屏，当不动缓慢转动时，荧光屏上的光的亮度将发生变化，这表明光是横波，故B错误； C．根据可知，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将增大，故C错误； D．楔形薄膜干涉中，干涉条纹间距由决定，两板间的薄片越薄，越小，干涉条纹间距越大，故D正确。 故选AD。 14．（1）；（2） 【详解】（1）由题意可知，自然光光强I0入射起偏器和检偏器后，由马吕斯定律可得出射光强为 可得出射光强与入射光强之比是 （2）在两个偏振片之间再平行地插入一偏振片，使它的透振方向与前两个偏振片透振方向均成30°角时，由马吕斯定律可得出射光强为 可得出射光强与入射光强之比是 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $