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

**基本信息** 分层清晰，从基础概念到综合应用，适配新授课分层教学，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|基础概念与现象判断|单选、多选结合简答，直接应用偏振、激光基础知识点| |B层|现象综合与实验应用|情境辨析与实验分析题，整合振动波与光现象| |C层|技术应用与定量计算|液晶显示原理分析、马吕斯定律计算，提升科学推理与应用能力|

4.6 光的偏振 激光 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，最后射到Q右侧的光屏上，P、Q可以从图示位置开始转动。下列说法正确的是（　　） A．P、Q都旋转90 °后光屏上的亮度保持不变 B．Q旋转任意角度后光屏不会变亮 C．横波无法通过P D．白炽灯光为纵波 2．下列关于四幅图片的说法中，正确的是（　　） A．如图甲所示，阳光下肥皂膜表面出现彩色的条纹，是光的衍射导致的 B．如图乙所示，玻璃砖中的气泡看起来更亮，是光的全反射导致的 C．如图丙所示，泊松亮斑是由光的干涉导致的 D．如图丁所示，经过两个偏振方向互相垂直的偏振片后，光的强度变弱，说明光是一种纵波 3．（多选）下面关于光的偏振现象的应用，说法正确的是（　　） A．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象 B．茶色眼镜利用了光的偏振现象 C．立体电影利用了光的偏振现象 D．拍摄日落时水面下的景物，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响 4．（多选）下列关于光的说法正确的是（　　） A．光是电磁波，不具有偏振性 B．阳光下的肥皂液膜呈现彩色，是光的干涉现象 C．DNA双螺旋结构的确定，借助了光的衍射现象 D．激光的相干性好，任意两束激光都能发生稳定的干涉现象 5．激光的特点是什么？请举两到三个实例来说明激光的用途。 6．如图所示是立体电影中的图片。为什么立体电影会产生如此神奇的效果？ B层 7．振动与波的现象广泛存在于日常生活中，对下列四幅图所展示的物理情景，解释正确的是（　　） A．图甲中，要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越短效果越好 B．图乙中，蝙蝠用声波定位是利用了声波的衍射原理 C．图丙中，水波从深水区向浅水区传播，可知浅水区传播速度比深水区大 D．图丁中，经过两个偏振方向互相垂直的偏振片后，光的强度变弱，说明光是一种横波 8．（多选）关于下列四幅图像中物理现象的描述，说法正确的是（　　） A．图甲是光的色散现象，出射光线a的折射率最小 B．图乙被称为“泊松亮斑”，是光通过小圆板衍射形成的图样 C．图丙是利用光的干涉来检查样板平整度，右侧小垫片厚度越大则干涉条纹越稀疏 D．图丁中P固定不动，将Q从图示位置绕水平轴在竖直面内缓慢转动90°，光屏上的亮度增加 9．奶粉的碳水化合物（糖）含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或右旋转一个角度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的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品中的含糖量，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，然后将被测样品P置于A、B之间。 （1）当被测样品P置于A、B之间后到达O处光的强度怎样变化？ （2）要想使O处光强度最大，偏振片A或B应怎样转动？ C层 10．TN模式液晶显示器上发光位置的发光原理如图所示，若图中开关闭合，两基板间的液晶分子将在板间匀强电场作用下定向排列，不再改变偏振光偏振方向，发光位置将变暗。从开关闭合到发光位置变暗的过程中（　　） A．两偏振片方向不垂直依然能工作 B．液晶分子正电中心偏向后基板 C．液晶分子所受合静电力不为零 D．液晶分子的电势能逐渐增大 11．（多选）以下光学现象正确的是（　　）   A．如图甲光导纤维中内芯的折射率大于外套 B．如图乙抽去一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变小 C．如图丙太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强 D．如图丁，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽 12．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？ 《 4.6 光的偏振 激光 分层作业》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 A B CD BC D BD B ACD 1．A 【详解】A．根据光的偏振原理，P、Q都旋转90°后光屏亮度保持不变，故A正确； B．Q旋转180°或者360°后光屏又会变亮，故B错误； C．沿透振方向的横波可以通过P，故C错误； D．电磁波是横波，光是电磁波的一种，所以白炽灯光为横波，故D错误。 故选A。 2．B 【详解】A．如图甲所示，阳光下肥皂膜表面出现彩色的条纹，是由于光的干涉产生的，故A错误； B．如图乙所示，玻璃砖中的气泡看起来更亮，是光的全反射导致的，故B正确； C．如图丙所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的，故C错误； D．如图丁所示，经过两个偏振方向互相垂直的偏振片后，光的强度变弱，说明光是一种横波，故D错误。 故选B。 3．CD 【详解】A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象。通过在镜头表面镀上一层特定厚度的薄膜，使得入射光在膜的上下表面反射后发生相消干涉，从而减少反射光、增强透射光，故A错误； B．茶色眼镜的镜片是有色镜片，主要是通过吸收部分可见光来降低进入眼睛的光强，故B错误； C．立体电影放映时，两个画面分别以不同方向的偏振光投射到银幕上，观众佩戴的眼镜左右镜片分别为不同方向的偏振片，使得每只眼睛只能看到对应的图像，从而形成立体视觉效果，故C正确； D．拍摄日落时水面下的景物时，为防止反射光影响，在镜头的前面装一个偏振片，可以减弱水面反射光的影响，让水下的景物更清晰可见，故D正确。 故选CD。 4．BC 【详解】A．光是电磁横波，具有偏振性，故A错误； B．阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象，故B正确； C．DNA双螺旋结构的发现利用了衍射图样；X射线衍射技术极大地推动了DNA结构的研究进程，富兰克林对DNA进行了X射线衍射分析并获得了高清图像，沃森和克里克利用了查戈夫关于碱基含量的研究数据，进而修正并构建了正确的DNA双螺旋结构模型，故C正确； D．激光需满足频率相同、振动方向一致等条件才能干涉，并非任意两束激光均可，故D错误。 故选BC。 5．见解析 【详解】激光具有相干性好、平行度好、波长短以及亮度高等特点。 激光方向集中，也就是平行度好，可以用来精确地测量较远的距离； 激光的亮度高，能量大，由于医学邻域，比如“激光刀”做手术； 激光的波长短，用来给细胞照相，细胞的“尺度”很小，用普通光照相，会发生明显衍射，图象不清晰，而激光波长很短，用它照相不会发生明显衍射，可以得到细胞的清晰照片。 6．见解析 【详解】立体电影是利用光的偏振现象来实现的，两台放映机同时放映着从不同角度同时拍摄的场景，并且放映机采用正好垂直的偏振光进行放映，观众所戴的眼镜左、右镜片的透振方向正好也相互垂直，只有透振方向与某束偏振光的偏振方向平行的镜片才能透过该束偏振光，这样，两只镜片分别只能透过来自两台放映机中某一台的偏振光，则观众能同时获得两束带有不同信息的光线，在脑海中便能复合成立体感很强的场景。 7．D 【详解】A．根据明显衍射条件可知，障碍物尺寸接近或小于波长时发生明显衍射，故发射台发出的信号波长越长信号波衍射越明显，即收听广播效果越好，故A错误； B．图乙中，蝙蝠用声波定位是利用了声波的反射原理，故B错误； C．由图丙可知，深水区波长大于浅水区，根据，频率不变，故浅水区传播速度比深水区小，故C错误； D．自然光经偏振片P后成为线偏振光；当Q的透振方向与P垂直时，光强显著减弱甚至为零，此为偏振现象，偏振是横波特有性质，则能说明光是一种横波，故D正确。 故选D。 8．BD 【详解】A．由图甲可知，入射角相同，而a光的折射角小，根据可知a光的折射率最大，故A错误； B．图乙为泊松亮斑，是光通过小圆板衍射形成的，故B正确； C．图丙是利用薄膜干涉来检查样板平整度，右侧小垫片厚度越小则干涉条纹越稀疏，故C错误； D．从图示位置开始转动90°的过程中，光的偏振方向与狭缝趋于平行，通过Q的光越多，光屏P上的亮度逐渐变亮，故D正确。 故选BD。 9．（1）明显减弱；（2）将A或B转动一个最小角度α，使到达B的光的偏振方向与B的透振方向一致 【详解】（1）自然光通过偏振片后得到垂直于光的传播方向与偏振片的透振方向平行的偏振光，该偏振光经被测样品后，其偏振方向发生了偏转，即相对于光的传播方向向左或向右旋转一个角度α，到达B的光的偏振方向与B的透振方向不完全一致，故O处光的强度会明显减弱。 （2）将A或B转动一个最小角度α，使到达B的光的偏振方向与B的透振方向一致，此时O处光强最大。 10．B 【详解】A．前偏振片输出水平偏振光，后偏振片初始为竖直方向（正交），无电场时液晶旋转90°使光通过；有电场时分子沿电场排列，不旋转光，光被阻挡，发光位置变暗。若两偏振片方向不垂直时，闭合开关有可能亮度不变，因此不能正常工作，故A错误； B．图中前基板接正极，后基板接负极，电场方向水平向右，则液晶分子正电中心偏向后基板，故B正确； C．分子整体电中性，正负电荷在匀强电场中受力大小相等、方向相反，合力为零，故C错误； D．从无序到沿电场力方向排列，电场力做正功，电势能减小，故D错误。 故选B。 11．ACD 【详解】A．甲光导纤维利用全反射原理，所以内芯的折射率大于外套，故A正确； B．如图乙抽去一张纸片，即空气膜的夹角减小，根据薄膜干涉的原理可知，劈尖干涉的条纹间距变大，故B错误； C．太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强，故C正确； D．根据单缝衍射原理可知，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽，故D正确。 故选ACD。 12．（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 $