5.4 光的偏振（重难点专练）物理鲁科版选择性必修第一册

**基本信息** 以偏振现象概念为基础，通过两类题型系统覆盖原理理解与生活应用，强化物理观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |题型01 偏振现象|5题（含偏振片作用、光源偏振特性等）|侧重基本概念辨析与实验分析|从偏振现象定义→偏振片透振方向→自然光与偏振光区别→光的横波性质，形成概念链| |题型02 偏振现象的应用|4题（含3D电影、偏振片应用等）|聚焦生活场景中的原理应用|从原理到摄影、汽车、3D电影、液晶显示的应用拓展，体现理论联系实际|

第4节 光的偏振（题型突破） 题型01 偏振现象 题型02 偏振现象的应用 ▌题型01 偏振现象 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，沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，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”。 (2)自然光和偏振光 ①自然光:太阳以及日光灯、发光二极管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:通过偏振片的光波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。 1.用如图所示装置研究偏振现象，P1、P2是两块完全相同的圆形偏振片，A、B为观测点，A、B和两块偏振片的中心共线，且偏振片与AB连线垂直，两偏振片可绕AB连线转动，下列说法正确的是(　　) A.固定P1，转动P2，则A、B处光强均发生变化 B.固定P2，转动P1，则A、B处光强均不发生变化 C.同时转动P1和P2，A处光强不变，B处光强可能变化 D.同时转动P1和P2，A、B处光强均发生变化 答案　C 解析　自然光沿着各个方向振动的光波强度均相同，故无论是否转动P1，A处光强不变，故A、D错误;若转动P1，固定P2，当两偏振片的狭缝平行时，B处光强最大，当狭缝垂直时，B处光强最小，则B处光强发生变化，故B错误;同时转动P1和P2，当两偏振片的狭缝平行时，B处光强最大，当狭缝垂直时，B处光强最小，故B处光强可能变化，故C正确。 2.关于自然光和偏振光，下列观点正确的是(　　) A.自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能 B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光 C.自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光 D.自然光和偏振光都能使感光底片感光 答案　D 解析　振动沿各个方向均匀分布的光是自然光，而振动沿着特定方向的光是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉和衍射现象，所以A错误;光的偏振现象并不罕见，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，所以B错误;光的颜色由光的频率决定，与光的振动方向无关，所以C错误;自然光和偏振光都具有能量，都能使感光底片感光，所以D正确。 3.(多选)当以入射光线的方向为轴转动偏振片时，通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑板，看到现象有何不同(　　) A.观察电灯和烛焰时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 B.观察电灯和烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 C.观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 D.观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 答案　BD 解析　通过偏振片去观察电灯、烛焰时，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，但光的强弱没有改变;月球和黑板反射的光是偏振光，它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变化，故B、D正确，A、C错误。 4.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车的司机照射得睁不开眼睛，影响行车安全，若将汽车前灯玻璃和汽车前窗玻璃都改用偏振玻璃，使双方司机都看不见对方耀眼的灯光，但能看清自己车灯发出的光所照亮的物体，则所有的汽车前窗玻璃、前灯玻璃的透振方向应该是(　　) A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向也是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，前灯玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45° 答案　D 解析　如果每辆汽车的前灯玻璃和前窗玻璃都改为偏振玻璃，并使它们的透振方向都跟水平方向成45°，就可以解决这个问题。这时，从对面车灯射来的偏振光，由于振动方向跟前窗玻璃上的透振方向垂直，所以不会射进司机眼里;而从自己车灯射出去的偏振光，由于振动方向跟自己前窗玻璃上的透振方向相同，所以司机仍能看清自己车灯照亮的路面和物体，故D正确。 5.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? 答案　(1)明显减弱　(2)见解析 解析　(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处光强度最大。 ▌题型02 偏振现象的应用 偏振现象的应用 1.摄影技术中的应用:由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景像会不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。 2.偏振片在汽车挡风玻璃上的应用:在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决问题。 3.立体电影:立体电影也是利用了光的偏振原理。 4.电子表的液晶显示屏:在两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，特别是偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，从而显示数字的形状。 1.立体电影（3D电影），观看3D电影时，需要戴上一种偏光3D眼镜，此时能给人一种立体感。下列说法中正确的是(　　) A.不戴3D眼镜，看到的电影画面也很清晰，只是没有立体感 B.用3D眼镜观看3D电影应用了光的偏振现象 C.观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能是一样的 D.戴上3D眼镜观看3D电影时，左右两眼看到的画面是一模一样的 答案　B 解析　A．3D立体电影是用两台摄像机从不同角度拍同一个画面拍摄出来的，因此如果只是裸视看这样的电影，画面是重的，看到的电影画面不清晰，A错误；B．3D眼镜本质上是一种偏光眼镜，通过调节透振方向，左眼只能看左像，右眼只能看右像，通过双眼的汇聚功能将左右像叠加在眼底，由大脑产生三维视觉效果，因此用3D眼镜观看3D电影应用了光的偏振现象，B正确；C．根据上述可知3D眼镜本质上是一种偏光眼镜，因此观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能不一样，C错误；D．3D眼镜是靠左右眼看到不一样的图像形成双目视差，所以左右两眼看到的画面不一样，D错误。故选B。 2.如图，立体电影放映时，左右两台放映机前各有一个偏振片，偏振片上画出的水平线条和竖直线条表示透振方向。下列图中画出的观众立体眼镜镜片透振方向正确的是(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　由图可知左边的放映机前的偏振片透振方向是水平方向，观众立体左边眼镜镜片透振方向应该是水平方向；右边的放映机前的偏振片透振方向是竖直方向，观众立体右边眼镜镜片透振方向应该是竖直方向，故选C。 3.如图所示，由照相机拍摄的两组照片，甲图无法看清车内景物，乙图调整镜头后拍摄可以看清车内景物。关于该现象，下列说法正确的是(　　) A.照相机镜头前加的是滤光片 B.照相机镜头前加的是增透膜 C.照相机镜头前加的是偏振片 D.照相机镜头前加的是增反膜 答案　C 解析　该现象的原理是：汽车玻璃表面的反射光是偏振光，甲图中玻璃反射的强光（眩光）盖过了车内景物的光线，因此无法看清车内景物。A．滤光片仅用于过滤特定波长的光，无法消除玻璃的反射眩光，A错误。B．增透膜是镜头本身用来增加整体透光率的薄膜，不能消除玻璃表面的反射眩光，B错误。C．偏振片可以阻挡玻璃反射的偏振光，滤除反射眩光后，就能看清车内景物，符合题意，C正确。D．增反膜的作用是增强反射，更无法看清车内，D错误。故选 C。 4.(多选)某同学研究液晶显示器的结构时发现，显示器的表面有一层偏光膜，如果将偏光膜撕下，显示器就不能正常显示画面，变得纯白一片，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.若转动偏振片观察屏幕，则画面亮度的变化不明显 B.若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化 C.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面 D.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜仍看到纯白的画面 答案　BC 解析　AB．同学看到的光是偏振光，若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化，故A错误，B正确；CD．液晶显示器发出的光为偏振光，这种偏振光人眼无法直接识别，偏光膜的作用是将这种偏振光转换为我们可以看到的彩色画面，故若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面，故C正确，D错误。故选BC。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 光的偏振（题型突破） 题型01 偏振现象 题型02 偏振现象的应用 ▌题型01 偏振现象 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，沿着这个方向振动的光波才能顺利通过偏振片，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”。 (2)自然光和偏振光 ①自然光:太阳以及日光灯、发光二极管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:通过偏振片的光波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。 1.用如图所示装置研究偏振现象，P1、P2是两块完全相同的圆形偏振片，A、B为观测点，A、B和两块偏振片的中心共线，且偏振片与AB连线垂直，两偏振片可绕AB连线转动，下列说法正确的是(　　) A.固定P1，转动P2，则A、B处光强均发生变化 B.固定P2，转动P1，则A、B处光强均不发生变化 C.同时转动P1和P2，A处光强不变，B处光强可能变化 D.同时转动P1和P2，A、B处光强均发生变化 2.关于自然光和偏振光，下列观点正确的是(　　) A.自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能 B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光 C.自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光 D.自然光和偏振光都能使感光底片感光 3.(多选)当以入射光线的方向为轴转动偏振片时，通过偏振片观察电灯、烛焰、月球、反光的黑板，看到现象有何不同(　　) A.观察电灯和烛焰时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 B.观察电灯和烛焰时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 C.观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化 D.观察月球和反光的黑板时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化 4.夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车的司机照射得睁不开眼睛，影响行车安全，若将汽车前灯玻璃和汽车前窗玻璃都改用偏振玻璃，使双方司机都看不见对方耀眼的灯光，但能看清自己车灯发出的光所照亮的物体，则所有的汽车前窗玻璃、前灯玻璃的透振方向应该是(　　) A.前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向是水平的 B.前窗玻璃的透振方向是竖直的，前灯玻璃的透振方向也是竖直的 C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，前灯玻璃的透振方向是斜向左上45° D.前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45° 5.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? ▌题型02 偏振现象的应用 偏振现象的应用 1.摄影技术中的应用:由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景像会不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。 2.偏振片在汽车挡风玻璃上的应用:在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决问题。 3.立体电影:立体电影也是利用了光的偏振原理。 4.电子表的液晶显示屏:在两块透振方向互相垂直的偏振片当中插进一个液晶盒，液晶具有各向异性的属性，特别是偏振光经过液晶时，其振动方向会旋转90°，利用这种特性控制光通过或不通过，从而显示数字的形状。 1. 立体电影（3D电影），观看3D电影时，需要戴上一种偏光3D眼镜，此时能给人一种立体感。下列说法中 正确的是(　　) A.不戴3D眼镜，看到的电影画面也很清晰，只是没有立体感 B.用3D眼镜观看3D电影应用了光的偏振现象 C.观看3D电影所用的3D眼镜与普通眼镜的功能是一样的 D.戴上3D眼镜观看3D电影时，左右两眼看到的画面是一模一样的 2.如图，立体电影放映时，左右两台放映机前各有一个偏振片，偏振片上画出的水平线条和竖直线条表示透振方向。下列图中画出的观众立体眼镜镜片透振方向正确的是(　　) A. B. C. D. 3.如图所示，由照相机拍摄的两组照片，甲图无法看清车内景物，乙图调整镜头后拍摄可以看清车内景物。关于该现象，下列说法正确的是(　　) A.照相机镜头前加的是滤光片 B.照相机镜头前加的是增透膜 C.照相机镜头前加的是偏振片 D.照相机镜头前加的是增反膜 4.(多选)某同学研究液晶显示器的结构时发现，显示器的表面有一层偏光膜，如果将偏光膜撕下，显示器就不能正常显示画面，变得纯白一片，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.若转动偏振片观察屏幕，则画面亮度的变化不明显 B.若转动偏振片观察屏幕，则画面出现明、暗交替的变化 C.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜能看到正常的画面 D.若用撕下的偏光膜做成眼镜，则戴上该眼镜仍看到纯白的画面 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $