光的偏振、激光【四大题型】（解析版）-2024-2025学年人教版高二物理选择性必修第一册专项复习

光的偏振激光【见大题型】

＞题型梳理

目录

知识点1:偏振、光的偏振........................................................................1

【题型1偏振现象】............................................................................2

知识点2:偏振现象的应用........................................................................5

【题型2偏振现象的应用】......................................................................6

知识点3:激光的特点及其应用....................................................................8

【题型3激光的特点及应用】....................................................................8

【题型4光现象的辨析】.......................................................................11

►举一反三

知识点1：偏振、光的偏振

一、偏振

1、定义：波分为纵波和横波。在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。在横波中，各

点的振动方向总与波的传播方向垂直。不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个

现象称为“偏振现象”。横波的振动方向称为“偏振方向”。

2、横波独有的特征

偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。

二、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能顺利通过偏

振片，偏振方向与这个方向垂直的光波不能通过，这个方向叫作“透振方向”。

2＞观察光的偏振

（1）取一个偏振片尸，让阳光或灯光通过偏振片尸，与偏振片透振方向相同的光能通过偏振片，如图甲所

z]\O

（2）在偏振片尸的后面再放置另一个偏振片0,以光的传播方向为轴旋转偏振片。，当偏振片0与尸的透

振方向平行时，穿过。的光最强，如图乙所示。

（3）当Q与P的透振方向垂直时，光不能透过0,如图丙所示。

3、偏振光的产生方式

（1）让自然光通过偏振片即可产生偏振光。

（2）自然光在玻璃、水面等表面反射或折射时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也

有变化。

【题型1偏振现象】

【例1】（24-25高二上・江苏南通・月考）用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯。发出的光通过两个

透振方向平行的偏振片尸，。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n中光振动方向与透振方向平行

D.将偏振片尸以光传播方向为轴转过45。，光束ni将消失

【答案】c

【解析】A.白炽灯的光通过两个透振方向平行的偏振片P、0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尸后就成为偏振光，又经与尸平行的偏振片。照到光屏上，所以偏振片。起到检

偏的作用，B错误；

C.光束II中的光是经偏振片尸透射来的，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45。，光束III将会减弱，D错误。

故选C。

【变式1-1］（23-24高二下•河北张家口•期中）如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片尸和。，以光的传

播方向为轴旋转偏振片尸和。，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

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。的过程中，透射光的强度不一定会发生变化

C.同时旋转偏振片尸、。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。的过程中，透射光的强度一定会发生变化

【答案】D

【解析】ABD.白炽灯发出的光为自然光，当通过偏振片尸后变成偏振光，旋转偏振片尸或。时，通过P的

偏振光的振动方向和0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.同时旋转偏振片尸、0的过程中，可能P、0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]（24-25高二上•全国•单元测试）有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷

起来，放进空心的透明圆筒内，中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”，如图甲所示。当圆筒中的

小球从2端滚向/端，居然穿过了“挡板”，如图乙所示。则（）

A.该魔术说明光是纵波

B.该魔术对观众的观察角度有要求

C.只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术

D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式有要求

【答案】D

【解析】A.光的偏振现象说明光是横波，A错误；

B.任何角度的光都会发生偏振现象，不同角度的观众看到的现象相同，该魔术对观众的观察角度无要求,

B错误；

CD.当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时，偏振光可以全部通过偏振片，当偏振片偏振方向与偏振光

的方向垂直时，偏振光不能通过偏振片，则在中间区域放两片偏振方向互相垂直的卷起来的偏振片时，自

然光不能通过，形成黑影，看起来就像一道墙，一片偏振片无法完成实验，C错误，D正确。

故选D。

【变式1-3]（24-25高二上•上海•随堂练习）当以入射光线为轴转动偏振片时，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（）

①观察电灯和烛焰时，透射光的强弱随偏振片的旋转而变化

②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

③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

④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

A.①③B.①④

C.②③D.②④

【答案】D

【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，①错误，②正确；月球和黑板反射的光已经是偏振光，它通过偏振片透射过来的光

线和强弱都会随偏振片的旋转发生变化，③错误，④正确。

故选D。

知识点2：偏振现象的应用

一、相机的偏振滤光片

在拍摄水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物的照片时，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，就可使反射来的偏振光不能进入照相机

内，从而可驶来拍出清晰的照片。

二、在汽车挡风玻璃上安装偏振片

在夜间行车时，迎面开来汽车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，就可以解决这

一问题。

三、立体电影

在拍摄立体电影时，用两个摄影机分别拍下同一物体的两个画面，放映时把两个画面同时放映在银幕

上。在放映时，有两个放映机，每个放映机镜头前放一个偏振片，两个偏振片的透振方向相互垂直，观众

戴上用偏振片制成的眼镜，银幕上的两个画面分别通过两只眼睛观看，在人的脑海中就形成立体化的影像。

【题型2偏振现象的应用】

【例2】（23-24高二下•广东潮州•期末）近视眼镜上可以镀一层增透膜，利用光的干涉来减少光线的反射,

提高镜面清晰度。下列现象原理与上述相同的是（）

A.弯曲的水流可以导光B.用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像

C.阳光下的肥皂薄膜呈现彩色D.白光通过三棱镜，出现色散现象

【答案】C

【解析】A.弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故A错误;

B.用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像利用的光的偏振现象，故B错误；

C.阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象，故C正确；

D.白光通过三棱镜，出现色散现象是因为光发生了折射现象，故D错误。

故选Co

【变式2-1］（2024•江苏扬州•二模）观看立体电影时要戴偏振片制成的眼镜，眼镜左右镜片透振方向的夹

角是（）

A.0°B.30°C.60°D.90°

【答案】D

【解析】观看立体电影时要戴偏振片制成的眼镜，由于左右两个放映窗口前的偏转片的透振方向互相垂直,

因而产生的两束偏振光的偏转方向也互相垂直，这两束偏振光投射到银幕上再反射到观众，两束光的偏转

方向仍然垂直，所以眼镜左右镜片透振方向的夹角是90。。

故选D。

【变式2-2］（多选）（24-25高三上•广西•开学考试）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„

【变式2-3］（多选）（24-25高二上•全国•单元测试）夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照

得睁不开眼睛，严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同

时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与对面车灯发出的光的振动方向垂直，但还要能看清自

己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，下列措施可行的

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.前窗玻璃和前灯玻璃的透振方向都是竖直的

C.前窗玻璃和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°

D.前窗玻璃和前灯玻璃的透振方向都是斜向左上45°

【答案】CD

【解析】A.若前窗玻璃的透振方向竖直、前灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的照射到物体上反射的光

将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，所以不可行，故A错误；

B.若前窗玻璃与前灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯发出的光仍能透过前窗玻璃照得司机睁不开眼睛，

所以不可行，故B错误；

CD.若前窗玻璃和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45。，则对面车灯发出的光无法透振进本车车窗内，

但自己车灯发出的光经物体反射后却可以透振进本车车窗内，本车司机能看清自己车灯发出的光所照亮的

物体，也不会被照得峥不开眼，C可行；同理，D可行，故CD正确。

故选CD„

知识点3：激光的特点及其应用

一、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。

二、激光的特点及应用

特点应用原理

激光的频率比无线电波高很多，它所能携带的信息量比无

相干性好光纤通信

线电波大

对准目标发射激光脉冲，测量发射脉冲和接收到反射脉冲

激光测距、激光雷达

的时间间隔，可精确求出发射点与目标之间的距离

平行度好

利用激光可以在光盘上刻录密度很高的信息，也可以利用

激光读写（DVD机、光盘、光驱）

激光从DVD机或计算机的光盘上读出记录的信息

亮度高激光加工、激光手术、激光武器可在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量

【题型3激光的特点及应用】

【例3】（多选）（24-25高二上•全国•课后作业）激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法正确

的是（）

A.激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小

区域内产生极高的温度

B.激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息

C.能用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响

D.能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好、方向性好

【答案】ABD

【解析】A.激光的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度,

所以可以用来控制核聚变，故A正确；

B.激光能像无线电波那样被调制，用来传递信息，故B正确；

C.能用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好、能量高，故C错误；

D.能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光平行度好、方向性好，在传播很远距离后还可以保

持一定的强度，故D正确。

故选ABD。

【变式3-1]（24-25高二上•全国・单元测试）2023年诺贝尔物理学奖授予了三位杰出的科学家，以表彰他

们在阿秒激光技术领域的卓越贡献。下列关于激光的说法正确的是（）

A.激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物

B.激光是由自然界中某种物质直接发光产生的

C.激光束很容易给坚硬的材料打孔，是因为激光的平行度好

D.激光能够比较精确地测量地球与月球之间的距离，是因为激光的亮度高

【答案】A

【解析】A.激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，故A正确；

B.激光是人造光，自然界中无法直接产生，故B错误；

C.激光束很容易给坚硬的材料打孔，是因为激光的亮度高、强度大、能量集中，故C错误；

D.激光能够比较精确地测量地球与月球之间的距离，是因为激光的平行度好，故D错误；

故选Ao

【变式3-2]（23-24高一下•重庆沙坪坝•期末）关于激光的描述，下列说法正确的是（）

A.激光是纵波，不能发生偏振现象

B.激光在光导纤维中传递信息要比在真空中快

C.激光不能像无线电波那样用来传递信息

D.激光检查物体表面平整度利用了光的干涉原理

【答案】D

【解析】A.激光是横波，能够发生偏振现象，故A错误；

B.折射率与光速关系有

n=—

v

可知，激光在光导纤维中传递信息要比在真空中慢，故B错误;

C.激光是一种电磁波，能够像无线电波那样用来传递信息，故C错误;

D.激光检查物体表面平整度是薄膜干涉现象，利用了光的干涉原理，故D正确。

故选D。

【变式3-3］（23-24高二下•广东佛山•期末）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（）

r

微生物的

衍射图样

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

【解析】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

v

2

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。

【题型4光现象的辨析】

【例4】（22-23高二下•辽宁沈阳•期中）关于光现象及应用，下列说法正确的是（）

A.摄影师拍摄水中的游鱼时，常常在镜头前加装一块偏振镜，偏振镜旋转到合适角度时，经过水面的

反射光通过偏振镜时减弱，拍摄效果较好

B.由于光的折射现象，空中的水鸟看到水里的鱼的像比实际位置偏高，而水里的鱼看到空中的水鸟的

像比实际位置偏低

C.雨后天空出现的彩虹，阳光下肥皂泡表面有彩色花纹，都是光的干涉引起的

D.在光的双缝干涉实验中，其他条件不变，双缝间距越小，观察到屏上条纹间距越小

E.高性能相机镜头表面镀了一层透光的膜，看起来有颜色，这是由光的偏振现象引起的

【答案】A

【解析】A.经过水面的反射光是偏振光，当偏振片方向与反射光的偏振方向垂直时，可知减弱反射光，拍

摄效果较好，故A正确；

B.由于光的折射现象，空中的水鸟看到水里的鱼的像比实际位置偏高，而水里的鱼看到空中的水鸟的像比

实际位置偏高，故B错误；

C.雨后天空出现的彩虹，是光的折射和全反射引起的，阳光下肥皂泡表面有彩色花纹，是光的干涉引起的,

故c错误；

D.根据双缝干涉条纹间距公式

Ax=-2

d

可知在光的双缝干涉实验中，其他条件不变，双缝间距越小，观察到屏上条纹间距越大，故D错误；

E.高性能相机镜头表面镀了一层透光的膜，光线经过膜的表面和镜头表面的反射光发生干涉，看起来有颜

色，这是由光的干涉现象引起的，故E错误。

故选Ao

【变式4-1］（23-24高二下•北京海淀•期末）关于光现象，下列说法正确的是（）

A.为了增加光的透射，通常在摄像机的镜头表面镀一层特定厚度的薄膜，这是利用了光的干涉

B.光照射到不透明圆盘后，在圆盘阴影中心出现一个亮斑，这是光的偏振现象

C.在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，银幕上的图像才清晰，这副眼镜利用了光的全反射

D.用光导纤维传输载有声音、图像以及各种数字信号的信息，这是利用了光的衍射

【答案】A

【解析】A.为了增加光的透射，通常在摄像机的镜头表面镀一层特定厚度的薄膜，这是薄膜干涉现象，利

用了光的干涉，故A正确；

B.光照射到不透明圆盘后，在圆盘阴影中心出现一个亮斑，这是光的衍射现象，故B错误；

C.在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，银幕上的图像才清晰，这副眼镜利用了光的偏振，故C错

误；

D.用光导纤维传输载有声音、图像以及各种数字信号的信息，这是利用了光的全反射，故D错误。

故选Ao

【变式4-2］（23-24高三上•山东潍坊・期末）如图所示，关于下列光现象说法正确的是（）

A.图甲是双缝干涉原理图，若只增大挡扳上两个狭缝跖、5间的距离d,两相邻亮条纹间距离将增大

B.图乙中光能在光导纤维内通过全反射进行传播，是因为光导纤维内芯的折射率比外套小

C.图丙中肥皂膜上