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2025年大学物理（光的偏振实验）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共30分）
答题要求：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。请将正确答案的序号填在括号内。
1. 在光的偏振实验中，关于起偏器和检偏器，以下说法正确的是（ ）
A. 起偏器只能产生线偏振光，检偏器不能产生线偏振光
B. 起偏器和检偏器都能产生线偏振光
C. 起偏器能将自然光变成线偏振光，检偏器用于检测光的偏振状态
D. 起偏器和检偏器功能相同，只是名称不同
2. 一束自然光通过一个偏振片后，出射光的强度变为原来的（ ）
A. 1/2 B. 1/3 C. 1/4 D. 不变
3. 当线偏振光的振动方向与检偏器的偏振化方向夹角为45°时，透过检偏器的光强与原光强之比为（ ）
A. 1/2 B. 1/√2 C. 1/4 D. 0
4. 以下哪种方法不能产生偏振光（ ）
A. 利用反射和折射 B. 利用双折射晶体
C. 利用散射 D. 利用平面镜反射
5. 光的偏振现象表明（ ）
A. 光是纵波 B. 光是横波
C. 光具有粒子性 D. 光具有波动性
6. 若要使一束线偏振光的振动方向旋转90°，可采用（ ）
A. 一个偏振片 B. 两个相互平行的偏振片
C. 两个相互垂直的偏振片 D. 一个半波片

第II卷（非选择题，共70分）
7. （10分）简述光的偏振现象在日常生活中的两个应用实例，并简要说明原理。

8. （15分）在光的偏振实验中，如何通过实验测量某一线偏振光的振动方向？请写出实验步骤。

9. （15分）一束自然光垂直入射到由两个偏振片P1和P2组成的偏振光系统中，P1的偏振化方向与P2的偏振化方向夹角为θ。已知自然光的光强为I0，求透过该系统后的光强I。

10. （15分）材料：在研究光的偏振特性时，实验人员发现当用某种特殊材料制成的薄片插入两偏振片之间时，可以观察到光强的变化。这种薄片具有双折射现象，能使光分解为o光和e光，且o光和e光在薄片中的传播速度不同，从而导致它们通过第二个偏振片后的光强不同。
问题：请解释为什么这种薄片插入两偏振片之间会导致光强变化？

11. （15分）材料：在光通信领域，光的偏振特性有着重要应用。例如，在光纤通信中，光信号在光纤中传输时会发生偏振态的变化。如果不加以控制，这种偏振态的变化可能会影响光信号的传输质量。为了解决这个问题，人们采用了各种偏振控制技术，如使用偏振控制器等。
问题：请说明偏振态变化对光信号传输质量产生影响的原因，并简述偏振控制器的作用原理。

答案：1. C 2. A 3. A 4. D 5. B 6. D 7. 实例一：偏光太阳镜。原理：自然光经过偏光镜片后，只有振动方向与镜片偏振化方向一致得光才能通过，从而减少反射光和散射光，使眼睛免受强光干扰。实例二：液晶显示器。液晶分子具有偏振特性，通过控制液晶分子的排列方向，可以改变光的偏振状态，从而实现图像显示。8. 实验步骤：将待测线偏振光垂直入射到检偏器上，旋转检偏器，观察透过检偏器的光强变化。当光强最大时，检偏器的偏振化方向即为待测线偏振光的振动方向。9. I = I0cos²θ/2 10. 薄片使光分解为o光和e光，它们在薄片中传播速度不同，导致相位差不同。通过第二个偏振片后，o光和e光的叠加情况不同，从而使光强发生变化。11. 偏振态变化会使光信号的电场矢量方向改变，可能导致接收端无法正确解调信号，影响传输质量。偏振控制器通过调整光信号在光纤中的偏振态，使其保持稳定，确保光信号的正确传输。