5.5激光与全息照相 同步训练（Word版含答案）

5.5激光与全息照相
一、选择题（共14题）
1．激光可以用来进行精确的测距，激光测距雷达就是一种可以用来测距的装置，它是利用了激光的什么特点（　　）
A．激光具有高度的相干性 B．激光的平行度非常好
C．激光的亮度高 D．激光的单色性好
2．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，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，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，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，如下措施中可行的是
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车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，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
3．2020年11月13日，中国首艘万米深潜器“奋斗者号”深潜至地球最深处的马里亚纳海沟，科研人员通过光缆、卫星，借助激光、无线电波等来传输信号，实现即时通讯和电视直播。下列说法正确的是（　　）
A．无线电波是横波，激光是纵波
B．无线电波在海水中无法传播，只能借助光缆来传输信号
C．电视直播过程中发射和接收的无线电波是可以通过振荡电路产生的
D．激光是偏振光，只有在其振动方向与偏振片的透振方向平行时才能通过偏振片
4．华中科技大学建规学院等多家单位联合打造的2022年XR新春光影秀在千古名楼黄鹤楼上演。光影秀是介于实景与电影之间的一种新的光影艺术，下列有关光现象说法正确的是（　　）
A．光影秀使用的激光方向性好，所以激光不能发生衍射现象
B．斜放在装有水的玻璃杯里的吸管看起来像折断了一样，这是光的折射现象
C．立体电影原理和眼镜镜片表面涂上的增透膜的原理一样
D．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由于光的衍射形成的
5．2018年诺贝尔物理学奖授予美国学者ArthurAshkin、法国学者GerardMourou、加拿大学者DonnaStrickland（女），以表彰他们在激光物理领域的突破性发明。关于激光，下列说法正确的是（　　）
A．激光不能像无线电波那样用来传递信息
B．全息照相利用了激光方向性好的特点
C．激光可以发生干涉，且平行度好
D．激光是横波，在光导纤维中传递信息要比在真空中快
6．为了提高汽车夜间行车安全，有人提出设想：将汽车的挡风玻璃和车灯罩做成偏振片，使司机只看到自己车灯的光而看不见对面车灯发出的光，从而大大降低对面的车灯造成的视线模糊.以下关于光的偏振的说法正确的是（　　）
A．只有振动方向和偏振片的透振方向一致的光才能顺利透过偏振片
B．光的偏振现象证明了光是一种机械波
C．单色光就是偏振光
D．泊松亮斑属于光的偏振现象
7．在对下列四副图形的描述说明中，说法错误的是（ ）
A．甲图是立体电影的放映与观看情景示意图，其中利用了光的偏振原理
B．乙图是电磁波的发射过程中对发射信号进行调制原理图，其中采用的是“调频”方式
C．丙图中出现明暗相间的圆环，是由光的衍射形成的
D．丁图是利用激光进行全息照相的原理示意图，其主要是利用了激光相干性好的优点
8．下列应用激光的实例中，不正确的是（ ）
A．因为激光的相干性好，所以可以用激光光源直接照射双缝做干涉实验
B．激光的亮度高，因此我们可以用激光束来切割物体，焊接金属，在硬质难熔材料上打孔，医学上用激光“刀”做切除肿瘤等外科手术．
C．激光是很好的单色光，它产生的干涉现象最清晰．利用干涉现象可以精确测定物体的长度．
D．激光的亮度高，可以用来照明
9．关于光的传播现象及应用，下列说法正确的是（　　）
A．光的偏振现象并不罕见，电子表的液晶显示就用到了偏振光
B．双筒望远镜中使用的棱镜利用了光的折射原理，与平面镜相比，它具有反射率高，失真小的优点
C．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性，这一特点正好可以用来进行精确测距
D．一束单色光从空气进入水中，波长将变短，其颜色也将发生变化，利用这一特点，工人们制作了海河岸边的景观灯
10．瑞典皇家科学院2018年10月2日宣布，将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟 阿什金、法国科学家热拉尔 穆鲁以及加拿大科学家唐娜 斯特里克兰，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献．阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子、病毒以及活细胞等物体．穆鲁和斯特里克兰发明了“啁啾（zhōu jiū）脉冲放大”技术．“啁啾”出自唐诗“到大啁啾解游飏，各自东西南北飞”，形容鸟的鸣叫．“啁啾脉冲放大”技术其原理为：将一段短脉冲在时域上展宽，然后放大，再进行压缩．此项技术已经成为高强度激光的标准，应用于众多领域．则下列关于激光的说法合理的是
A．某激光器产生超短脉冲时长为2.0×10-13s，能量为1.0J，则此激光超短脉冲的功率为5.0×1013W
B．短脉冲激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，测得在该时间段内被测物体的移动距离，从而得到被测物体的移动速度．激光测速选取的时间间隔越长，测得物体移动的瞬时速度越准确
C．“啁啾”来源于鸟鸣，意即频率变化，“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化
D．利用光学镊子捕获活体细菌时，红外激光光镊比绿色激光光镊更容易杀死活体细菌
11．激光测距雷达是一种可以用来测距的装置，激光可以用来进行精确测距是由于激光（　　）
A．具有高度的相干性 B．平行度好 C．亮度高 D．单色性好
12．拍摄全息照片时，常用激光做光源，这主要是应用激光的什么特性(　　)
A．亮度高
B．平行性好
C．单色性好
D．相干性好
13．下列有关光现象的说法正确的是 ．
A．在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的全反射现象
B．光导纤维丝内芯的折射率比外套的折射率大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
C．白光穿过玻璃砖，各单色光在玻璃砖中速度不相等，红光速度最大，紫光速度最小
D．露珠的晶莹透亮现象，是由光的全反射引起的
E．全息照相技术是应用了光的衍射．
14．下列说法正确的是（ ）
A．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
C．光导纤维由内芯和外套两部分组成，且内芯的折射率小于外套的折射率
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹的间距一定变小
E．光的偏振现象说明光是横波
二、填空题
15．光纤通信的优点是：______、______、抗干扰性好、中继距离长、保密性好。
16．激光产生于________.
17．如图所示为光纤电流传感器示意图，它用来测量高压线路中的电流。激光器发出的光经过左侧偏振元件后变成偏振光，该偏振光受到输电线中磁场作用，其偏振方向发生旋转，通过右侧偏振元件可测得最终偏振方向，由此得出高压线路中的电流大小，图中左侧偏振元件是起偏器，出射光的偏振方向与其透振方向________（选填“相同”或“不相同”），右侧偏振元件称为_______。
18．下列说法正确的是______
A．机械波波源在均匀介质中无论运动与不运动，波在介质中的传播速度均不变
B．利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量
C．红外线是不可见光，因此红外线从一种介质进入另一种介质时不遵循折射定律
D．激光是单色光，只有单色光才能产生光的干涉现象
三、综合题
19．激光是一种人造光，其主要特点有哪些？
20．应用激光平行性好的特点，可以精确地测量距离。对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离，若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为，则月球到地球的距离大约是多少？
21．激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量。例如一台红宝石巨脉冲激光器，激光束的发散角只有，在垂直于激光束的平面上，平均每平方厘米面积的功率达到。激光的这一特性有哪些应用价值？请你举例说明。
22．激光是相干光源。根据激光的这个特点，可以将激光应用在哪些方面？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好，故选B。
2．D
【详解】
A.若前窗玻璃的透振方向竖直，车灯玻璃的透振方向水平的话，从车灯发出的照射到物体上反射的光线将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，A错误；
B.若前窗玻璃与车灯玻璃的透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照得司机睁不开眼，B错误；
C.若前窗玻璃透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后不能进入本车的车窗内，却可以透振进对面车窗内，C错误．
D.若使对面的车灯不进入玻璃,则车玻璃的透振方向和对面车灯的透振方向必须垂直,前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°，符合垂直条件，D正确
3．C
【详解】
A．无线电波和激光都是电磁波，都是横波，选项A错误；
B．无线电波在海水中也能传播，只是能量损失较大，借助光缆来传输信号可减小能量损失，选项B错误；
C．电视直播过程中发射和接收的无线电波是可以通过LC振荡电路产生的，选项C正确；
D．激光是偏振光，在其振动方向与偏振片的透振方向夹角增大时，透射光的强度减弱，当两个偏振片的偏振方向垂直时，透射光的强度才为零，即当其振动方向与偏振片的透振方向不平行但不垂直时也有部分光能通过偏振片，选项D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．激光是一种波，衍射是波的特有现象，故A错误；
B．斜放在装有水的玻璃杯里的吸管看起来像折断了一样，这是光在从水进入空气时发生了折射，故B正确；
C．立体电影原理是利用了光的偏振原理，眼镜镜片表面涂上的增透膜是利用了光的干涉原理，故C错误；
D．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由于肥皂膜内外光线发生干涉形成的，故D错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．计算机技术传递的是二进制数0、1，可用激光的明灭来表示0、1，所以激光可用来传递信息，故A错误；
B．激光全息照相是利用激光频率相同、相干性好的特点，进行叠加干涉而形成的，故B错误；
C．激光的三大特点：平行度好、亮度高、相干性好，故可以发生干涉现象，故C正确；
D．激光是电磁波，所以是横波，当激光在光导纤维中传递信息时，由于介质的折射率大于真空中的，所以传播速度比真空中的慢，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】
A．根据光的偏振原理可知，振动方向和偏振片的透振方向一致的光，才能顺利透过偏振片，A正确；
BC．光的偏振证明光是横波，但光是电磁波不是机械波，单色光是指单一频率（或波长）的光，偏振光是指光波的振动方向单一，两者无必然联系，BC错误；
D．泊松亮斑是光的衍射现象，D错误。
故选A。
7．B
【详解】
A．甲图是利用两个振动方向的不同进行叠加，是运用了光的偏振原理，故A正确，不符合题意；
B．乙图是电磁波的发射过程中对发射信号进行调制原理图，其中采用的是“调幅”方式，故B错误，符合题意；
C．丙图中是光照射圆盘，绕过圆盘，在屏上出现明暗相间的圆环，是由光的衍射形成的，故C正，不符合题意；
D．丁图是利用激光进行全息照相的原理示意图，满足两种频率相同的光，从而进行叠加，主要是利用了激光相干性好的优点，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】
在做双缝做干涉实验时，一般要在双缝前加一个单缝，目的是产生两列频率相同的相干波，才能观察到双缝干涉现象，而激光的相干性好，故可以用激光光源直接照射双缝做干涉实验，A正确；激光具有平行度好，亮度高等特点，医学上用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点，但不能用来照明，B正确， D错误；激光是很好的单色光，它产生的干涉现象最清晰；利用干涉现象可以精确测定物体的长度，并且精确度高，C正确．
9．A
【详解】
A．液晶材料是具有光学各向异性的，液晶层能使光线发生扭转，应用了光的偏振现象，故A正确；
B．双筒望远镜中使用的凸透镜利用了光的折射原理，而不是棱镜，故B错误；
C．激光用来进行精确测距是利用激光的平行度非常高的特点，与激光的相干性无关，故C错误；
D．光从一种介质进入另一种介质，频率不发生改变，而光的频率决定光的颜色，因而光的颜色不变，故D错误。
故选A。
10．C
【详解】
A项：由公式，故A错误；
B项：时间间隔越短，该段时间内的平均速度越接近物体的瞬时速度，所以激光测速选取的时间间隔越短，测得物体移动的瞬时速度越准确，故B错误；
C项：“啁啾”来源于鸟鸣，即鸟叫的频率变化，所以“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化，故C正确；
D项：由于红外线的能量比绿色光的能理更低，红外激光光镊比绿色激光光镊更难杀死活体细菌，故D错误．
故选C．
11．B
【详解】
激光测距雷达能够利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，传播很远的距离后仍能保持一定的强度；
故选B。
12．CD
【详解】
全息照相利用光的干涉原理，要求参考光和物光有很高的相干性，而激光符合这个要求；故选CD．
13．BCD
【详解】
A.光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉，不同色光干涉条纹的间距不同，从而形成彩色花纹，所以这是光的干涉现象，故A错误；
B.光导纤维是利用光的全反射现象制成的，根据全反射的条件可知：光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B正确；
C.玻璃对不同的色光的折射率不同，红色光的折射率最小，紫色光的折射率最大，由可知在玻璃中红光速度最大，紫光速度最小．故C正确；
D.露珠的晶莹透亮现象，是由于光的全反射形成的．故D正确；
E. 全息照相技术利用光的干涉，而激光相干性好，平行度好、可以成为全息照相的光源，故E错误．
14．BDE
【详解】
A．均匀变化的电场产生稳恒的磁场，故A错误；
B．全息照相利用了光的干涉原理，故B正确；
C．光导纤维由内芯和外套两部分组成，且内芯的折射率大于外套的折射率使发生全反射，故C错误；
D．双缝干涉中，条纹间距，由红光换成紫光后，波长变小，因此条纹间距变小，故D正确；
E．只有横波才有偏转现象，所以光的偏振现象说明光是横波，故E正确。
故选BDE。
15． 方向性好 容量大
【详解】
光纤通信的主要优点是方向性好
容量大、衰减小、抗干扰性强，载有声音、图象以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可沿着光纤传到千里之外的另一端，实现光纤通信.
16．从原子中发出的
【详解】
激光的基本原理是：自发辐射与受激辐射自发辐射是在没有任何外界作用下，激发态原子自发地从高能级向低能级跃迁，同时辐射出一光子．
17． 相同 检偏器
【详解】
使自然光先经起偏器成为线偏振光，出射光的偏振方向与其透振方向相同。
右侧偏振元件可测得最终偏振方向，所以它是检偏器。
18．AB
【详解】
机械波的传播速度只与介质有关，故机械波波源在均匀介质中无论运动与不运动，波在介质中的传播速度均不变，根据 可知，利用单摆测重力加速度实验中，小球的质量不需要测量，选项B正确；红外线虽然是不可见光，但红外线从一种介质进入另一种介质时仍遵循折射定律，选项C错误；激光具有单一频率，是自然界中相干性很好的单色光，但并不是只有单色光才能产生光的干涉现象，选项D错误；故选AB.
19．相干性好、平行度好、亮度高
【详解】
激光主要特点：相干性好、平行度好、亮度高．
20．
【详解】
光速，设从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为t，则t时间内激光所通过的路程是月地距离的2倍，因，则月球到地球的距离大约为
21．激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量，功率很大，则可以用来切割、焊接材料，或者在医学上用来切开皮肤、切除肿瘤等。
22．全息照相，光纤通信等
【详解】
可以在各种干涉仪中作为相干光源，用于长度、频率、转角等物理量的精密测量，如全息照相，用来传递信息等，光纤通信就是激光和光导纤维相结合的产物。
答案第1页，共2页