山东省寿光中学2019-2020学年鲁科版选修3-4：5.4激光与全息照相 跟踪训练（含解析）

5.4激光与全息照相
1．光纤是在日常生活中广泛应用的技术．我们将激光信号通入光纤中，通过全反射传递信息．激光相比于普通光最大的优势在于它的相干性好，因此我们可以进行调制．关于激光和光导纤维的说法正确的是（
）
A．光导纤维内芯折射率小于外层折射率
B．一束光导纤维同时刻只能传输某一个频率的光信号
C．使用普通的自然光也可以进行调制
D．调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振
2．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
3．关于激光的应用问题,下列说法中正确的是
A．全息照相是利用激光平行度非常好的特点
B．利用强激光产生的高压使得可控核聚变成为可能
C．用激光束来切割或焊接浪硬的材料是利用激光平行度好的特点
D．“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光有相干性的特点
4．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除关于激光下列说法正确的是　　
A．单色性差
B．方向性差
C．高能量
D．没有波动性
5．关于激光，下列说法不正确的是　　
A．激光在自然界中普遍存在
B．激光是相干光
C．激光的平行度好
D．激光的亮度高
6．下列说法正确的是____
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的折射的结果，这一现象叫做光的色散
B．激光测距是应用了激光平行性好的特点
C．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理
D．在双缝干涉实验中要使条纹变宽，唯一的办法是将入射光由绿光变为红光
E.、两种光从相同的介质入射到真空中，若光的频率大于光的频率，则逐渐增大入射角，光先发生全反射
7．2018年央视春节晚会大量使用激光，为观众提供了一场视觉盛宴．下列关于光的应用说法正确的是________
A．光学镜头的增透膜是利用光的衍射原理
B．全息照相主要是利用激光的相干性好的特点
C．光的偏振现象说明了光是一种横波
D．用透明的标准平面样板检查平面的平整度是利用光的偏振
E.
光导纤维传递信息是利用了光的全反射
8．下列关于激光的特点和应用，说法正确的是　　
A．激光可以发生干涉，且平行度好
B．激光不能像无线电波那样用来传递信息
C．VCD、CD机是用激光来读取信息的
D．医学上用激光“光刀”来切开皮肤，这是利用激光的高能特性
9．下列说法正确的有(　　)
A．某种光学介质对另一种光学介质的相对折射率可能小于1
B．英国物理学家托马斯·杨发现了光的干涉现象
C．激光和自然光都是偏振光
D．麦克斯韦用实验证明了光是一种电磁波
E.爱因斯坦认为真空中光速在不同惯性系中相同
10．纳米技术是跨世纪的新技术，将激光束的宽度集中到纳米范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把诸如癌症等彻底根除在上述技术中，人们主要利用了激光的　　
A．单色性
B．单向性
C．亮度高
D．粒子性
11．（题文）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
12．激光产生于________.
参考答案
1．D
【解析】
根据全反射的条件可知，光导纤维内芯折射率大于外层折射率，选项A错误；一束光导纤维同时刻能传输不同频率的光信号，选项B错误；自然光中各种频率的光都有，不可以进行调制，选项C错误；调制激光信号就是按照要求改变激光的频率、振幅、相位和偏振，选项D正确.
2．D
【解析】
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．
3．B
【解析】
全息照相是利用光的干涉原理；激光具有平行度好，亮度高等特点；故可用来进行光纤通信及雷达测距等；激光具有普通光所不具有的特点，可概括为三好（单色性好、相干性好、平行度好）一高（亮度高）．
【详解】
全息照相利用了激光相干性好的特性，是光的干涉现象，故A错误；由于激光的频率较高，能量较高，所以人工控制核聚变的一个可能实现途径是利用强激光产生的高温高压引起核聚变，故B正确；用激光束来切割或焊接较硬的材料是利用激光能量高的特点，故C错误；“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光平行度好的特点，故D错误；故选B。
【点睛】
掌握激光的特性及用途，理解全息照相的工作原理．熟记激光的特点：单色性好、相干性好、平行度好、亮度高．
4．C
【解析】
激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线；激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀；另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”，所以选项C符合题意．
故选C.
【点睛】
激光的发射原理及产生过程的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的特点：即三好（单色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）．激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，激光照射到月球上形成的光斑直径仅有1公里左右．而普通光源发出的光射向四面八方，为了将普通光沿某个方向集中起来常使用聚光装置，但即便是最好的探照灯，如将其光投射到月球上，光斑直径将扩大到1000公里以上．
激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀．另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”．
5．A
【解析】
激光是人造光，自然界没有，激光具有三大特点，平行度好、亮度高、是相干光；故A错误，符合题意，BCD均正确，不符合题意．
故选A
.
【点睛】
本题考查了激光的特性，关键是记住其特点：平行度好、亮度高、是相干光．
6．ABE
【解析】
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的折射的结果，这一现象叫做光的色散，选项A正确；
B．激光测距是应用了激光平行性好的特点，选项B正确；
C．光导纤维传送图像信息利用了光的全反射原理，选项C错误；
D．在双缝干涉实验中要使条纹变宽，根据可知，因红光波长较绿光较大，则可将入射光由绿光变为红光，同时也可以增加双缝到干涉屏的距离以及缩小双缝间距，选项D错误；
E．a、b两种光从相同的介质入射到真空中，若a光的频率大于b光的频率，则a光的折射率大于b光的折射率，根据sinC=1/n可知，a光的临界角较小，则逐渐增大入射角，
a光先发生全反射，选项E正确．
7．BCE
【解析】
光学镜头的增透膜是利用光的干涉原理，故A错；激光的相干性比较好，所以全息照相主要是利用激光的相干性好的特点，故B对；只有横波才有偏振现象，所以光的偏振现象说明了光是一种横波，故C对；用透明的标准平面样板检查平面的平整度是利用光的干涉原理，故D错；光在纤维中传播发生全发射，由近到远传播信号，所以光导纤维传递信息是利用了光的全反射，故E对；
故选BCE
8．ACD
【解析】
A．激光具有三大特点，平行度好、亮度高、是相干光；故激光可以发生干涉现象；故A正确．
B．激光具有电磁波的一切性质，可以用来传递信息；故B错误．
C．激光的平行度好，故VCD、CD机是用激光来读取信息的；故C正确．
D．医学上用激光“光刀”来切开皮肤，这是利用激光的高能特性；故D正确．
故选ACD．
【点睛】
激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”．
9．ABE
【解析】
A.
相对折射率是两种介质的折射率的比值，可能小于1，可能等于1，也可以大于1.故A正确；
B.
杨氏双缝干涉实验证明光能够发生干涉现象，而只有波才能发生干涉现象，故该实验证明了光具有波动性．故B正确；
C.
自然光沿各个方向的振动都有，不是偏振光．故C错误；
D.
麦克斯韦提出了电磁理论，并预言了电磁波的存在，并提出光是一种电磁波，赫兹用实验证明光是一种电磁波．故D错误；
E.
爱因斯坦在相对论中认为真空中光速在不同惯性系中相同．故E正确．
故选ABE
点睛：相对折射率是两种介质的折射率的比值；杨氏双缝干涉实验证明光能够发生干涉现象；自然光不是偏振光；麦克斯韦提出了电磁理论，并预言了电磁波的存在，并提出光是一种电磁波．真空中光速在不同惯性系中相同．
10．BC
【解析】
激光束的发散角很小，几乎是一平行的光线，激光束的方向性好这一特性在医学上的应用主要是激光能量能在空间高度集中，从而可将激光束制成激光手术刀另外，由几何光学可知，平行性越好的光束经聚焦得到的焦斑尺寸越小，再加之激光单色性好，经聚焦后无色散像差，使光斑尺寸进一步缩小，可达微米级以下，甚至可用作切割细胞或分子的精细的“手术刀”所以AD错误，BC正确。故选BC．
【点睛】
激光是光的一种，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”．它的亮度约为太阳光的100亿倍；激光应用很广泛．由此分析即可．
11．AB
【解析】
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.
12．从原子中发出的
【解析】
[1]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．
【点睛】
激光是原子受激辐射产生的，激光具有强度大、方向性好、单色性好、相干性好等特点．