山东省济南中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：5.4激光与全息照相 课时训练（含解析）

5.4激光与全息照相
1．下列关于光的应用的说法中,正确的是（
）
A．3D立体电影的放映利用了光的干涉原理
B．电子表的液晶显示应用了光的衍射原理
C．可利用激光进行室内照明
D．激光全息照相是利用了激光的相干性好的特点
2．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量。则激光器每秒发射的光子数为
A．
B．
C．
D．λPhc
3．物理知识在科学技术、生产生活中有广泛的应用，下列说法正确的是
A．医学上利用激光切除肿瘤，主要是因为激光的平行度好
B．超声波仪器使用超声波，是因为超声波容易发生衍射
C．拍摄玻璃橱窗内物品时，在相机镜头前加一偏振片可以减弱反射光，使景象清晰
D．望远镜镜头表面常常涂一层透光的膜，这是利用光的全反射现象
4．瑞典皇家科学院10月2日宣布，授予美国物理学家阿瑟阿斯金(Arthur
Ashkin)、法国物理学家热拉尔·穆鲁(Gerard
Mourou)及加拿大物理学家唐纳·斯特里克兰(Donna
Strickland)
2018年诺贝尔物理学奖，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献．下列关于激光的说法不正确的是（
）
A．激光是一种人工产生的相干光，它不能像无线电波一样被调制并用来传递信息
B．激光可以用来精确的测距，这是利用了激光的平行度好这个特点
C．医学上用激光做“光刀”切开皮肤以及“焊接”剥落的视网膜利用了激光亮度高的特点
D．全息照相技术不仅记录了光波的强弱信息，还记录了光波的相位信息
5．下列说法正确的是________
A．波源沿直线匀速靠近一静止接收者，则接收者接收到波信号的频率会比波源频率高
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
C．光的衍射现象是光波相互叠加的结果
D．露珠呈现的彩色是光的反射现象
E.全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
6．2018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．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
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
7．关于光现象及其应用，下列说法正确的是________
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度
D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率低于声源的频率
E.一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短
8．下列说法中正确的是（
）
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B．真空中的光速恒为c，与光源无关
C．当波源与观察者之间的距离变小时，波源的频率变大
D．如果障码物的尺寸大于声波的波长，则不能发生衍射现象
9．下列说法正确的是
A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．在阳光下，肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹，这是光的干涉现象
D．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大
E.两列声波在空中相遇时不会相互干扰，会按原有的频率、传播方向继续传播
10．从古至今，光作为人类生存的必不可少的元素，其作用一直为人们所重视．如何充分利用光，为人类创造一个良好的生活环境，并为人类的可持续发展做出贡献，已成为一个重要的研究课题．以下关于光的说法正确的是
A．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光线和折射光线都是偏振光，光的偏振现象说明光是横波．
B．在同一种均匀物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，波速越快．
C．激光具有高度的相干性、平行度好、亮度高的特点．
D．光也是一种电磁波，它可以像无线电波那样，作为载体传递信息．
E.光是从物质的原子中发射出来的．红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发产生的，γ射线是原子的内层电子受到激发产生的，伦琴射线是原子核受到激发产生的．
11．下列说法中正确的是
．
A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢
D．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大
12．以下几个说法中符合事实的是（
）
A．托马斯·杨利用双缝干涉实验有力地说明光是一种波
B．惠更斯原理可以完美地解释与波动有关的所有现象
C．一切物体都辐射红外线，且辐射强度与温度有关，因此红外线辐射又称为热辐射
D．激光的频率非常高，因此不能调制携带声音、图像等信息
13．如图所示，是用光传感器做双缝干涉的实验装置．激光光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器．光传感器是一个小盒，在图中白色狭长矩形部分，沿矩形的长边分布着许多光敏单元．这个传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在荧光屏上显示出来．
①下列关于本实验的操作与叙述正确的是______（填字母）；
A．应该在光源和双缝之间加一个单缝，才能使实验成功
B．下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，则干涉条纹间距减小
C．光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，则干涉条纹间距减小
D．保持光源和双缝挡板的距离不变，同时下移它们，使它们靠近光传感器，则干涉条纹间距不变
②用激光替代普通光源来做本实验，最主要是利用了激光的______（填字母）；
A．相干性高
B．平行度好
C．亮度高
参考答案
1．D
【解析】3D立体电影的放映利用了光的偏振原理，选项A错误；电子表的液晶显示应用了光的偏振原理，选项B错误；室内照明需要更多的散射光，而激光的方向性比较好，是单方向的光，不适合室内照明，故C错误．激光全息照相是利用了激光的相干性好的特点，选项D正确；故选D.
2．C
【解析】每个光子的能量
，设每秒（t=1s）激光器发出的光子数是n，则，即，解得，C正确；
3．C
【解析】
医学上利用激光切除肿瘤，主要是因为激光的方向性好，而且具有很高的能量，故A错误；超声波仪器使用超声波，是因为超声波的多普勒现象，故B错误；照相机镜头前加偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，从而使玻璃后的影像清晰，故C正确；望远镜镜头表面常常涂一层透光的膜，这是利用光的薄膜干涉现象，增加透射光的强度，故D错误。
4．A
【解析】
A.
激光是一种人工产生的频率单一，通常用作相干光，传递信息操作简单容易，故A错误符合题意．
B.
激光测距是利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好的特点．故B正确不符合题意．
C.
利用激光光强度大、能量集中，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故C正确不符合题意．
D.
全息相片的拍摄利用了光的干涉原理，全息照相技术不仅记录了光波的强弱信息，还记录了光波的相位信息，故D正确不符合题意．
5．ACE
【解析】
试题分析:
A、当波源靠近接收者时，接收者接收到波信号的频率会比波源频率高，A选项正确；B、拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射的光很强，导致玻璃橱窗内的物品在底片上成像不清晰，故往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度，B选项错误；C、衍射实验中光源可以看成是无限多个光源排列而成的，因此光的衍射现象也是光波相互叠加的效果，C选项正确；D、露珠呈现的彩色是光的色散现象，D选项错误；E、激光的相干性比较好，所以全息照片往往用激光来拍摄，E选项正确．故选ACE．
考点：考查多普勒效应、光的干涉、反射、折射．
【名师点睛】本题考查的光的知识点较多，关键是识记有关基本概念.
6．BCE
【解析】
光学镜头的增透膜是利用光的干涉原理，选项A错误；全息照相主要是利用激光的相干性好的特点，选项B正确；用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，选项C正确；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，选项D错误；光导纤维传递信息是利用了光的全反射，选项E正确；故选BCE.
7．ACE
【解析】
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点，故A正确；
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，故C正确；
D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率高于声源的频率，故D错误；
E．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，但频率不变，故波长变短，故E正确．
故选ACE．
8．AB
【解析】
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性，选项A正确；
B．真空中的光速恒为c，与光源无关，选项B正确；
C．当波源与观察者之间的距离变小时，观察者接收到的波的频率变大，但是波源的频率不变，选项C错误；
D．如果障碍物的尺寸大于声波的波长，则不能发生明显的衍射现象，并非不能衍射，选项D错误；
故选AB.
9．CDE
【解析】
试题分析：全息照相利用了激光的频率单一，具有相干性好的特点，利用了光的干涉现象，与光的衍射无关．故A错误；受迫振动的频率等于驱动率的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即共振．故B错误；在阳光下，肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹，这是光的干涉现象，选项C正确；根据多普勒效应可知，当两物体以很大的速度互相靠近时，感觉频率会增大，远离时感觉频率会减小，所以鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大．故D正确．根据波的独立传播原理可知，当两列声波在空中相遇时不会相互干扰，会按原有的频率、传播方向继续传播，选项E正确；故选CDE.
考点：全息照相；光的干涉；多普勒现象；受迫振动；
10．ACD
【解析】
自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光线和折射光线都是偏振光，光的偏振现象说明光是横波，选项A正确；在同一种均匀物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短，频率越大，折射率越大，由可知，波速越小，选项B错误；激光具有高度的相干性、平行度好、亮度高的特点，选项C正确；光也是一种电磁波，它可以像无线电波那样，作为载体传递信息，选项D正确；光是从物质的原子中发射出来的．红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发产生的，伦琴射线是原子的内层电子受到激发产生的，γ射线是原子核受到激发产生的，选项E错误；故选ACD.
11．CD
【解析】
：全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，所以A错误；做受迫振动的物体，其频率等于驱动力的频率，与是否共振无关，所以B错误；地球相对高速飞离地球的飞船中的宇航员是高速运动的，所以宇航员认为地球上的时钟变慢，故C正确；根据多普勒效应，鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大，所以D正确．
12．AC
【解析】
A、干涉现象是波动独有的特征，托马斯?杨利用双缝干涉实验有力地说明光是一种波动，故A正确；
B、惠更斯原理把波的传播归结为波前的传播，波前上的每个点都可看作是能发出球面次波的新波源，惠更斯曾根据这一原理正确地解释了光的反射定律、折射定律和双折射现象，仅靠惠更斯原理不能解决衍射问题，故B错误；
C、一切物体都能辐射红外线．温度越高，辐射的红外线越强，红外线有显著的热效应，因此红外线辐射又称为热辐射，故C正确；
D、激光的频率非常高，计算机技术传递的是2进制数：0，1；可用激光的明灭来表示0，1；故可用来传递声音、图像等信息，故D错误。
13．C
A
【解析】
①[1]A.
因激光的相干性高，则光源和双缝之间不需要加一个单缝，故A错误；
B.
根据双缝干涉条纹的间距公式知，若下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，即减小光源与双缝间距，与干涉条纹间距无关，故B错误；
C.
光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，根据双缝干涉条纹的间距公式知，即减小光源与双缝间距，那么干涉条纹间距会减小，故C正确；
D.
保持光源和双缝挡板的距离不变，同时下移它们，使它们靠近光传感器，根据双缝干涉条纹的间距公式知，则干涉条纹间距增大，故D错误；
②[2]因激光的相干性高，因此可用激光替代普通光源来做实验；
A.相干性高与分析相符，故A正确；
B.平行度好与分析不符，故B错误；
C.亮度高与分析不符，故C错误；