2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 5.5激光与全息照相 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
5.5激光与全息照相 跟踪训练（解析版）
1．红宝石激光器发出的激光波长为693nm，让红宝石激光器发出的激光和太阳光经绿色滤光片（只让绿光通过）后获得的绿色光分别通过同一个小孔发生衍射现象，则（　　）
A．激光的衍射现象较明显，衍射条纹较宽
B．绿色光的衍射现象较明显，衍射条纹较宽
C．两者衍射同样明显，衍射条纹的宽度也相等
D．由于是不同性质的光，无法比较它们的衍射现象程度和条纹宽度
2．关于激光的应用问题，下列说法正确的是（　　）
A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的
B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点
C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点
D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点
3．下列说法正确的是
A．激光测距是应用了激光相干性好的特点
B．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理
C．在双缝干涉实验中要使条纹变宽，可采用的办法是将入射光由绿光变为红光
D．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，则逐渐增大入射角，B光先发生全反射
4．下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是（　　）
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B．3D电影是利用了光的干涉特性
C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D．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
5．2020年5月27日，珠峰高程测量登山队成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰。他们将在峰顶竖立觇标，安装 GNSS天线，开展各项峰顶测量工作。本次珠峰高程测量将采用多种方法进行，其中一种重要的方法是重力测量，需要测定珠峰区域不同位置的重力加速度。
利用原子物质波干涉进行高精度重力加速度测量是当今众多测量手段的佼佼者，实验前先采用激光制冷手段制备一团冷原子（热运动速率极小），然后让冷原子在真空系统中自由下落，同时设法对冷原子的物质波进行干涉，通过对干涉条纹信息的分析和推演，可以获得精确的重力加速度数值，一般而言，冷原子物质波的波长越长，测量的精度越高。
重力加速度的数值越精确，其实用价值越大，比如质量的自然基准确定，就需要数值精确的重力加速度值，“国际千克原器”标准已于 2019年5月20 日起被废止，质量基准（1千克）改用普朗克常数重新定义。应用“机械功率和电功率相等”的思想设计出的瓦特天平可以获得关于质量的更准确地数值。结合上述信息和所学习的知识，下列说法正确的是：
A．珠穆朗玛峰顶重力加速度的数值应该大于珠峰山脚处的重力加速度值
B．激光制冷的目的是减小原子团的动量，使其物质波长变短
C．由于“国际千克原器”标准被废弃，国际基本单位制中的质量单位不再是“千克”
D．应用瓦特天平测定质量的基本原理公式可能是
6．下列光现象中应用了光的偏振现象的是（　　）
A．全息照相 B．立体电影
C．医用纤维式内窥镜 D．增透膜
7．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
8．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°
9．如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是（ ）

A．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大
B．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收到的光强度就会越小，表示温度变化越大
C．到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
D．到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小
10．在拍摄日落水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是(　　)
A．减弱反射光，从而使景物的像更清晰
B．增强反射光，从而使景物的像更清晰
C．增强透射光，从而使景物的像更清晰
D．减弱透射光，从而使景物的像更清晰
11．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
12．关于激光，下列说法正确的是（　　）
A．激光是用人工方法激发的一种特殊的光
B．自然界中某些天然物体也可以发出激光
C．激光可以像刀子一样切除肿瘤
D．由于激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象
13．关于光学的相关知识，下列说法正确的是（　　）
A．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽
B．光纤通信利用了光的全反射的原理
C．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的
D．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
E.医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的方向性好、能量大的特点
14．关于光的叙述中，下面说法正确的是( )
A．激光能沿着弯曲的光导纤维传播，是利用了光的全反射原理
B．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
C．通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，是光的干涉所致
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由蓝光改为黄光，则条纹间距变宽
15．将激光束的宽度聚焦到纳米级（）范围内，可修复人体已损坏的器官，可对分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的（ ）
A．单色性好 B．平行度好
C．粒子性 D．高能量
16．激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重要的卫星或飞船，激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极大的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空．激光火箭利用了激光的（ ）
A．单色性好 B．平行度高
C．高能量 D．相干性好
17．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
18．激光全息照片的底片上记录了光的干涉条纹，含有被拍摄物体反射的光的所有信息，实现了照片的立体性。若照相时，被摄物体被挡住一部分，通过调整视线仍可看见被挡部分。照片被切开成两半，从一半上仍可看到物体的全像，照片就像一个观察物体的窗口。激光全息照相利用了激光________的性质。
19．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？
20．一张光盘可以记录几亿个字节，其信息量相当于几千本十多万字的书，其中一个重要的原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，的宽度至少可以容纳650条轨道。这是应用了激光的什么特性？
参考答案
1．A
【详解】
该激光和绿色光都是可见光，但该激光的波长比绿色光长，通过同样的小孔发生衍射现象时激光比绿色光明显，激光的衍射条纹也比绿色光的衍射条纹宽，因此选项A正确，B、C、D错误。
故选A。
2．C
【详解】
A．由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性好的特点，故A错误；
B．计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好的特点，故B错误；
C．医疗中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特点，故C正确；
D．激光测距利用的是激光的平行度好的特点，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．由于激光的平行性好，激光传播很远的距离后仍能保持一定的强度，常用来精确测距离，A错误；
B．用光导纤维束传送图像信息，这是光的全反射的应用，B错误；
C．在双缝干涉实验中，条纹间距
要使条纹变宽，可以增大l、减小d或将入射光由波长较短的绿光变为波长较长的红光，C正确；
D．频率越大的光，折射率越大，全反射临界角越小，所以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，则逐渐增大入射角，A光先达到临界角而发生全反射，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．激光全息照相是利用了激光相干性好，获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，故A正确，不符合题意；
B．3D电影是利用了光的偏振现象，出现立体画面，故B错误，符合题意；
C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰，这是利用光的偏振现象，故C正确，不符合题意；
D．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D正确，不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】
A. 重力加速度的表达式为
由此可知，珠穆朗玛峰顶重力加速度的数值应该小于珠峰山脚处的重力加速度值，故A错误；
B. 激光制冷的目的是利用大量光子阻碍原子运动使其减速，从而降低了物体的温度，故B错误；
C. “国际千克原器”标准被废弃，改用普朗克常数重新定义，是为了质量基准（1千克）更精确，故C错误；
D. 应用“机械功率和电功率相等”的思想设计出的瓦特天平，满足
所以，获得关于质量的更准确地数值为
故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A. 全息照相使用激光的相干性好的特点，与光的干涉有关。故A错误；
B. 偏振片式立体电影技术的基本原理是光的偏振，用的是横波的特点。故B正确；
C. 医用纤维式内窥镜利用了光的全反射。故C错误；
D. 增透膜利用光的薄膜干涉。故D错误；
故选：B。
7．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．
8．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
9．B
【分析】
偏振光通过一些介质后，其振动方向相对原来的振动方向会发生一定角度的旋转，旋转的这个角度叫旋光度，旋光度与介质的浓度、长度、折射率等因素有关，测量旋光度的大小，就可以知道介质相关物理量的变化．
【详解】
偏振光通过一些介质后，其振动方向相对原来的振动方向会发生一定角度的旋转，温度变化越大，发生旋转的角度越大，即到达检偏器的光的透振方向变化越大，导致光接收器所接收到的光强度就会越小，故选项B正确，选项ACD错误．
【点睛】
本题考查了光的偏振现象的应用，弄清光偏振现象的原理后即可做出解答．
10．A
【详解】
由于反射光的干涉，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增强透射光．
故选A.
11．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。
12．AC
【详解】
AB. 激光是用人工方法激发的一种特殊的光，是人工产生的，不是天然光，A正确，B错误；
C. 激光亮度高，能量集中，可以像刀子一样切除肿瘤，正确；
D. 激光和自然光一样能发生衍射现象，D错误。
故选AC。
13．BDE
【详解】
A．条纹的间距，红光比蓝光的波长长，条纹间距宽，A错误；
B．光纤通信利用光的全反射原理，B正确；
C．肥皂泡呈现彩色条纹是薄膜干涉的结果，C错误；
D．全息照相利用激光的相干性，干涉成像原理，D正确；
E．激光刀利用了激光的高能量和亮度高的特点，E正确。
故选BDE。
14．ABD
【详解】
A. 光导纤维是利用全反射来实现传播信号，故A正确；
B. 光是一种横波，光的偏振是光沿特定方向振动且与传播方向相垂直．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化．故B正确；
C. 通过两枝铅笔的狭缝所看到的远处日光灯的彩色条纹，这是光的衍射现象，故C错误；
D. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由蓝光改为黄光，波长变长，根据，则条纹间距变宽，故D正确．
15．BD
【详解】
AB.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”；故A项不合题意，B项符合题意.
CD.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；故，C项不合题意，D项符合题意.
16．BC
【详解】
由于激光站与卫星相隔距离远，为了减少能量损失，必须使激光具有很好的平行度，同时使用激光的高能量.
A.单色性好与分析结果不相符；故A项不合题意.
B.平行度高与分析结果相符；故B项符合题意.
C.高能量与分析结果相符；故C项符合题意.
D.相干性好与分析结果不相符；故D项不合题意.
17．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．
18．相干性好
【详解】
全息照相利用激光的频率单一、相干性好的特点，使参考光和物光有很高的相干性，拍摄立体照片。
19．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。
20．激光平行度好的特点
【详解】
激光的一个特点是平行度非常好，由于平行度好，激光可以会聚到很小的一点，让这一点照射到计算机的光盘上，就可以读出光盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图像，由于会聚点很小，所以光盘记录信息的密度很高，1mm的宽度至少可以容纳650条轨道。