人教版選修34 激光 第1課時 作業(yè).docx

高中人教版物理選修3-4第十三章 第八節(jié) 激光 同步測試一、單選題（共10題；共20分）1.在做雙縫干涉實驗時，常用激光光源，這主要是應(yīng)用激光的（ ） a.相干性好b.反射性好c.亮度高的特性d.平行性好2.對于激光下列說法正確的是（ ） a.同一束激光一定是相干光b.同一束激光不一定是相干光c.同一束激光可能包含幾種顏色的光d.激光的速度比一般的光大3.激光全息照相技術(shù)主要是利用激光的哪一種優(yōu)良特性（ ） a.亮度高b.方向性好c.相干性好d.抗電磁干擾能力強4.關(guān)于激光的應(yīng)用問題，下列說法中不正確的是（ ） a.光纖通信是應(yīng)用激光相干性的特點對信號進行調(diào)制，使其在光導(dǎo)纖維中傳遞信息的b.計算機內(nèi)的“激光頭”讀出光盤上記錄的信息是應(yīng)用了激光平行度好的特點c.醫(yī)學(xué)上可用激光做“光刀”切除腫瘤是應(yīng)用激光亮度低的特點d.“激光測距雷達”利用激光測量很遠目標的距離是應(yīng)用了激光平行度好的特點5.關(guān)于激光的產(chǎn)生下列說法正確的是（ ） a.激光不是從原子中發(fā)出的b.激光也是從原子中發(fā)出的c.激光是原子核激發(fā)產(chǎn)生的d.激光是自然界原有的6.下列應(yīng)用激光的事例中錯誤的是（ ） a.利用激光進行長距離精確測量b.利用激光進行通信c.利用激光進行室內(nèi)照明d.利用激光加工堅硬材料7.如圖所示，一個小的光源s發(fā)出白光，經(jīng)三棱鏡分光。若人沿著折射光線的反方向觀察，通過棱鏡可以看到()a.白光點b.光點上 部紅色，下部紫色c.光點上部紫色，下部紅色d.看不到光源的像8.在以下說法中，正確的是（ ） a.當(dāng)某列聲波產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時，相應(yīng)聲源的振動頻率一定發(fā)生變化b.激光切割是利用了激光的相干性特點c.機械波是介質(zhì)傳遞波源質(zhì)點以及振動能量的一種方式d.邁克耳孫莫雷實驗結(jié)果表明：不論光源與觀察者做怎樣的相對運動，光速都是一樣的9.下列應(yīng)用激光的實例中，不正確的是（ ） a.利用激光進行通信b.利用激光切割加工堅硬的材料c.利用激光進行室內(nèi)照明d.利用激光進行長距離精確測量10.如圖所示，一束白光從頂角為的棱鏡的一個側(cè)面ab以較大的入射角i入射，經(jīng)過三棱鏡后，在屏p上可得到彩色光帶，當(dāng)入射角逐漸減小到零的過程中，若屏上的彩色光帶先后全部消失，則()a.紅光最先消失，紫光最后消失b.紫光最先消失，紅光最后消失c.紫光最先消失，黃光最后消失d.紅光最先消失，黃光最后消失二、填空題（共4題；共6分）11.一復(fù)色光中只含有a、b兩種單色光，在真空中a光的波長大于b光的波長。在真空中，a光的速度_(填“大于”、“等于”或“小于”)b光的速度。用該復(fù)色光做雙縫干涉實驗時，得到如圖所示的部分干涉圖樣。則實線表示_(填“a”或“b”)光的干涉條紋。12.利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的因糖尿病引起視網(wǎng)膜病變的患者都可以避免失明的嚴重后果，一臺功率為10w的激光器，能發(fā)出波長=500nm的激光，用它“點焊“視網(wǎng)膜，每次”點焊”需要2103j的能量，則每次“點焊”視網(wǎng)膜的時間是_，在這段時間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是_（普朗克恒量h=6.631034 js，結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 13.普通光和激光的特點_. 14.如圖所示，激光液面控制儀的原理是：固定一束激光ao以入射角i照射液面，反射光ob射到水平光屏上，屏上用光電管將光訊號變成電訊號，電訊號輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度如果發(fā)現(xiàn)光點在屏上向右移動了s的距離射到b點，由此可知液面降低了_三、解答題（共1題；共5分）15.激光是一種人造光，其主要特點有那些？ 四、綜合題（共2題；共20分）16.一種紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光為一個(列)光脈沖，若這種激光器光脈沖的持續(xù)時間為1.010-11s，波長為694.3nm，發(fā)射功率為1.01010w，求: （1）每列光脈沖的長度是多少? （2）用這種紅寶石激光器照射皮膚上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量達到60j以后，色斑便逐漸消失，一塊色斑的面積為50mm2 ， 則它要吸收多少個(列)紅寶石激光脈沖才能逐漸消失? 17.利用聚光到納米級的激光束進行治療，90%的因糖尿病引起視網(wǎng)膜病變的患者都可以避免失明的嚴重后果，一臺功率為10w的激光器，能發(fā)出波長=500nm的激光，用它“點焊“視網(wǎng)膜，每次”點焊”需要2103j的能量，則 （1）每次“點焊”視網(wǎng)膜的時間是多少s？ （2）在這段時間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是多少個（普朗克恒量h=6.631034js ， 結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 答案解析部分一、單選題1.【答案】a 【解析】【解答】在做雙縫干涉實驗時，常用激光光源，這主要是應(yīng)用激光的相干性好故選：a【分析】激光具有普通光所不具有的特點，可概括為三好（單色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）2.【答案】a 【解析】【解答】解：a、b、c、激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，同一束激光一定是相干光，只有一種頻率，一種顏色，故a正確，bc錯誤； d、激光也是一種光，與普通的光的速度是相等的，都等于光速c故d錯誤故選：a【分析】激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，可以用在醫(yī)療、通信、軍事等領(lǐng)域3.【答案】c 【解析】【解答】激光全息照相技術(shù)拍攝可以記錄光的強度、頻率和相位，可以還原出立體照片，激光全息照相技術(shù)主要是利用激光的相干性特點；故abd錯誤，c正確；故選：c【分析】激光亮度高、方向性好、相干性好，常常運用于軍事、通信、激光全息照相等領(lǐng)域4.【答案】c 【解析】【解答】a、光纖通信是利用激光在光導(dǎo)纖維中來傳遞信息的，故a正確b、由于激光的平行度好，故用在計算機內(nèi)的“激光頭”讀出光盤上記錄的信息；故b正確；c、激光具有亮度高的特點，即能量較大，故可用來切除腫瘤；故c不正確；d、“激光測距雷達”利用激光測量很遠目標的距離是應(yīng)用了激光平行度好的特點；故d正確；故選：c【分析】激光具有平行度好，亮度高等特點；故可用來進行光纖通信及雷達測距等；光纖通信是利用激光從光纖的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射后在另一端放射出來，然后在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息擾；海市蜃樓與全的反射有關(guān)5.【答案】b 【解析】【解答】解：a、根據(jù)激光產(chǎn)生的原理可知，激光是原子的核外i電子受到激發(fā)產(chǎn)生的故a、c錯誤，b正確； d、激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，不是自然界原有的故d錯誤故選：b【分析】激光的原理：原子幾乎都處于最低能級（基態(tài)）因此，如何從技術(shù)上實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)則是產(chǎn)生激光的條件激勵源使介質(zhì)出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)可以是電激勵、光激勵、熱激勵、化學(xué)激勵等等電激勵用氣體放電的方法去激勵介質(zhì)原子；各種激勵方式又被形象地稱為泵浦或抽運不斷泵浦才能維持上能級粒子數(shù)多于下能級，不斷獲得激光輸出有了前兩者只能保證實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，但這樣產(chǎn)生的受激輻射很弱，無法實際應(yīng)用，所以可以用光學(xué)諧振腔進行放大所謂光學(xué)諧振腔實際是在激光器兩端裝上兩塊反射率很高的鏡子，一塊全反射，一塊部分反射，以使激光可透過這塊鏡子射出，被反射回到工作介質(zhì)的光繼續(xù)誘發(fā)新的受激輻射，光被放大因此光在諧振腔內(nèi)來回振蕩造成連鎖反應(yīng)，雪崩似的獲得放大，產(chǎn)生強烈的激光，從部分反射鏡一端輸出6.【答案】c 【解析】【解答】a、激光的定向性好，精準度高，可以進行長距離測距，故該選項說法正確，不符合題意；b、激光能夠傳遞聲音、圖象等信息，因此可以利用激光進行通信，故該選項說法正確，不符合題意；c、激光的亮度很好，不能用于室內(nèi)照明，會刺傷人的眼睛，故該選項說法錯誤，符合題意；d、激光的強度很大，可以用來切割、加工較硬的材料，故該選項說法正確，不符合題意本題選擇錯誤的，故選：c【分析】（1）激光是光的一種，被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”它的亮度約為太陽光的100億倍；（2）激光應(yīng)用很廣泛，主要有光纖通信、激光光譜、激光測距、激光雷達、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器擾；海市蜃樓與全的反射有關(guān)7.【答案】c 【解析】【解答】由于各種單色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，紅光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故c正確?！痉治觥抗庠窗l(fā)出的光經(jīng)過兩次折射而棱鏡底面偏折，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，由此分析。8.【答案】d 【解析】【解答】a、當(dāng)某列聲波產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時，波源的振動頻率沒有發(fā)生變化故a錯誤b、激光切割是利用了激光亮度高的特點故b錯誤c、機械波傳播的是波的形式和能量，質(zhì)點不隨波遷移故c錯誤d、根據(jù)光速不變原理知，不論光源與觀察者做怎樣的相對運動，光速都是一樣的故d正確故選d【分析】發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源發(fā)出的頻率沒有變化，是接收到的頻率發(fā)生變化激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特點機械波傳播的是波的形式和能量根據(jù)光速不變原理判斷光速是否發(fā)生變化9.【答案】c 【解析】【解答】解：a、激光能夠傳遞聲音、圖象等信息，因此可以利用激光進行通信，故該選項說法正確，不符合題意； b、激光的強度很大，可以用來切割、加工較硬的材料，故該選項說法正確，不符合題意；c、激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室內(nèi)照明，會刺傷人的眼睛，故該選項說法錯誤，符合題意；d、激光的定向性好，精準度高，可以進行長距離測距，故該選項說法正確，不符合題意本題選擇錯誤的，故選：c【分析】（1）激光是光的一種，被稱為“最快的刀”、“最準的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”它的亮度約為太陽光的100億倍；（2）激光應(yīng)用很廣泛，主要有光纖通信、激光光譜、激光測距、激光雷達、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器10.【答案】b 【解析】【解答】依題意作出白光通過三棱鏡的光路，如圖所示，可看出紫光的偏折最大，由全 反射臨界角公式 ，知紫光的臨界角最小，所以紫光一定首先在ac面上發(fā)生全反射而從光屏上消失，后面依次是靛、藍、綠、黃、橙、紅，選項b正確?！痉治觥坑捎诎坠馐菑?fù)色光，各種色光的折射率不同，所以折射率最大的光偏折程度最大；入射角i逐漸減小到零的過程中，導(dǎo)致光線射到棱鏡右側(cè)面的入射角增大，當(dāng)入射角達到某光的臨界角時該光將發(fā)生全反射，分析色光的臨界角大小可得出最先發(fā)生全反射的光當(dāng)入射角小于臨界角時，則不會發(fā)生光的全反射。二、填空題11.【答案】等于；a 【解析】【解答】各種單色光在其空中的速度相同，由 可知實線表示a光的干涉條紋。【分析】干涉條紋的間距與波長成正比，波長越大，間距越大，據(jù)此分析。12.【答案】2104s；51015個 【解析】【解答】解：（1）已知激光器的功率p=10w，每次“點焊”需要的能量e=2103j， 根據(jù)e=pt得：每次“點焊”視網(wǎng)膜的時間是：t= = s=2104s（2）設(shè)每個光子的能量為e0 ， 則e0=h=h 在這段時間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量：n= = = 個51015個故答案為：2104s，51015個【分析】激光器的功率為10w，每秒發(fā)出10j的能量，能量公式e=pt求出每次“點焊”視網(wǎng)膜的時間每個光子的能量為e0=h=h ，由每次“點焊”需要的能量與每個光子的能量之比求出光子數(shù)13.【答案】前者是非相干光，后者是相干光 【解析】【解答】普通光源發(fā)出的光的振動方向不平行，相位差也不恒定，故不是相干光；激光是相干光；【分析】激光具有普通光所不具有的特點，可概括為三好（單色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）擾；海市蜃樓與全的反射有關(guān)14.【答案】【解析】【解答】如圖所示，入射光方向不變，則i不變，而 平行于ob 設(shè)液面降了h ， 據(jù)幾何關(guān)系可得： 。【分析】作出幾何光路圖，由光的反射規(guī)律和激光的特性可求出結(jié)果，從而理解激光液面控制儀的原理。三、解答題15.【答案】解答：激光是一種人造光，激光的主要特點是相干性好、平行度好、亮度高故答案為：相干性好、平行度好、亮度高 【解析】【分析】激光的主要特點是相干性好、平行度好、亮度高，從而即可求解四、綜合題16.【答案】（1）光脈沖持續(xù)時間即為發(fā)射一個光脈沖所需的時間，所以一個光脈沖長度 。（2）面積為1cm2的色斑吸收的能量 ，色斑便逐漸消失。而1個光脈沖的能量為消除 的色斑需要光脈沖數(shù)為 。 【解析】【分析】光脈沖的長度即光在一個脈沖時間內(nèi)傳播的距離；每個光子的能量 ，每個光脈沖含有的能量為 ，從而求出