4.7激光 课后练习（word版含答案）

4.7激光
一、选择题（共14题）
1．关于物理原理在技术上的应用，下列说法中正确的是（　 ）
A．雨后天空出现彩虹，是光的干涉现象
B．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
C．用双缝干涉测光波的波长时，若减小双缝间的距离，则同种光波的相邻明条纹间距将减小
D．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性
2．在激光的伤害中，以机体中眼睛的伤害最为严重。激光聚于感光细胞时，产生过量热量而引起的蛋白质凝固变性是不可逆的损伤，一旦损伤以后就会造成眼睛的永久失明，激光对眼睛的危害如此之大的主要原因是（　　）
A．单色性好 B．高能量 C．相干性好 D．平行度好
3．下列说法正确的是（　　）
A．激光的相干性可以用在雷达上进行精确的测距
B．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大
C．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象
D．摄影师在拍摄玻璃橱窗的陈列物时，在照相机镜头前装偏振滤光片，是利用光的干涉现象来减弱玻璃的反射光，使影像清晰
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．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（ ）
A．激光是横波、能量一定高于紫外线 B．颜色相同的激光在不同介质中的波长相同
C．两束频率不同的激光能产生干涉现象 D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
6．下列说法中正确的是
A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象
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．当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率小于声源发出的频率
7．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
8．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
9．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
10．下列说法正确的是 ．A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的折射现象
C．激光全息照相时利用了激光相干性好的特性
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
11．对于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　）
A．用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性
B．医学上用激光做“光刀”切除肿瘤是利用了激光相干性好的特点
C．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象
D．泊松亮斑与小孔成像原理相同
12．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
13．光学既是一门古老的基础科学，又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一，具有强大的生命力和不可估量的发展前景。关于光的应用，下列说法正确的是（　　）
A．光导纤维传递信息时，利用了光的衍射原理
B．检查一个平面的平整程度，可以利用光的干涉
C．望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，是利用了光的偏振
D．激光雷达能精确测出目标的距离和运动速度，是利用了激光平行度好的特点
14．下列说法中正确的是（　　）
A．具有主动降噪功能的耳机是根据波的干涉原理制成的
B．观察者与波源靠近时，观察者接收到的频率变大，是因为波在介质中传播时频率变大
C．沿直角坐标坐标轴上从坐标原点x方向匀速运动的汽车A，连续发出频率为的笛声，从坐标向正y方向匀速运动的观察者B听到的笛声频率先变大后变小
D．激光具有两个显著的特点，其一是具有高度的相干性，即激光是相干光源，激光刀就是根据这一特点发明的
二、填空题
15．全息照相
（1）与普通照相技术的比较
普通照相技术所记录的只是光波的______信息，而全息照相技术还记录了光波的______信息；
（2）原理：全息照片的拍摄利用了光的______原理。
16．激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好。( )
17．相干性：激光具有频率____、相位差____、偏振方向____的特点，具有高度的相干性
应用：光纤通信
平行度：激光的____非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度
应用：激光____，读取光盘上记录的信息等
亮度高：它可以在很小的____和很短的____内集中很大的____
应用：用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”、激发核反应等
18．全息照相技术只能记录光波的强弱信息。( )
三、综合题
19．2004年，中国科学院上海光学精密机械研究所在一个不到的光学平台上，在35fs（fs是一种时间单位，读作飞秒。）的超短瞬间内获得了的超强超短激光束。这一瞬时功率相当于全世界所有电网功率总量的数倍。据了解，自然界中类似的极端物理条件，只有在核爆中心、恒星内部以及黑洞边缘才能找到．在实验室中用人工手段获得这种条件，意味着人类在激光研究领域将进入一个前所未有的超强超快的境界。通过以上叙述，试计算在这35fs中所释放的激光能量是多少？
20．激光适用于室内照明吗？为什么？试从激光的特性来解释。
21．激光有以下特点:频率单一、相干性好、方向性好，可在很小空间、很短时间内集中大量能量，所以亮度高。全息照相、激光雷达、切割金属各是应用了激光的什么特性
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】
A．雨后天空出现彩虹，是光的折射现象，选项A 错误；
B．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性，选项B正确；
C．用双缝干涉测光波的波长时，若减小双缝间的距离，根据，则同种光波的相邻明条纹间距将变大，选项C 错误；
D．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的干涉特性，选项D 错误；
故选B。
2．B
【详解】
由题意可知，激光聚于感光细胞时产生过量热量而引起的蛋白质凝固变性是造成眼失明的原因，说明引起这一现象的主要原因是激光的高能量性。
故选B。
3．C
【详解】
A．激光可以用在雷达上进行精确的测距是因为激光的平行度好，方向性好的特点，故A错误；
B．光导纤维运用光的全反射，所以内芯的折射率大于外套的折射率，故B错误；
C．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象，故C正确；
D．摄影师在拍摄玻璃橱窗的陈列物时，在照相机镜头前装偏振滤光片，偏振片对入射光具有遮蔽和透过功能，利用偏振片的特点可以屏蔽反射光，当反射光垂直于偏振片的偏振方向时，无反射光进入镜头或只有很少量的反射光进入镜头，从而提高成像质量，使影响清晰，故D错。
故选C。
4．C
【详解】
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.
5．D
【详解】
A．激光属于电磁波，电磁波为横波，激光的能量由机关的频率决定，激光的能量不一定比紫外线高，故A错误；
B．颜色相同的激光频率相同，频率相同的激光在不同介质中波长不相同，真空中波长最长，其它介质中波长小于真空中波长，故B错误；
C．波产生干涉的前提条件是频率相同，两束频率不同的激光不能产生干涉现象，故C错误；
D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
偏振是横波的性质，光的偏振说明光是一种横波，故A错误；玻尔理论只可以解释氢原子的光谱现象，故B错误；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，故C正确；当观察者向静止的声源运动时，两者距离减小，接收到的声音频率大于声源发出的频率，故D错误．
7．D
【详解】
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.
8．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。
9．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。
10．C
【详解】
光的偏振现象说明光是一种横波，故A错误；雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的干射现象，故B错误；激光全息照相时利用了激光相干性好的特性，故C正确；红光和黄光分别通过同一双逢干涉装置，根据公式：，可知，波长比较长的红光形成的相邻亮条纹间距大而绿光间距小，故D错误．所以C正确，ABD错误．
11．A
【详解】
A．用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性，A正确；
B．医学上用激光做“光刀”切除肿瘤是利用了激光能量大的特点，B错误；
C．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C错误；
D．泊松亮斑是光的衍射现象，小孔成像是光的直线传播现象，泊松亮斑与小孔成像原理不相同，D错误。
故选A。
12．CDE
【详解】
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.
13．BD
【详解】
A．光导纤维传递信息时，利用了光的全反射，故A错误；
B．检查一个平面的平整程度，可以利用光的薄膜干涉，故B正确；
C．望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，是利用了光的薄膜干涉，故C错误；
D．激光雷达能精确测出目标的距离和运动速度，是利用了激光平行度好的特点，故D正确；
故选BD。
14．AC
【详解】
A．具有主动降噪功能的耳机是根据波的干涉原理制成的，故A正确；
B．观察者与波源靠近时，观察者接收到的频率变大，是因为发生了多普勒效应，使观察者收到的频率发生了变化，故B错误；
C．由数学关系可知，汽车A和B的相对距离先减小后增大，根据多普勒效应知，观察者B听到的笛声频率先变大后变小，故C正确；
D．激光刀是利用激光具有高能量的特点，不是利用激光具有高度的相干性，故D错误。
故选AC。
15． 强弱 相位 干涉
【详解】
（1）普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还记录了光波的相位信息。
（2）全息照片的拍摄利用了光的干涉原理。
16．错误
【详解】
激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的亮度高，能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量的特点，故错误。
17． 相同 恒定 一致 平行度 汇聚一点 空间 时间 能量
【详解】
相干性：激光具有频率相同、相位差恒定、偏振方向一致的特点，具有高度的相干性；
应用：光纤通信。
平行度：激光的平行度非常好，传播很远的距离仍能保持一定的强度。
应用：激光汇聚一点，读取光盘上记录的信息等。
亮度高：它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。
应用：用激光束切割、焊接，医学上可以用激光做“光刀”、激发核反应等。
18．错误
【详解】
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，故错误。
19．0.525J
【详解】
这35fs中所释放的激光能量是
20．激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室内照明，会刺伤人的眼睛。
【详解】
激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室内照明，会刺伤人的眼睛。
21．相干性好、亮度高、方向性好
【详解】
全息照相、激光雷达、切割金属分别应用了激光的相干性好、亮度高、方向性好的特性。
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。