4.7激光 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修一 4.7 激光
一、单选题
1．激光被称为“最快的刀”，相对于传统激光器，大功率激光器广泛用于焊接、切割、表面去污等领域。假设一台耗电功率为P的激光器，发出的激光在水中的波长为，已知水的折射率为n，真空中的光速为c，普朗克常量为h，该激光在t时间内发射出的光子数目为N，则该激光器的发光效率为（　　）
A． B． C． D．
2．让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息，经过处理后还原成声音和图象，这是利用光的　　
A．平行度好，可以会聚到很小的一点上
B．相干性好，可以很容易形成干涉图样
C．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量
D．波长短，很容易发生明显的衍射现象
3．下列说法正确的是（选项C、D中声源与观察者在同种介质中）（　　）
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉的结果
B．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
C．声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率
D．声源与观察者相互靠近时，声波波速变大，故观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率
4．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
5．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
6．下列各图中，关于光学知识应用的描述正确的是（　　）
A．医用内窥镜运用了光的折射原理
B．全息照相运用了光的偏振原理
C．立体电影运用了光的衍射原理
D．照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理
7．下列各图中，关于光学知识应用的描述正确的是（　　）
A．医用内窥镜运用了光的折射原理
B．全息照相运用了光的偏振原理
C．立体电影运用了光的衍射原理
D．照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理
8．下列说法正确的是（ ）
A．光的偏振现象表明光波是纵波
B．多普勒效应是相对论效应
C．激光是人造光，具有相干性好、亮度高、平等度高的特点
D．单摆摆球质量越大，周期也越大
9．下列说法正确的是（ ）
A．激光切除肿瘤利用激光亮度高的特点
B．偏振光可以是横波，也可以是纵波
C．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
D．3D眼镜利用薄膜干涉原理
10．关于激光的应用问题，下列说法中不正确的是 （　　）
A．光纤通信是应用激光相干性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“激光头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点
C．医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是应用激光亮度低的特点
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平行度好的特点
11．下列说法正确的是（选项C、D中声源与观察者在同种介质中）（　　）
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉的结果
B．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
C．声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率
D．声源与观察者相互靠近时，声波波速变大，故观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率
12．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B．不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
C．两个分子在相互靠近的过程中，其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大
D．全息照相主要是利用了光的衍射现象
13．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
14．关于激光的应用问题，下列说法中不正确的是 （　　）
A．光纤通信是应用激光相干性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“激光头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点
C．医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是应用激光亮度低的特点
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平行度好的特点
15．关于激光的应用，下列说法正确的是（　　）
A．观看电影的眼镜是利用了光的衍射原理
B．利用激光是相干光，可以用在雷达上进行精确的测距
C．由于激光平行度好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息
D．利用激光亮度高，可以用在医学上作光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜
二、填空题
16．下列选项与多普勒效应有关的是（ ）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
E．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度
17．纳米科技是跨世纪新科技，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复.
(1)这是利用了激光的_____________
A．单色性
B．方向性好
C．高能量
D．偏振性
(2)纳米科技是人类认识自然的一个新层次，等于____________。
18．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
19．激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点。( )
三、解答题
20．某种激光雷达测距软件可以同时显示两列波形，当激光器发射激光时，在电脑液晶显示器上显示一个正的波形，而接收器接收到反射回来的光波时又会显示一个负的波形.某次实际测量时显示器上显示的图像如图所示，已知激光器每秒钟发射激光脉冲数为个，被测物与测量者之间的距离小于，则由图可求出被测物与测量者之间的距离为多少。
21．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？
22．一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？
23．2004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？
24．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
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
设激光在水中的速度为，则有
其频率为
则单个光子的能量为
故该激光器的发光效率为
故选A。
2．A
【详解】
A、由于激光的平行度好，故用在计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息；故A正确；
B、激光的相干性好，可以很容易形成干涉图样；但与处理数据无关；故B错误；
C、激光具有亮度高的特点，可以在很短时间内集中很大的能量故可用来切除肿瘤；但与本题无关； 故C错误；
D、激光波长短，不容易发生明显的衍射现象；故D错误；
故选A．
【点睛】
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；光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端放射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息．
3．C
【详解】
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的折射产生的色散现象，不是干涉的结果，选项A错误；
B．激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象，故B错误；
CD．根据多普勒效应可知，声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率，选项C正确，D错误。
故选C。
4．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。
5．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.
【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”．
6．D
【详解】
A．医用内窥镜传送光信号是利用了光的全反射原理，故A错误；
B．全息照相运用了激光的干涉原理，故B错误；
C．立体电影运用了光的偏振原理，故C错误；
D．相机镜头表面涂上增透膜以增强透射光的强度，是利用了光的薄膜干涉原理，故D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．医用内窥镜传送光信号是利用了光的全反射原理，故A错误；
B．全息照相运用了激光的干涉原理，故B错误；
C．立体电影运用了光的偏振原理，故C错误；
D．相机镜头表面涂上增透膜以增强透射光的强度，是利用了光的薄膜干涉原理，故D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A. 光的偏振现象说明光是一种横波．故A错误；
B. 多普勒是一种相对运动引起的，但不是相对论效应．故B错误；
C. 激光是人造光，具有相干性好、亮度高、平等度高的特点．故C正确；
D. 根据单摆周期公式，单摆摆球的周期与质量无关．故D错误．
故选C.
9．A
【详解】
A．激光其中的一个特点亮度高，把激光束汇聚起来照射到物体上，可以使物体的被照部分在极短时间内熔化，医学上用激光做“光刀” 来切除肿瘤是用眼光激光亮度高的特点，故A正确；
B．自然光垂直于传播方向的上沿一切方向振动且各个方向振动的光波强度都相同，而偏振光是垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动，偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光的横波，故B错误；
C．激光是一种波，具有波的特性包括干涉、衍射等，故C错误；
D．3D眼镜是利用偏振效应产生立体效果，故D错误；
故选A。
10．C
【详解】
A．由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用激光的相干性，A正确；
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性好，B正确；
C．医疗中的激光“光刀”利用了激光的强度大的特点，C错误；
D．激光测距利用的是激光的平行性好，D正确。
故错误的选C。
11．C
【详解】
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的折射产生的色散现象，不是干涉的结果，选项A错误；
B．激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象，故B错误；
CD．根据多普勒效应可知，声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率，选项C正确，D错误。
故选C。
12．A
【详解】
A．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，A正确；
B．热力学第二定律可以表示为：不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其他变化，B错误；
C．两个分子在相互靠近的过程中，其分子力的合力可能增加，也可能先减小后增加，要看初始距离大小，C错误；
D．全息照相利用光的干涉现象，D错误。
故选A。
13．A
【详解】
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．
14．C
【详解】
A．由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用激光的相干性，A正确；
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性好，B正确；
C．医疗中的激光“光刀”利用了激光的强度大的特点，C错误；
D．激光测距利用的是激光的平行性好，D正确。
故错误的选C。
15．D
【详解】
A．观看电影的眼镜是利用了透振方向互相垂直的偏振片，A错误；
B．利用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距，B错误；
C．利用激光相干性好，它能像无线电波那样被调制，用来传递信息，C错误；
D．利用激光强度大、能量集中，可以用在医学上作光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，D正确。
故选D。
16．BDE
【详解】
A．激光测距利用了激光的平行性好，激光的直线传播，A错误；
C．选项C利用了超声波的方向性好，C错误；
BDE．多普勒效应是指波源或观察者之间发生相对移动（远离或者靠近），使它们之间的距离发生变化，使观察者接收到波的频率发生了变化，根据多普勒效应的定义可判断选项BDE正确。
故选BDE。
17． BC
【详解】
(1)[1]激光用于医疗卫生，修复人体器官及对DNA分子修复等，是因为激光有非常好的方向性和非常高的能量
故选BC；
(2)[2]纳米是长度单位，波长经常用纳米作单位，。
18．AB
【详解】
A．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，A正确；
B．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，B正确；
C．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，C错误；
D．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，D错误；
故选AB。
19．正确
【详解】
激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点，故正确。
20．
【详解】
发射相邻两个激光脉冲的时间间隔为
由题图可看出从发射激光到接收到反射脉冲所需的时间为
则被测物与测量者之间的距离为
由于，所以n只能取0，可得
21．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。
22．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。
23．0.525J
【详解】
这35fs中所释放的激光能量是
24．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。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页