选择性必修一4.7激光 练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修一 4.7 激光
一、单选题
1．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．激光是纵波
B．频率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
2．在演示双缝干涉的实验时,常用激光做光源,这主要是应用激光的( )
A．亮度高 B．平行性好 C．相干性好 D．波动性好
3．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
4．下列说法正确的是（ ）
A．自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能获得偏振光
B．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高
C．全息照片往往用激光拍摄，主要是利用了激光的高相干性
D．将两个固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一个音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听到未被敲击的音叉发出声音，这是声波的干涉现象
5．下列叙述中符合激光应用的实例，正确的是　　
利用激光进行通信
利用激光加工坚硬的材料
利用激光进行室内照明
利用激光进行长距离精确测量．
A． B． C． D．
6．瑞典皇家科学院2018年10月2日宣布，将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟 阿什金、法国科学家热拉尔 穆鲁以及加拿大科学家唐娜 斯特里克兰，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献．阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子、病毒以及活细胞等物体．穆鲁和斯特里克兰发明了“啁啾（zhōu jiū）脉冲放大”技术．“啁啾”出自唐诗“到大啁啾解游飏，各自东西南北飞”，形容鸟的鸣叫．“啁啾脉冲放大”技术其原理为：将一段短脉冲在时域上展宽，然后放大，再进行压缩．此项技术已经成为高强度激光的标准，应用于众多领域．则下列关于激光的说法合理的是
A．某激光器产生超短脉冲时长为2.0×10-13s，能量为1.0J，则此激光超短脉冲的功率为5.0×1013W
B．短脉冲激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，测得在该时间段内被测物体的移动距离，从而得到被测物体的移动速度．激光测速选取的时间间隔越长，测得物体移动的瞬时速度越准确
C．“啁啾”来源于鸟鸣，意即频率变化，“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化
D．利用光学镊子捕获活体细菌时，红外激光光镊比绿色激光光镊更容易杀死活体细菌
7．据新华网2019年6月24日报道，中国科学院空天信息研究院和中国科学技术大学等单位联合研制出高速高精度激光汤姆孙散射仪，为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实的基础。下列说法正确的是（　　）
A．激光被散射后频率不变 B．激光被散射后频率增大
C．核聚变反应在常温下就可以发生 D．核聚变反应能够释放能量
8．下列说法正确的是（　　）
A．“彩超”利用超声波的衍射原理 B．“B超”利用电磁波的反射原理
C．“全息照片”利用激光的干涉原理 D．“雷达”利用超声波的多普勒效应
9．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
10．华中科技大学建规学院等多家单位联合打造的2022年XR新春光影秀在千古名楼黄鹤楼上演。光影秀是介于实景与电影之间的一种新的光影艺术，下列有关光现象说法正确的是（　　）
A．光影秀使用的激光方向性好，所以激光不能发生衍射现象
B．斜放在装有水的玻璃杯里的吸管看起来像折断了一样，这是光的折射现象
C．立体电影原理和眼镜镜片表面涂上的增透膜的原理一样
D．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由于光的衍射形成的
11．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
12．下列说法中不正确的是（　　）
A．电子表的液晶显示用到了偏振光
B．光纤利用的是光的全反射
C．红光由空气进入水中，波长变短，颜色不变
D．激光可用于全息照相，利用了其能量高的特点
13．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
14．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
15．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
二、填空题
16．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，也可对DNA分子进行超微型基因修复。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
纳米科技是人类认识自然的一个新层次，等于( )。
A． B． C． D．
17．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
18．激光具有高度的__________性，它的__________好、__________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．激光是纵波
B．频率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
19．光纤通信的优点是：______、______、抗干扰性好、中继距离长、保密性好。
三、解答题
20．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？
21．一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？
22．激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量。例如一台红宝石巨脉冲激光器，激光束的发散角只有，在垂直于激光束的平面上，平均每平方厘米面积的功率达到。激光的这一特性有哪些应用价值？请你举例说明。
23．由哪些现象或实验结果可以说明：
(1)光是一种波；
(2)光是横波；
(3)与水波的波长相比较，光波的波长非常短；
(4)绿光的波长比红光的波长短。
24．激光是一种人造光，其主要特点有哪些？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．激光是电磁波中的一种，是一种横波，A项错误；
B．频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B项错误；
C．能产生干涉的条件是两列光的频率要相同，C项错误；
D．测定距离就是利用激光的平行度高的特性，D项正确。
故选D。
2．C
【详解】
在做双缝干涉实验时，常用激光光源，这主要是应用激光的相干性好以及单色性好．容易发生干涉现象，故C正确，ABD错误．故选C．
【点睛】激光具有普通光所不具有的特点，可概括为三好（单色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）．
3．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．
4．C
【详解】
试题分析：自然界中的反射光等均属于偏振光；故A错误；只有声源和观察者间有相对运动时才能观察到频率的变化；故B错误；全息照片往往用激光拍摄，主要是利用了激光的高相干性；故C正确；将两个固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一个音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听到未被敲击的音叉发出声音，这是声波共鸣现象；故D错误；故选C．
考点：偏振光；激光；共鸣；多普勒现象
【名师点睛】题考查生活中的光学及声音现象，要知道自然界中的反射光等均属于偏振光；只有声源相对观察者在运动时才能感到频率变化；激光具有相干性；相同频率的物体可以产生共振现象，要学会注意观察总结并能会解释相关现象．
5．B
【详解】
．激光能够传递声音、图象等信息，因此可以利用激光进行通信，故正确
．激光的强度很大，可以用来切割、加工较硬的材料，故正确；
．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，故错误；
．激光的定向性好，精准度高，可以进行长距离测距，故正确。
故选B.
【点睛】
解决此题的关键是对激光的特点有大体的了解，属于基础性题目；明确激光的高能量，平行性好等特性的应用．
6．C
【详解】
A项：由公式，故A错误；
B项：时间间隔越短，该段时间内的平均速度越接近物体的瞬时速度，所以激光测速选取的时间间隔越短，测得物体移动的瞬时速度越准确，故B错误；
C项：“啁啾”来源于鸟鸣，即鸟叫的频率变化，所以“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化，故C正确；
D项：由于红外线的能量比绿色光的能理更低，红外激光光镊比绿色激光光镊更难杀死活体细菌，故D错误．
故选C．
7．D
【详解】
AB．由于光具有粒子性，因此当激光被散射后，光子能量减小，频率降低，AB错误；
C．核聚变反应属于热核反应，必须在高温下进行，C错误；
D．核聚变反应放出大量能量，D正确。
故选D。
8．C
【详解】
A．“彩超”利用超声波的反射原理，并不是衍射原理，故A错误。
B．“B超”是利用了超声波的反射原理来工作的，故B错误。
C．“全息照片”利用激光的干涉原理，故C正确。
D．“雷达”利用电磁波的多普勒效应，故D错误。
故选B。
9．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”．
10．B
【详解】
A．激光是一种波，衍射是波的特有现象，故A错误；
B．斜放在装有水的玻璃杯里的吸管看起来像折断了一样，这是光在从水进入空气时发生了折射，故B正确；
C．立体电影原理是利用了光的偏振原理，眼镜镜片表面涂上的增透膜是利用了光的干涉原理，故C错误；
D．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由于肥皂膜内外光线发生干涉形成的，故D错误。
故选B。
11．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.
12．D
【详解】
A．电子表的液晶显示用到了偏振光，故A正确，不符合题意；
B．光纤利用的是光的全反射，故B正确，不符合题意；
C．红光由空气进入水中，频率不变，所以颜色不变，根据
可知折射率n变大，波长变短，故C正确，不符合题意；
D．光具有很高的相干性，可用于全息照相，由于它记录了光的相位信息，看起来立体感较强，跟真的一样，故D错误，符合题意。
故选D。
13．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。
14．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。
15．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。
16． BC C
【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，AD错误，BC正确，故选BC。
[2]纳米是长度单位，波长经常用纳米作单位，，ACD错误，B正确，故选B。
17．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。
18． 相干 平行度 亮度能量 D
【详解】
第一空．激光具有良好的相干性
第二空．激光具有良好的平行度
第三空．激光具有很高的亮度和能量
第四空．A．激光属于电磁波，电磁波为横波，故A错误；
B．频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由 知，波长也不同，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；
19． 方向性好 容量大
【详解】
[1]光纤通信的主要优点是方向性好
[2]容量大、衰减小、抗干扰性强，载有声音、图象以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可沿着光纤传到千里之外的另一端，实现光纤通信.
20．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。
21．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。
22．见解析
【详解】
激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量，功率很大，则可以用来切割、焊接材料，或者在医学上用来切开皮肤、切除肿瘤等。
23．(1)光的干涉和衍射现象说明光是一种波；
(2)光的偏振现象说明光是横波；
(3)水波容易发生衍射，而光波很难发生衍射；
(4)双缝干涉实验说明绿光的波长比红光波长短。
【详解】
(1)光能发生干涉和衍射现象，干涉和衍射是波特有的现象，说明光是一种波；
(2)光能发生偏振现象，说明光是横波；
(3)水波能绕过较大的障碍物发生衍射，而光波不能绕过较大的障碍物发生衍射，说明与水波的波长相比较，光波的波长非常短；
(4) 实验室使用双缝干涉演示仪器器，看到红光或绿光的干涉条纹，由条纹间距公式
其中L是双缝到观察屏的距离，d为双缝间距，λ为入射光的波长，可知在L、d相同的条件下绿光的明条纹间距比红光的明条纹间距窄，从而证明绿光的波长比红光的波长短。
24．相干性好、平行度好、亮度高
【详解】
激光主要特点：相干性好、平行度好、亮度高．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页