高中物理选修3－4 第十三章光 8激光
文档属性
| 名称 | 高中物理选修3－4 第十三章光 8激光 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 163.3KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-03-02 10:09:27 | ||
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文档简介
第十三章 光
8 激 光
知能要点
1. 能描述激光的特性.
2. 能掌握激光的应用.
基础巩固 飞跃，这里是最好的起点……
1. 下列关于激光的描述正确的是( )．
A. 晚上手电筒发出的光束就是激光
B. 激光可以发生干涉
C. 激光可以发生衍射
D. 激光是纵波
2. 纳米科技是跨世纪的新技术，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可以修复人体内已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除．以上应用是利用了激光的( )．21*cnjy*com
A. 单色性 B. 方向性
C. 高能量 D. 平行性
3. 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，于是形成了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，激光火箭利用的是激光的( )．
A. 相干性好 B. 方向性好
C. 高能量 D. 平行度高
4. 关于激光，下列说法正确的是( )．
A. 激光是用人工方法激发出的一种特殊的光
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
5. 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什么特性( )．
A. 亮度高 B. 平行性好
C. 单色性好 D. 波动性好
6. 2001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献，激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为4×1014 Hz，则该激光的波长为( )．
A. 0.25 μm B. 0.50 μm
C. 0.75 μm D. 1.33×106 m
思维拓展 课内与课外的桥梁是这样架起的……
7. 电脑中的光驱通常用激光来读、写信息，这是利用了激光的( )．
A. 相干性好 B. 方向性好
C. 高能量 D. 平行度高
8. 如图所示，激光束从地面竖直往上射向水平位置、镜面朝下的平面镜M，M离地高度h，使镜面绕通过入射点的水平轴转过α角，则反射到地面上的光点水平移动的距离是( )．
A. htanα B. hsinα
C. htan2α D. hsin2α
9. 利用激光遇到物体发生反射的特点，可以测定物体的有关参量，如图甲所示，B为固定的激光发生器和接收器于一体的装置，C为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车，现使B对准匀速行驶的小车C，使B每隔固定时间T0发射一激光脉冲如图乙所示中幅度较大的波形，B接收的由小车C返回的激光脉冲为图乙所示幅度较小的波形，发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙中所示，T0、T、ΔT均为已知，则根据所给信息判断小车的运动方向为________(填“向左”或“向右”)，速度大小为_________(光速为c)．21*cnjy*com
10. 如图所示，一条长L＝500m的光导纤维用折射率为n＝的材料制成．一细束激光由其左端的中心点以i＝45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出．求：
(1)该激光在光导纤维中的速度v是多大？
(2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多长？
11. 如图所示，激光液面控制仪的原理是：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，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度．如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到B′点，由此可知液面降低了___________________________________________________。
开放探究 对未知的探究，你也行！
12. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理．用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间间隔Δt及双缝到屏之间距离l以及相邻两条亮纹间距Δx，若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是( )．
A. v＝ B. v＝ C. v＝ D. v＝21*cnjy*com
13. 一般认为激光器发出的是频率为ν的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率ν是它的中心频率，它所包含的频率范围为Δν(频宽)．让单色光照射到一薄膜表面，一部分从前表面反射回来(称为甲光)，其余部分进入薄膜内部，其中的一小部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出(称为乙光)，甲、乙这两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉．乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间Δt.理论和实践都证明：能观察到明显的干涉现象的条件是Δt的最大值Δtm与Δν的乘积近似等于1，即只有满足Δtm·Δν≈1才会观察到明显、稳定的干涉现象．已知某红宝石激光器发出的激光频率ν＝4.32×1014Hz，它的频宽Δν＝8×109Hz，让这束单色光由空气斜射到折射率n＝的薄膜表面，射入时与薄膜表面成θ＝45°角，如图所示，求：
(1)从O点射入薄膜中的光线的传播方向和速度；
(2)估算在图示情况下，能观察到明显干涉现象的薄膜的最大厚度．
走进高考 解剖真题，体验情境。
14. (2011·福建双十中学月考)2009年10月1日晚，首都北京各界人士欢聚一堂，热烈庆祝中华人民共和国成立60周年. 在天安门广场举行的联欢晚会上，焰火呈现出的“锦绣河山”图更是惊艳全场. 下列关于光的认识，正确的是( )．
A. 焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的波长要长
B. 利用相机拍下这些壮观景象时，涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透射
C. 通过电视观看国庆焰火时，电视机遥控器是利用红外线脉冲信号来进行遥控的
D. 联欢晚会上各种节目中所利用的激光是一种相干光
15. (2010·江苏·12B(1)，4分)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21*cnjy*com
参考答案
8 激 光
1. B、C
2. C 解析：本题考查激光的特点．激光具有相干性好、平行度好和高亮度三个方面的特点，本题利用的是它的高亮度．
3. C
恒定，而从图形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车C速度方向与激光发射的方向一致，即小车向右运动．
(2)要求小车的速度，关键是要求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图，如图所示．
小车在第一次收到脉冲至第二次收到脉冲时，运动的距离等于第二次与第一次激光单程到达小车时的路程之差．
s＝－＝c·－c·＝c·ΔT，如图所示，可知在s这段位移内小车运动的时间t＝(T0＋－)＝T0＋.
故小车的速度大小为v＝＝.
10. (1)2.1×108m/s (2)2.7×10－6s
解析：本题考查激光在光导纤维中的传播情况，涉及光的全反射问题分析．(1)由n＝得v＝2.1×108m/s；(2)由n＝得折射角r＝30°，因此光在光导纤维中传输通过的总路程为s＝＝577m，经历的时间t＝＝2.7×10－6 s.
11. coti 解析：入射光方向不变，则i不变，而O′B′平行于OB.设液面降了h，据几何关系可得：h＝coti.
12. B 解析：本题考查激光在实际生活中的应用，涉及光的干涉现象．由Δx＝λ，且d＝vΔt，故得v＝，应选B.
13. (1)折射角为30° 2.1×108m/s (2)11.5mm
解析：本题考查光的折射和反射现象，涉及题给条件信息的处理．
(1)根据光的折射定律，设光从空气射入薄膜的折射角为α，由n＝＝，α＝30°，光在薄膜中的速度为v，由n＝，v＝2.1×108m/s.
(2)如图所示，设能观察到明显干涉现象的薄膜的最大厚度为d，则Δtm＝，
又由于Δtm·Δν≈1，
故d＝＝11.5mm.
14. A、C、D 解析：涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是说明增透膜增强了对淡紫色光的反射，B错；电视机遥控器是利用红外线脉冲信号来进行遥控的，C正确；激光是一种人工产生的相干光，D正确．
15. D
8 激 光
知能要点
1. 能描述激光的特性.
2. 能掌握激光的应用.
基础巩固 飞跃，这里是最好的起点……
1. 下列关于激光的描述正确的是( )．
A. 晚上手电筒发出的光束就是激光
B. 激光可以发生干涉
C. 激光可以发生衍射
D. 激光是纵波
2. 纳米科技是跨世纪的新技术，将激光束宽度聚焦到纳米范围，可以修复人体内已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，把令人类无奈的癌症、遗传疾病彻底根除．以上应用是利用了激光的( )．21*cnjy*com
A. 单色性 B. 方向性
C. 高能量 D. 平行性
3. 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，于是形成了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，激光火箭利用的是激光的( )．
A. 相干性好 B. 方向性好
C. 高能量 D. 平行度高
4. 关于激光，下列说法正确的是( )．
A. 激光是用人工方法激发出的一种特殊的光
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
5. 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什么特性( )．
A. 亮度高 B. 平行性好
C. 单色性好 D. 波动性好
6. 2001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献，激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为4×1014 Hz，则该激光的波长为( )．
A. 0.25 μm B. 0.50 μm
C. 0.75 μm D. 1.33×106 m
思维拓展 课内与课外的桥梁是这样架起的……
7. 电脑中的光驱通常用激光来读、写信息，这是利用了激光的( )．
A. 相干性好 B. 方向性好
C. 高能量 D. 平行度高
8. 如图所示，激光束从地面竖直往上射向水平位置、镜面朝下的平面镜M，M离地高度h，使镜面绕通过入射点的水平轴转过α角，则反射到地面上的光点水平移动的距离是( )．
A. htanα B. hsinα
C. htan2α D. hsin2α
9. 利用激光遇到物体发生反射的特点，可以测定物体的有关参量，如图甲所示，B为固定的激光发生器和接收器于一体的装置，C为一辆在水平地面上做匀速直线运动的小车，现使B对准匀速行驶的小车C，使B每隔固定时间T0发射一激光脉冲如图乙所示中幅度较大的波形，B接收的由小车C返回的激光脉冲为图乙所示幅度较小的波形，发射、接收激光脉冲的时间间隔如图乙中所示，T0、T、ΔT均为已知，则根据所给信息判断小车的运动方向为________(填“向左”或“向右”)，速度大小为_________(光速为c)．21*cnjy*com
10. 如图所示，一条长L＝500m的光导纤维用折射率为n＝的材料制成．一细束激光由其左端的中心点以i＝45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出．求：
(1)该激光在光导纤维中的速度v是多大？
(2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多长？
11. 如图所示，激光液面控制仪的原理是：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，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面高度．如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到B′点，由此可知液面降低了___________________________________________________。
开放探究 对未知的探究，你也行！
12. 激光散斑测速是一种崭新的测速技术，它应用了光的干涉原理．用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝，待测物体的速度v与二次曝光时间间隔Δt的乘积等于双缝间距．实验中可测得二次曝光时间间隔Δt及双缝到屏之间距离l以及相邻两条亮纹间距Δx，若所用激光波长为λ，则该实验确定物体运动速度的表达式是( )．
A. v＝ B. v＝ C. v＝ D. v＝21*cnjy*com
13. 一般认为激光器发出的是频率为ν的单色光，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率ν是它的中心频率，它所包含的频率范围为Δν(频宽)．让单色光照射到一薄膜表面，一部分从前表面反射回来(称为甲光)，其余部分进入薄膜内部，其中的一小部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出(称为乙光)，甲、乙这两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉．乙光与甲光相比，要多在薄膜中传播一小段时间Δt.理论和实践都证明：能观察到明显的干涉现象的条件是Δt的最大值Δtm与Δν的乘积近似等于1，即只有满足Δtm·Δν≈1才会观察到明显、稳定的干涉现象．已知某红宝石激光器发出的激光频率ν＝4.32×1014Hz，它的频宽Δν＝8×109Hz，让这束单色光由空气斜射到折射率n＝的薄膜表面，射入时与薄膜表面成θ＝45°角，如图所示，求：
(1)从O点射入薄膜中的光线的传播方向和速度；
(2)估算在图示情况下，能观察到明显干涉现象的薄膜的最大厚度．
走进高考 解剖真题，体验情境。
14. (2011·福建双十中学月考)2009年10月1日晚，首都北京各界人士欢聚一堂，热烈庆祝中华人民共和国成立60周年. 在天安门广场举行的联欢晚会上，焰火呈现出的“锦绣河山”图更是惊艳全场. 下列关于光的认识，正确的是( )．
A. 焰火中各种五颜六色的光中红光比绿光的波长要长
B. 利用相机拍下这些壮观景象时，涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透射
C. 通过电视观看国庆焰火时，电视机遥控器是利用红外线脉冲信号来进行遥控的
D. 联欢晚会上各种节目中所利用的激光是一种相干光
15. (2010·江苏·12B(1)，4分)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21*cnjy*com
参考答案
8 激 光
1. B、C
2. C 解析：本题考查激光的特点．激光具有相干性好、平行度好和高亮度三个方面的特点，本题利用的是它的高亮度．
3. C
恒定，而从图形看，从发射到接收的时间间隔逐渐增大，故可知小车C速度方向与激光发射的方向一致，即小车向右运动．
(2)要求小车的速度，关键是要求出小车通过的某段位移和所用时间，可用运动学中处理追及问题的方法求解，作出运动示意图，如图所示．
小车在第一次收到脉冲至第二次收到脉冲时，运动的距离等于第二次与第一次激光单程到达小车时的路程之差．
s＝－＝c·－c·＝c·ΔT，如图所示，可知在s这段位移内小车运动的时间t＝(T0＋－)＝T0＋.
故小车的速度大小为v＝＝.
10. (1)2.1×108m/s (2)2.7×10－6s
解析：本题考查激光在光导纤维中的传播情况，涉及光的全反射问题分析．(1)由n＝得v＝2.1×108m/s；(2)由n＝得折射角r＝30°，因此光在光导纤维中传输通过的总路程为s＝＝577m，经历的时间t＝＝2.7×10－6 s.
11. coti 解析：入射光方向不变，则i不变，而O′B′平行于OB.设液面降了h，据几何关系可得：h＝coti.
12. B 解析：本题考查激光在实际生活中的应用，涉及光的干涉现象．由Δx＝λ，且d＝vΔt，故得v＝，应选B.
13. (1)折射角为30° 2.1×108m/s (2)11.5mm
解析：本题考查光的折射和反射现象，涉及题给条件信息的处理．
(1)根据光的折射定律，设光从空气射入薄膜的折射角为α，由n＝＝，α＝30°，光在薄膜中的速度为v，由n＝，v＝2.1×108m/s.
(2)如图所示，设能观察到明显干涉现象的薄膜的最大厚度为d，则Δtm＝，
又由于Δtm·Δν≈1，
故d＝＝11.5mm.
14. A、C、D 解析：涂有增透膜的照相机镜头看上去呈淡紫色，是说明增透膜增强了对淡紫色光的反射，B错；电视机遥控器是利用红外线脉冲信号来进行遥控的，C正确；激光是一种人工产生的相干光，D正确．
15. D