高二物理粤教版（2019）选择必修二 4.7 激光 课时作业（含解析）

4.7 激光
一、单选题
1．在做双缝干涉实验时，常用激光光源，这主要是应用激光的（ ）
A．相干性好 B．反射性好 C．亮度高的特性 D．平行性好
2．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．关于激光的应用问题,下列说法中正确的是
A．全息照相是利用激光平行度非常好的特点
B．利用强激光产生的高压使得可控核聚变成为可能
C．用激光束来切割或焊接浪硬的材料是利用激光平行度好的特点
D．“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光有相干性的特点
4．下列选项与多普勒效应无关的是（　　）
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．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
D．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
5．某同学在学习光学时，对神奇的光现象产生了兴趣，但对光现象的理解有一项是错误的，请帮他指出（　　）
A．光纤通信利用了光的全反射原理
B．可以利用X射线衍射探测晶体的结构
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加增透膜
D．利用激光平行度好的特性，可以较准确的测量地球到月球的距离
6．下列说法正确的有（ ）
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B．照相机镜头涂有增透膜，各种颜色的可见光能几乎全部透过镜头
C．电磁波频率的大小取决于在某种介质中传播的速度和波长的大小
D．感染新冠病毒者体温升高时，热辐射的强度极大值向波长较长方向移动
7．下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是（　　）
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B．电影是利用了光的偏振现象
C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象
8．下列几个光现象中，说法正确的是（　　）
A．水中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
B．激光虽然是人类制造，但是与自然光的特性相同
C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹是光的折射产生的色散现象
D．通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹是光的衍射现象
二、多选题
9．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不相同
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
10．关于光现象及其应用，下列说法正确的是________
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度
D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率低于声源的频率
E．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短
11．2016年，科学家利用激光干涉方法探测到由于引力波引起的干涉条纹的变化，这是引力波存在的直接证据．关于激光，下列说法中正确的是（　　）
A．激光平行度好，可以测量月球到地球的距离
B．激光相干性好，任何两束激光都能发生干涉
C．激光是人工制造的，原子受激辐射的光，不是偏振光
D．激光全息照片是利用光的干涉，记录物体三维图象的信息
12．下列说法正确的是________．
A．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变宽
B．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物
C．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
D．地面上测得静止的直杆长为L，则在高速飞行火箭中的人测得手中的杆长应小于L
三、解答题
13．激光是一种人造光，其主要特点有哪些？
14．应用激光平行性好的特点，可以精确地测量距离。对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离，若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为，则月球到地球的距离大约是多少？
15．一种红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道闪光，每道闪光称为一个光脉冲，若这种激光器光脉冲的持续时间为1.0×10－11 s，波长为694.3 nm，发射功率为1.0×1010 W。
(1)每列光脉冲的长度是多少？
(2)用红宝石激光照射皮肤色斑，每1 cm2吸收能量达到60 J以后，色斑便逐渐消失，一颗色斑的面积是50 mm2，则它需要吸收多少个红宝石激光脉冲才能逐渐消失？
参考答案：
1．A
【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．
故选A．
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．B
【分析】全息照相是利用光的干涉原理；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；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、平行度好）一高（亮度高）．
【详解】全息照相利用了激光相干性好的特性，是光的干涉现象，故A错误；由于激光的频率较高，能量较高，所以人工控制核聚变的一个可能实现途径是利用强激光产生的高温高压引起核聚变，故B正确；用激光束来切割或焊接较硬的材料是利用激光能量高的特点，故C错误；“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光平行度好的特点，故D错误；故选B．
【点睛】掌握激光的特性及用途，理解全息照相的工作原理．熟记激光的特点：单色性好、相干性好、平行度好、亮度高．
4．A
【详解】A．科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用光的反射原理，故A错误，符合题意；
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速是利用超声波的多普勒效应，故B正确，不符合题意；
C．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是利用超声波的多普勒效应，故C正确，不符合题意；
D．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，是利用光的多普勒效应，故D正确，不符合题意。
故选D。
5．C
【详解】A．光纤通信利用了光的全反射原理，故A不符合题意；
B．构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列，晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来，故B不符合题意；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，玻璃有反光，所以往往在镜头前加一个偏振片以削弱反射光的干扰，使照片清晰，故C符合题意；
D．激光方向集中，也就是平行度好，所以可比较精确测量月球到地球的距离，故D不符合题意。
故选C。
6．A
【详解】A．全息照相利用了激光频率单一，具有相干性好，故A正确；
B．照相机镜头涂有增透膜，但并不是各种颜色的可见光全部透过镜头，故B错误；
C．电磁波频率取决于振源的频率，故C错误；
D．随着温度的升高黑体辐射的强度的极大值向波长较短的方向移动，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性，故A正确；
B．电影是利用了光的偏振现象，故B正确；
C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰，故C正确；
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故D错误。
本题选不正确项，故选D。
8．D
【详解】A．水中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故A错误；
B．激光是一种单频率的光，偏振光，不发散，高能量；自然光都是混合的光，非偏振光。故B错误；
C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹是光的薄膜干涉产生的色散现象，故C错误；
D．通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹是光的衍射现象，故D正确。
故选D。
9．BD
【详解】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，其他介质中波长小于真空中波长，故B正确；
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BD。
10．ACE
【详解】A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点，故A正确；
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，故C正确；
D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率高于声源的频率，故D错误；
E．一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，但频率不变，故波长变短，故E正确．
故选ACE．
11．AD
【详解】A.激光平行度好，易直线传播，故可以用来测量月球到地球的距离，A正确；
B.激光相干性好，只有频率相同的两束激光才会发生干涉，B错误；
C.激光是人造光，也是偏振光，C错误；
D.激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图象的信息，D正确；
12．AB
【分析】根据相对论原理，沿着飞行方向上，长度缩短，根据条纹宽度的公式，分析改变入射光可得相邻干涉条纹间距的变化；
【详解】A． 在双缝干涉实验中，根据条纹宽度的公式可知，若仅将入射光由绿光改为红光，波长变长，则相邻干涉条纹间距变宽，故A正确；
B．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，利用了激光的频率单一性的特点，故B正确；
C．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的干涉原理，故C错误；
D．根据相对论原理，地面上测得静止的直杆长为L，在沿杆方向高速飞行火箭中的人相对于杆是静止的，所以测得长度不变，故D错误；
故选AB．
【点睛】在双缝干涉实验中，波长变长，则相邻干涉条纹间距变宽；光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物；全息照片利用了激光的干涉原理；
13．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．
14．
【详解】光速，设从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为t，则t时间内激光所通过的路程是月地距离的2倍，因，则月球到地球的距离大约为
15．(1)3.0×10－3 m　(2)300个
【详解】(1)光脉冲持续时间即为发射一个光脉冲所需要的时间，所以一个光脉冲的长度为
L=c t=3.0×l08×l.0×10-11m=3.0×10-3m
(2)一个光脉冲所具有的能量为
E=P t=1.0×l010×l.0×10-11J
消除面积为50mm2的色斑需要的光脉冲数是
=300（个）