广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：4.7激光 课时训练（含解析）

4.7激光
1．瑞典皇家科学院10月2日宣布，授予美国物理学家阿瑟阿斯金(Arthur
Ashkin)、法国物理学家热拉尔·穆鲁(Gerard
Mourou)及加拿大物理学家唐纳·斯特里克兰(Donna
Strickland)
2018年诺贝尔物理学奖，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献．下列关于激光的说法不正确的是（
）
A．激光是一种人工产生的相干光，它不能像无线电波一样被调制并用来传递信息
B．激光可以用来精确的测距，这是利用了激光的平行度好这个特点
C．医学上用激光做“光刀”切开皮肤以及“焊接”剥落的视网膜利用了激光亮度高的特点
D．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
2．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
3．下列关于光的性质说法正确的是
A．托马斯·杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波
B．日落时分，在岸上拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰
C．马路积水上的油膜呈现彩色图样是光的衍射现象
D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是应用了光的全反射现象
4．两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜的左面入射，从的右面出射，则出射光线是（
）
A．一束白光
B．白光带
C．散射彩色带
D．平行彩色带
5．2018年央视春节晚会大量使用激光，为观众提供了一场视觉盛宴．下列关于光的应用说法正确的是________
A．光学镜头的增透膜是利用光的衍射原理
B．全息照相主要是利用激光的相干性好的特点
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．用透明的标准平面样板检查平面的平整度是利用光的偏振
E.光导纤维传递信息是利用了光的全反射
6．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则(　　)
A．图中a光为偏振光
B．图中b光为偏振光
C．以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮
D．以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮
E.以SP为轴将A转过后，在P处将看到光亮
7．关于物理原理在技术上的应用，下列说法中正确的是　　
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B．3D电影是利用了光的干涉特性
C．摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性
D．红外遥感是利用了红外线具有显著热效应的特性
8．将激光束的宽度聚焦到纳米级（）范围内，可修复人体已损坏的器官，可对分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除，以上功能是利用了激光的（
）
A．单色性好
B．平行度好
C．粒子性
D．高能量
9．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．激光火箭利用了激光的（
）
A．单色性好
B．平行度高
C．高能量
D．相干性好
10．下面事实与光的干涉有关的是（
）
A．用光导纤维传输信号
B．水面上的油膜呈现彩色
C．水中的气泡显得格外明亮
D．照相机镜头在阳光下看上去呈淡紫色，是光的干涉现象
11．对于激光的认识，以下说法正确的是（
）
A．普通光源发出的光都是激光
B．激光是自然界普遍存在的一种光
C．激光是一种人工产生的相干光
D．激光已经深入我们生活的各个方面
12．用如图（1）所示的实验装置做“双缝干涉测光的波长”实验：
（1）以下实验装置操作及现象说法正确的是___。
A．测完了紫光的波长后，要再测量红光的波长，只需要更换滤光片，不需要再调节单缝及双缝就可以直接测量
B．去掉滤光片就观察不到干涉现象
C．若将光源换成激光，则不需要滤光片及单缝也能通过干涉现象测出光波的波长
D．若将光源换成激光，则不需要滤光片及双缝也能通过干涉现象测出光波的波长
（2）在实验中，双缝间距d=0.5mm，双缝与光屏问距离L=0.5m，某次实验在分划板上得到清晰的干涉图像，分划板中心与第一条亮条纹中心，
第八条亮条纹中心对齐时游标卡尺读数如图（2）所示，则分划板在第八条亮条纹中心对齐时游标卡尺读数为__mm，单色光的波长为___m(结果保留2位有效数字)。
参考答案
1．A
【解析】
A.
激光是一种人工产生的频率单一，通常用作相干光，传递信息操作简单容易，故A错误符合题意．
B.
激光测距是利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好，方向性好的特点．故B正确不符合题意．
C.
利用激光光强度大、能量集中，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜，故C正确不符合题意．
D.
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D正确不符合题意．
2．D
【解析】
A．光是一种电磁波，属于横波；故A错误；
B．光的不同介质中传播速度不同，频率相同的激光在不同介质中的波长不同；故B错误；
C．频率相同的光才能发生干涉现象；故C错误；
D．激光方向集中，也就是平行度好，可用于测量月球到地球的距离；故D正确．
3．B
【解析】
A、托马斯?杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故选项A错误；
B、在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使图象清晰，故选项B正确；
C、马路上积水表面的油膜呈现彩色图样，是膜的内外表面反射光，因频率相同，从而相互叠加，形成彩色图样，这是由于光的干涉现象，故选项C错误；
D、照相机镜头表面涂上增透膜，利用膜的内外表面反射光，相同的频率，相互叠加，从而增强透射光的强度，是利用了光的干涉现象，故选项D错误；
4．D
【解析】
各色光经两等腰棱镜折射的光路图如图所示．
各色光经多次折射，但由于两棱镜相邻两侧面平行，所以各色光出射光线与入射光线平行，最后出射光线是平行彩色带．
A.一束白光与分析结果不相符；故A项不合题意.
B.白光带与分析结果不相符；故B项不合题意.
C.散射彩色带与分析结果不相符；故C项不合题意.
D.平行彩色带与分析结果相符；故D项符合题意.
5．BCE
【解析】
光学镜头的增透膜是利用光的干涉原理，选项A错误；全息照相主要是利用激光的相干性好的特点，选项B正确；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，选项C正确；用透明的标准平面样板检查平面的平整度是利用光的干涉，选项D错误；光导纤维传递信息是利用了光的全反射，选项E正确；故选BCE.
6．BDE
【解析】
A．自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错误；
B．它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B正确；
C．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过后，P处仍无光亮，故C错误；
D．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，若将B转过，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，
故D正确；
E．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，以SP为轴将A转过后，则过A偏振片只能通过水平方向振动的偏振光，所以此光也能通过B偏振片，故E正确。
7．AD
【解析】
A、激光全息照相是利用了激光相干性好，获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，故A正确．
B、3D电影是利用了光的偏振现象，出现立体画面，故B错误．
C、镜头镀膜增透是利用了光的干涉现象，减弱光的反射，从而增加透射能力，故C错误．
D、红外遥感是利用了红外线的热效应显著与穿透能力强，故D正确．
故选AD．
【点睛】
考查光的干涉、偏振与衍射现象在日常生活中的应用，注意各自的区别与联系，是解题的关键，同时便于正确解题．
8．BD
【解析】
AB.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”；故A项不合题意，B项符合题意.
CD.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；故，C项不合题意，D项符合题意.
9．BC
【解析】
由于激光站与卫星相隔距离远，为了减少能量损失，必须使激光具有很好的平行度，同时使用激光的高能量.
A.单色性好与分析结果不相符；故A项不合题意.
B.平行度高与分析结果相符；故B项符合题意.
C.高能量与分析结果相符；故C项符合题意.
D.相干性好与分析结果不相符；故D项不合题意.
10．BD
【解析】
A.
光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号，与光的干涉无关；选项A不合题意.
B.
光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故与光的干涉有关；选项B符合题意.
C.
光从水或玻璃射到气泡中时，由于一部分射到气泡界面上的光发生了全反射，所以气泡看起来特别明亮；选项C不合题意.
D.
照相机的镜头呈现淡紫色是光的干涉现象，因为可见光有“红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫”七种颜色，而膜的厚度是唯一的，所以只能照顾到一种颜色的光让它完全进入镜头，一般情况下都是让绿光全部进入的，这种情况下你在可见光中看到的镜头反光其颜色就是蓝紫色，因为这反射光中已经没有了绿光，这是光的干涉现象；选项D符合题意．
11．CD
【解析】
A.普通光源发出的光（即使是所谓的单色光）频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足相干条件，所以激光与普通光源发出的光有着质的区别，A项不合题意.
BC.激光是原子受激辐射产生的光，要通过人工专门制得，所以并不是在自然界中普遍存在的，B项不合题意，C项符合题意.
D.在日常的生产、生活中很多方面都用到了激光，D项符合题意．
12．AC
15.5mm
6.310-7m
【解析】
（1）［1］A.由干涉条纹间距x=知，测完了紫光的波长后，要再测量红光的波长，只需要更换滤光片，改变入射光的波长，不需要再调节单缝及双缝就可以直接测量，故A正确；
B.去掉滤光片观察，会出现白光的干涉图样，故B错误；
CD.若将光源换成激光，激光是单色光，不需要滤光片及单缝也能通过干涉现象测出光波的波长，故C正确，D错误。
（2）［2］分划板在第八条亮条纹中心对齐时游标卡尺读数为x8=15.5mm。
［3］分划板中心与第一条亮条纹中心对齐时游标卡尺读数x1=11.1mm，x8-
x1=，单色光的波长
=m=6.310-7m