上海市甘泉高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：4.7激光 跟踪训练（含解析）

4.7激光
1．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
2．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
3．下列关于光的应用的说法中,正确的是（ ）
A．3D立体电影的放映利用了光的干涉原理 B．电子表的液晶显示应用了光的衍射原理
C．可利用激光进行室内照明 D．激光全息照相是利用了激光的相干性好的特点
4．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量。则激光器每秒发射的光子数为
A． B． C． D．λPhc
5．物理知识在科学技术、生产生活中有广泛的应用，下列说法正确的是
A．医学上利用激光切除肿瘤，主要是因为激光的平行度好
B．超声波仪器使用超声波，是因为超声波容易发生衍射
C．拍摄玻璃橱窗内物品时，在相机镜头前加一偏振片可以减弱反射光，使景象清晰
D．望远镜镜头表面常常涂一层透光的膜，这是利用光的全反射现象
6．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
7．关于光和波的相关知识及其应用，皋城高中高二学生提出以下四种观点，其中正确的是　　
A．激光能像无线电波那样用来传递信息
B．全息照相利用了激光方向性好的特点
C．声波和光波均为横波
D．同一声波在不同介质中传播速度不同，同一光波在不同介质中传播速度相同
8．下列说法正确的是____
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的折射的结果，这一现象叫做光的色散
B．激光测距是应用了激光平行性好的特点
C．光导纤维传送图像信息利用了光的衍射原理
D．在双缝干涉实验中要使条纹变宽，唯一的办法是将入射光由绿光变为红光
E.、两种光从相同的介质入射到真空中，若光的频率大于光的频率，则逐渐增大入射角，光先发生全反射
9．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
10．下列说法正确的是
A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．在阳光下，肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹，这是光的干涉现象
D．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大
E.两列声波在空中相遇时不会相互干扰，会按原有的频率、传播方向继续传播
11．如图所示，是用光传感器做双缝干涉的实验装置．激光光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器．光传感器是一个小盒，在图中白色狭长矩形部分，沿矩形的长边分布着许多光敏单元．这个传感器各个光敏单元得到的光照信息经计算机处理后，在荧光屏上显示出来．
①下列关于本实验的操作与叙述正确的是______（填字母）；
A．应该在光源和双缝之间加一个单缝，才能使实验成功
B．下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，则干涉条纹间距减小
C．光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，则干涉条纹间距减小
D．保持光源和双缝挡板的距离不变，同时下移它们，使它们靠近光传感器，则干涉条纹间距不变
②用激光替代普通光源来做本实验，最主要是利用了激光的______（填字母）；
A．相干性高 B．平行度好 C．亮度高
12．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
13．下列说法正确的是__________
A．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
B．光的偏振现象说明光是一种纵波
C．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高的特点
参考答案
1．B
【解析】
【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．
2．D
【解析】
【分析】
【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．
3．D
【解析】3D立体电影的放映利用了光的偏振原理，选项A错误；电子表的液晶显示应用了光的偏振原理，选项B错误；室内照明需要更多的散射光，而激光的方向性比较好，是单方向的光，不适合室内照明，故C错误．激光全息照相是利用了激光的相干性好的特点，选项D正确；故选D.
4．C
【解析】每个光子的能量，设每秒（t=1s）激光器发出的光子数是n，则，即，解得，C正确；
5．C
【解析】
【详解】
医学上利用激光切除肿瘤，主要是因为激光的方向性好，而且具有很高的能量，故A错误；超声波仪器使用超声波，是因为超声波的多普勒现象，故B错误；照相机镜头前加偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，从而使玻璃后的影像清晰，故C正确；望远镜镜头表面常常涂一层透光的膜，这是利用光的薄膜干涉现象，增加透射光的强度，故D错误。
6．C
【解析】
【分析】
【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”．
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．激光具有电磁波的一切性质，可以用来传递信息；故A正确.
B．全息照相是利用了激光的相干性来工作的，不是利用了方向性好；故B错误.
C．声波是纵波，光波是横波；故C错误.
D．声波和光波在同一种种介质中传播的速度均相同；故D错误.
故选A．
【点睛】
本题考查了激光的特性及光波与声波的区别；关键是记住其特点：平行度好、亮度高、是相干光．光波是电磁波，声波是机械波.
8．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的折射的结果，这一现象叫做光的色散，选项A正确；
B．激光测距是应用了激光平行性好的特点，选项B正确；
C．光导纤维传送图像信息利用了光的全反射原理，选项C错误；
D．在双缝干涉实验中要使条纹变宽，根据可知，因红光波长较绿光较大，则可将入射光由绿光变为红光，同时也可以增加双缝到干涉屏的距离以及缩小双缝间距，选项D错误；
E．a、b两种光从相同的介质入射到真空中，若a光的频率大于b光的频率，则a光的折射率大于b光的折射率，根据sinC=1/n可知，a光的临界角较小，则逐渐增大入射角， a光先发生全反射，选项E正确．
9．ACE
【解析】
【分析】
【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．
10．CDE
【解析】
试题分析：全息照相利用了激光的频率单一，具有相干性好的特点，利用了光的干涉现象，与光的衍射无关．故A错误；受迫振动的频率等于驱动率的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振动显著增强，当驱动力的频率等于物体的固有频率时即共振．故B错误；在阳光下，肥皂泡表面呈现出五颜六色的花纹，这是光的干涉现象，选项C正确；根据多普勒效应可知，当两物体以很大的速度互相靠近时，感觉频率会增大，远离时感觉频率会减小，所以鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大．故D正确．根据波的独立传播原理可知，当两列声波在空中相遇时不会相互干扰，会按原有的频率、传播方向继续传播，选项E正确；故选CDE.
考点：全息照相；光的干涉；多普勒现象；受迫振动；
11．C A
【解析】
【详解】
①[1]A. 因激光的相干性高，则光源和双缝之间不需要加一个单缝，故A错误；
B. 根据双缝干涉条纹的间距公式知，若下移光源，使之更靠近刻有双缝的挡板，即减小光源与双缝间距，与干涉条纹间距无关，故B错误；
C. 光源不动，下移双缝挡板，使之更靠近光传感器，根据双缝干涉条纹的间距公式知，即减小光源与双缝间距，那么干涉条纹间距会减小，故C正确；
D. 保持光源和双缝挡板的距离不变，同时下移它们，使它们靠近光传感器，根据双缝干涉条纹的间距公式知，则干涉条纹间距增大，故D错误；
②[2]因激光的相干性高，因此可用激光替代普通光源来做实验；
A.相干性高与分析相符，故A正确；
B.平行度好与分析不符，故B错误；
C.亮度高与分析不符，故C错误；
12．相干 平行度 亮度能量 D
【解析】
【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；
13．ACD
【解析】
【详解】
玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，故A正确；光的偏振现象说明光是一种横波，故B错误；全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，故C正确；医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高，能量强的特点，故D正确。所以ACD正确，B错误。