4.6 光的偏振 激光课后练习—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 4.6 光的偏振 激光课后练习—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 81.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-07 07:29:30 | ||
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文档简介
光的偏振 激光课后练习
一、单选题
1.关于偏振现象，下列说法正确的是（?? ）
A.?所有单色光都是偏振光
B.?一切光和波都能发生偏振现象
C.?偏振现象是横波特有的现象
D.?光的振动方向与偏振片的透振方向平行时，光完全不能通过偏振片
2.关于光的本性，下列说法错误的是（?? ）
A.?泊松亮斑说明光具有波动性 B.?偏振现象说明光是一种纵波
C.?光是一种概率波 D.?光子除了具有能量之外还具有动量
3.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P， A、B 两点光的强度变化情况是（? ）
A.?A，B 均不变??????????????B.?A，B 均有变化??????????????C.?A 不变，B有变化??????????????D.?A 有变化，B不变
4.下列说法正确的是（?? ）
A.?放射同位素可以用来做示踪原子
B.?结合能越大的原子核越稳定
C.?氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，电子的动能减小，电势能减小，所以氢原子的能量减小
D.?各种波均会发生偏振现象
5.关于光在传播过程中所表现的现象，下列说法不正确的是（?? ）
A.?用光导纤维束传输图像和信息，利用了光的全反射原理
B.?白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象
C.?光的偏振现象说明光是一种横波
D.?涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透色程度
6.关于激光的应用，下列说法正确的是（?? ）
A.?全息照片拍摄是利用了激光的全反射原理
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，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜
7.如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（?? ）
A.?光屏上光的亮度保持不变?????????????????????????????????????????? B.?光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动
C.?光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线?????D.?光屏上光的亮度会时亮时暗
8.根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
①闻其声而不见其人
②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；
这些物理现象分别属于波的（?? ）
A.?折射、干涉、多普勒效率、偏振?????????????????????????B.?干涉、衍射、偏振、多普勒效应
C.?衍射、偏振、折射、多普勒效应?????????????????????????D.?衍射、干涉、多普勒效应、偏振
9.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏白炽灯的前面以致没有光通过．如果将其中的一个偏振片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（?? ）
A.?透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零
B.?透过偏振片的光强先增强，然后减弱到非零的最小值
C.?透过偏振片的光强在整个过程中都增强
D.?透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
10.下列说法正确的是（?? ）
A.?全息照相主要是利用了光的偏振
B.?增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的 14
C.?用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象
D.?爱因斯坦关于狭义相对论的两个基本假设分别是：（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同
11.下列叙述中符合激光应用的实例，正确的是（?? ）
①利用激光进行通信 ②利用激光加工坚硬的材料
③利用激光进行室内照明 ④利用激光进行长距离精确测量．
A.?①②③????????????????????????????????B.?①②④????????????????????????????????C.?②③④????????????????????????????????D.?①③④
12.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
13.下列说法不正确的是（?? ）
A.?从电灯等光源直接发出的光本身就是偏振光???? B.?光的偏振现象使人们认识到光是一种横波
C.?激光是原子受激发射而得到加强的光?????????????? D.?激光光束中光子的频率、初相、偏振方向几乎相同
14.一张光盘可记录几亿个字节，其信息量相当于数千本十多万字的书，其中一个重要原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1mm的宽度至少可以容纳650条轨道．这是应用了激光的哪个特性？（?? ）
A.?相干性好??????????????????????????????B.?平行度好??????????????????????????????C.?亮度高??????????????????????????????D.?频率高
15.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.?单色性好?????????????????????????????D.?波动性好
二、填空题
16.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
17.利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的因糖尿病引起视网膜病变的患者都可以避免失明的严重后果，一台功率为10W的激光器，能发出波长λ=500nm的激光，用它“点焊“视网膜，每次”点焊”需要2×10﹣3J的能量，则每次“点焊”视网膜的时间是________，在这段时间内发出的激光光子的数量是________．（普朗克恒量h=6.63×10﹣34 J?s，结果保留一位有效数字）
18.任何一项重大技术都需要经过长期的酝酿，在理论和实验上取得突破，继而才转化为技术成果．如激光技术的应用：1917年________提出光的受激理论，至1960年才制成第一台激光器，迄今，激光技术已在基础科学、军事、通信、医学、工业、生物工程、生产领域和日常生活等各个方面起着重要而显著的作用．激光被誉为20世纪的“________”．
三、综合题
19.一半径为R的半圆柱玻璃体，上方有平行截面直径AB的固定直轨道，轨道上有一小车，车上固定一与轨道成45°的激光笔，发出的细激光束始终在与横截面平行的某一平面上，打开激光笔，并使小车从左侧足够远的地方以 v0 匀速向右运动。已知该激光对玻璃的折射率为 2 ，光在空气中的传播速度大小为c。求：
（1）该激光在玻璃中传播的速度大小；
（2）从圆柱的曲侧面有激光射出的时间多少？（忽略光在AB面上的反射）
20.红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为P=1.0×105W，所发射的光脉冲持续时间△t=1.0×10-11s，波长为693.4nm(1nm=10-9m).求：
（1）每个光脉冲的长度。
（2）每个光脉冲含有的光子数。（h=6.63×10-34J·s）
21.如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m．距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）．已知水的折射率为 43
（1）求桅杆到P点的水平距离；
（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离．
答案解析
一、单选题
1. C
A．自然光中的单色光不是偏振光，A不符合题意；
BC．只有横波才能发生偏振现象，纵波不能发生偏振现象，因此偏振现象是横波特有的现象，B不符合题意，C符合题意；
D．光的振动方向与偏振片的透振方向垂直时，光完全不能通过偏振片，D不符合题意。
故答案为：C。
2. B
A．泊松亮斑是光的衍射，说明光具有波动性，A正确，不符合题意；
B．偏振现象说明光是一种横波，B错误，符合题意；
C．光具有波粒二象性，光是一种概率波，C正确，不符合题意；
D．光电效应证明光子具有能量，康普顿散射实验证明光子具有动量，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
3. C
白炽灯的光线沿各个方向的都有，旋转偏振片P，A点光的强度不会变化；
而偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮蔽，旋转偏振片P，PQ放置的方向不同，通过P的光线有一部分不能通过Q，所以通过Q的光线在B点强度会发生变化。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
4. A
A．放射性物质半衰期不受物理化学因素影响，可用于做示踪原子，A符合题意；
B．比结合能越大原子越稳定，B不符合题意；
C．高能级到低能级，动能增加，势能减小，总能量减小，C不符合题意；
D．只有横波会发生偏振现象，D不符合题意。
故答案为：A。
5. D
A．光导纤维束传输图像和信息是利用了光的全反射原理，A正确，不符合题意；
B．白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是由于不同色光折射率不同而产生光的色散现象，B正确，不符合题意；
C．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是一种横波，C正确，不符合题意；
D．在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱中其它频率的光将大部分抵消，因此进入镜头的光有很多，但以抵消绿光为主，这样照相的效果更好。对于增透膜，有约1.3%的光能量会被反射，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的 14 倍，从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消，镜头呈淡紫色，D错误，符合题意。
故答案为：D。
6. D
A、全息照片拍摄是利用了激光的频率单一相干性好能够产生明显的干涉。A不符合题意；
B、利用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距。B不符合题意；
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不符合题意；
D、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。D符合题意。
故答案为：D
7. D
ABD. 太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮。所以光屏上光的亮度会时亮时暗。AB不符合题意，D符合题意；
C. 太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮。不可能出现光的衍射现象，所以光屏上不可能有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线，C不符合题意；
故答案为：D
8. D
①“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；②雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的；③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；④观众用偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。
故答案为：D。
9. A
解：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强达到最大．
开始时放在一盏白炽灯的前面以致没有光通过说明两个偏振片相互垂直，当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光强先增强，然后又减小到零．故A正确，BCD错误；
故选：A．
10. D
解：A、全息照相主要是利用了光的单色性好（即频率相同），相位差稳定的特点，而不是光的偏振现象，故A错误；
B、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，由前后两表面的反射光线，频率相同，进行相互叠加，所以增透膜的厚度应为入射光在介质中波长的 14 ，故B错误；
C、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，属于薄膜干涉，故C错误；
D、爱因斯坦关于狭义相对论的两个基本假设分别是：（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同，故D正确．
故选：D
11.B
解：①、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①正确②、激光的强度很大，可以用来切割、加工较硬的材料，故②正确；③、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③错误；④、激光的定向性好，精准度高，可以进行长距离测距，故④正确．所以选项B正确 故选：B
12.C
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
13.A
解：A、从电灯等光源直接发出的光是属于自然光，不是偏振光，故A错误； B、光的偏振现象使人们认识到光是一种横波，故B正确；
C、激光是原子中电子受激发而跃迁而释放的光，它的频率初相、偏振方向几乎相同，因此它是很好的发生干涉现象．故CD正确；
本题选错误的，故选：A．
14.B
解：由于激光的平行度好，故用在计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息；故B正确，ACD错误； 故选：B
15.C
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
二、填空题
16. 相干；平行度；亮度能量；D
激光具有相干性好，平行度好、亮度能量高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛；
第一空. 相干
第二空. 平行度
第三空. 亮度能量
A、激光属于电磁波，电磁波为横波，A不符合题意；
B、频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由 v=λf 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，B不符合题意；
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，C不符合题意；
D、利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，D符合题意；
第四空. D
17.2×10﹣4s；5×1015个
解：（1）已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10﹣3J， 根据E=Pt得：每次“点焊”视网膜的时间是：
t= PE = 2×10?310 s=2×10﹣4s（2）设每个光子的能量为E0 ， 则E0=hγ=h cλ
在这段时间内发出的激光光子的数量：n= EE0 = Eλ?c = 2×10?3×500×10?96.63×10?34×3×108 个≈5×1015个
故答案为：2×10﹣4s，5×1015个
18.爱因斯坦；世纪之光
解：在激光理论的发展历程中，：1917年爱因斯坦提出光的受激理论，至1960年才制成第一台激光器，迄今，激光技术已在基础科学、军事、通信、医学、工业、生物工程、生产领域和日常生活等各个方面起着重要而显著的作用．激光被誉为20世纪的“世纪之光”． 故答案为：爱因斯坦，世纪之光
三、综合题
19. （1）解：由 n=cv 得激光在玻璃中的传播速度为： v=cn=22c
（2）解：从玻璃射向空气，发生全反射的临界角 α=arcsin1n=45°
n=sin45°sinθ ， θ=30°
设激光射到M、N点正好处于临界情况，从M到N点的过程，侧面有激光射出
由正弦定理得： MOsin45°=Rsin60°
得： MO=63R
同理： ON=63R
得： t=MNv0=263v0R
（1）激光在介质中的传播速度利用公式v=cv求解即可。
（2）利用全发射临界条件求出临界角，结合图像求出满足邻角的临界情况，在利用几何关系求解即可。
20. （1）解：每个光脉冲的长度 L=cΔt=3×108×1.0×10-11m=3×10-3m
（2）解：每个光脉冲的能量 E=PΔt
每个光子的能量 E1=?ν=?cλ
每个光脉冲含有的光子数 N=EE1=PΔt?cλ=PΔtλ?c
代入数据得 N=1.0×105×1.0×10?11×693.4×10?96.63×10?34×3×108个≈3.5×1012个
（1）利用光速乘以时间可以求出光脉冲的长度；
（2）利用功率乘以时间可以求出每个光脉冲的能量，利用总能量除以每个光子的能量可以求出总的个数。
21. （1）解：设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为 x1 ，到P点的水平距离为 x2 ，桅杆高度为 ?1 ，P点处水深为 ?2 ；激光束在水中与竖直方向的夹角为 θ ，由几何关系有 x1?1=tan53?
x2?2=tanθ
由折射定律有： sin53?=nsinθ
设桅杆到P点的水平距离为 x
则 x=x1+x2
联立方程并代入数据得： x=7m
（2）解：设激光束在水中与竖直方向的夹角为 45? 时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为 i′
由折射定律有： sini′=nsin45?
设船向左行驶的距离为 x′ ，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为 x1′ ，到P点的水平距离为 x2′ ，则： x1′+x2′=x′+x
x1′?1=tani′
x2′?2=tan45?
联立方程并代入数据得： x′=(62?3)m≈5.5m
（1）光束从P点射到水面上再折射到桅杆的顶端，利用光路图的几何关系可以求出水平距离和高度之间的长度关系，结合折射定律可以求出桅杆和P点的水平距离；
（2）光束从P点再次射到桅杆的顶端，利用折射定律可以求出入射光线到水面的入射角的大小；结合几何关系可以求出船行驶的距离。
一、单选题
1.关于偏振现象，下列说法正确的是（?? ）
A.?所有单色光都是偏振光
B.?一切光和波都能发生偏振现象
C.?偏振现象是横波特有的现象
D.?光的振动方向与偏振片的透振方向平行时，光完全不能通过偏振片
2.关于光的本性，下列说法错误的是（?? ）
A.?泊松亮斑说明光具有波动性 B.?偏振现象说明光是一种纵波
C.?光是一种概率波 D.?光子除了具有能量之外还具有动量
3.如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧。旋转偏振片P， A、B 两点光的强度变化情况是（? ）
A.?A，B 均不变??????????????B.?A，B 均有变化??????????????C.?A 不变，B有变化??????????????D.?A 有变化，B不变
4.下列说法正确的是（?? ）
A.?放射同位素可以用来做示踪原子
B.?结合能越大的原子核越稳定
C.?氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，电子的动能减小，电势能减小，所以氢原子的能量减小
D.?各种波均会发生偏振现象
5.关于光在传播过程中所表现的现象，下列说法不正确的是（?? ）
A.?用光导纤维束传输图像和信息，利用了光的全反射原理
B.?白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是光的色散现象
C.?光的偏振现象说明光是一种横波
D.?涂有增透膜的照相机镜头呈淡紫色，说明增透膜增强了对淡紫色光的透色程度
6.关于激光的应用，下列说法正确的是（?? ）
A.?全息照片拍摄是利用了激光的全反射原理
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，可以用在医学上做光刀切除肿瘤，或“焊接”剥落的视网膜
7.如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是（?? ）
A.?光屏上光的亮度保持不变?????????????????????????????????????????? B.?光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动
C.?光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线?????D.?光屏上光的亮度会时亮时暗
8.根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
①闻其声而不见其人
②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；
这些物理现象分别属于波的（?? ）
A.?折射、干涉、多普勒效率、偏振?????????????????????????B.?干涉、衍射、偏振、多普勒效应
C.?衍射、偏振、折射、多普勒效应?????????????????????????D.?衍射、干涉、多普勒效应、偏振
9.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏白炽灯的前面以致没有光通过．如果将其中的一个偏振片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象（?? ）
A.?透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零
B.?透过偏振片的光强先增强，然后减弱到非零的最小值
C.?透过偏振片的光强在整个过程中都增强
D.?透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强
10.下列说法正确的是（?? ）
A.?全息照相主要是利用了光的偏振
B.?增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的 14
C.?用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象
D.?爱因斯坦关于狭义相对论的两个基本假设分别是：（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同
11.下列叙述中符合激光应用的实例，正确的是（?? ）
①利用激光进行通信 ②利用激光加工坚硬的材料
③利用激光进行室内照明 ④利用激光进行长距离精确测量．
A.?①②③????????????????????????????????B.?①②④????????????????????????????????C.?②③④????????????????????????????????D.?①③④
12.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
13.下列说法不正确的是（?? ）
A.?从电灯等光源直接发出的光本身就是偏振光???? B.?光的偏振现象使人们认识到光是一种横波
C.?激光是原子受激发射而得到加强的光?????????????? D.?激光光束中光子的频率、初相、偏振方向几乎相同
14.一张光盘可记录几亿个字节，其信息量相当于数千本十多万字的书，其中一个重要原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1mm的宽度至少可以容纳650条轨道．这是应用了激光的哪个特性？（?? ）
A.?相干性好??????????????????????????????B.?平行度好??????????????????????????????C.?亮度高??????????????????????????????D.?频率高
15.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.?单色性好?????????????????????????????D.?波动性好
二、填空题
16.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
17.利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的因糖尿病引起视网膜病变的患者都可以避免失明的严重后果，一台功率为10W的激光器，能发出波长λ=500nm的激光，用它“点焊“视网膜，每次”点焊”需要2×10﹣3J的能量，则每次“点焊”视网膜的时间是________，在这段时间内发出的激光光子的数量是________．（普朗克恒量h=6.63×10﹣34 J?s，结果保留一位有效数字）
18.任何一项重大技术都需要经过长期的酝酿，在理论和实验上取得突破，继而才转化为技术成果．如激光技术的应用：1917年________提出光的受激理论，至1960年才制成第一台激光器，迄今，激光技术已在基础科学、军事、通信、医学、工业、生物工程、生产领域和日常生活等各个方面起着重要而显著的作用．激光被誉为20世纪的“________”．
三、综合题
19.一半径为R的半圆柱玻璃体，上方有平行截面直径AB的固定直轨道，轨道上有一小车，车上固定一与轨道成45°的激光笔，发出的细激光束始终在与横截面平行的某一平面上，打开激光笔，并使小车从左侧足够远的地方以 v0 匀速向右运动。已知该激光对玻璃的折射率为 2 ，光在空气中的传播速度大小为c。求：
（1）该激光在玻璃中传播的速度大小；
（2）从圆柱的曲侧面有激光射出的时间多少？（忽略光在AB面上的反射）
20.红宝石激光器发射的激光是不连续的一道道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为P=1.0×105W，所发射的光脉冲持续时间△t=1.0×10-11s，波长为693.4nm(1nm=10-9m).求：
（1）每个光脉冲的长度。
（2）每个光脉冲含有的光子数。（h=6.63×10-34J·s）
21.如图，一般帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3 m．距水面4 m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°（取sin53°=0.8）．已知水的折射率为 43
（1）求桅杆到P点的水平距离；
（2）船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍然照射在桅杆顶端，求船行驶的距离．
答案解析
一、单选题
1. C
A．自然光中的单色光不是偏振光，A不符合题意；
BC．只有横波才能发生偏振现象，纵波不能发生偏振现象，因此偏振现象是横波特有的现象，B不符合题意，C符合题意；
D．光的振动方向与偏振片的透振方向垂直时，光完全不能通过偏振片，D不符合题意。
故答案为：C。
2. B
A．泊松亮斑是光的衍射，说明光具有波动性，A正确，不符合题意；
B．偏振现象说明光是一种横波，B错误，符合题意；
C．光具有波粒二象性，光是一种概率波，C正确，不符合题意；
D．光电效应证明光子具有能量，康普顿散射实验证明光子具有动量，D正确，不符合题意。
故答案为：B。
3. C
白炽灯的光线沿各个方向的都有，旋转偏振片P，A点光的强度不会变化；
而偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮蔽，旋转偏振片P，PQ放置的方向不同，通过P的光线有一部分不能通过Q，所以通过Q的光线在B点强度会发生变化。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
4. A
A．放射性物质半衰期不受物理化学因素影响，可用于做示踪原子，A符合题意；
B．比结合能越大原子越稳定，B不符合题意；
C．高能级到低能级，动能增加，势能减小，总能量减小，C不符合题意；
D．只有横波会发生偏振现象，D不符合题意。
故答案为：A。
5. D
A．光导纤维束传输图像和信息是利用了光的全反射原理，A正确，不符合题意；
B．白光通过分光镜在光屏上形成的彩色光带是由于不同色光折射率不同而产生光的色散现象，B正确，不符合题意；
C．偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是一种横波，C正确，不符合题意；
D．在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱中其它频率的光将大部分抵消，因此进入镜头的光有很多，但以抵消绿光为主，这样照相的效果更好。对于增透膜，有约1.3%的光能量会被反射，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的 14 倍，从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消，镜头呈淡紫色，D错误，符合题意。
故答案为：D。
6. D
A、全息照片拍摄是利用了激光的频率单一相干性好能够产生明显的干涉。A不符合题意；
B、利用激光平行度好，可以用在雷达上进行精确的测距。B不符合题意；
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不符合题意；
D、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。D符合题意。
故答案为：D
7. D
ABD. 太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮。所以光屏上光的亮度会时亮时暗。AB不符合题意，D符合题意；
C. 太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮。不可能出现光的衍射现象，所以光屏上不可能有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线，C不符合题意；
故答案为：D
8. D
①“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；②雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的；③当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；④观众用偏振眼镜观看，每只眼睛只看到相应的偏振光图象，即左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，这样就会像直接观看那样产生立体感觉。这就是立体电影的原理。
故答案为：D。
9. A
解：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；偏振方向平行时，光强达到最大．
开始时放在一盏白炽灯的前面以致没有光通过说明两个偏振片相互垂直，当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光强先增强，然后又减小到零．故A正确，BCD错误；
故选：A．
10. D
解：A、全息照相主要是利用了光的单色性好（即频率相同），相位差稳定的特点，而不是光的偏振现象，故A错误；
B、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，由前后两表面的反射光线，频率相同，进行相互叠加，所以增透膜的厚度应为入射光在介质中波长的 14 ，故B错误；
C、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，属于薄膜干涉，故C错误；
D、爱因斯坦关于狭义相对论的两个基本假设分别是：（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同，故D正确．
故选：D
11.B
解：①、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①正确②、激光的强度很大，可以用来切割、加工较硬的材料，故②正确；③、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③错误；④、激光的定向性好，精准度高，可以进行长距离测距，故④正确．所以选项B正确 故选：B
12.C
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
13.A
解：A、从电灯等光源直接发出的光是属于自然光，不是偏振光，故A错误； B、光的偏振现象使人们认识到光是一种横波，故B正确；
C、激光是原子中电子受激发而跃迁而释放的光，它的频率初相、偏振方向几乎相同，因此它是很好的发生干涉现象．故CD正确；
本题选错误的，故选：A．
14.B
解：由于激光的平行度好，故用在计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息；故B正确，ACD错误； 故选：B
15.C
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
二、填空题
16. 相干；平行度；亮度能量；D
激光具有相干性好，平行度好、亮度能量高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛；
第一空. 相干
第二空. 平行度
第三空. 亮度能量
A、激光属于电磁波，电磁波为横波，A不符合题意；
B、频率相同的激光在不同介质中频率不变，但波速不同，由 v=λf 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，B不符合题意；
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，C不符合题意；
D、利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离，D符合题意；
第四空. D
17.2×10﹣4s；5×1015个
解：（1）已知激光器的功率P=10W，每次“点焊”需要的能量E=2×10﹣3J， 根据E=Pt得：每次“点焊”视网膜的时间是：
t= PE = 2×10?310 s=2×10﹣4s（2）设每个光子的能量为E0 ， 则E0=hγ=h cλ
在这段时间内发出的激光光子的数量：n= EE0 = Eλ?c = 2×10?3×500×10?96.63×10?34×3×108 个≈5×1015个
故答案为：2×10﹣4s，5×1015个
18.爱因斯坦；世纪之光
解：在激光理论的发展历程中，：1917年爱因斯坦提出光的受激理论，至1960年才制成第一台激光器，迄今，激光技术已在基础科学、军事、通信、医学、工业、生物工程、生产领域和日常生活等各个方面起着重要而显著的作用．激光被誉为20世纪的“世纪之光”． 故答案为：爱因斯坦，世纪之光
三、综合题
19. （1）解：由 n=cv 得激光在玻璃中的传播速度为： v=cn=22c
（2）解：从玻璃射向空气，发生全反射的临界角 α=arcsin1n=45°
n=sin45°sinθ ， θ=30°
设激光射到M、N点正好处于临界情况，从M到N点的过程，侧面有激光射出
由正弦定理得： MOsin45°=Rsin60°
得： MO=63R
同理： ON=63R
得： t=MNv0=263v0R
（1）激光在介质中的传播速度利用公式v=cv求解即可。
（2）利用全发射临界条件求出临界角，结合图像求出满足邻角的临界情况，在利用几何关系求解即可。
20. （1）解：每个光脉冲的长度 L=cΔt=3×108×1.0×10-11m=3×10-3m
（2）解：每个光脉冲的能量 E=PΔt
每个光子的能量 E1=?ν=?cλ
每个光脉冲含有的光子数 N=EE1=PΔt?cλ=PΔtλ?c
代入数据得 N=1.0×105×1.0×10?11×693.4×10?96.63×10?34×3×108个≈3.5×1012个
（1）利用光速乘以时间可以求出光脉冲的长度；
（2）利用功率乘以时间可以求出每个光脉冲的能量，利用总能量除以每个光子的能量可以求出总的个数。
21. （1）解：设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为 x1 ，到P点的水平距离为 x2 ，桅杆高度为 ?1 ，P点处水深为 ?2 ；激光束在水中与竖直方向的夹角为 θ ，由几何关系有 x1?1=tan53?
x2?2=tanθ
由折射定律有： sin53?=nsinθ
设桅杆到P点的水平距离为 x
则 x=x1+x2
联立方程并代入数据得： x=7m
（2）解：设激光束在水中与竖直方向的夹角为 45? 时，从水面出射的方向与竖直方向夹角为 i′
由折射定律有： sini′=nsin45?
设船向左行驶的距离为 x′ ，此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为 x1′ ，到P点的水平距离为 x2′ ，则： x1′+x2′=x′+x
x1′?1=tani′
x2′?2=tan45?
联立方程并代入数据得： x′=(62?3)m≈5.5m
（1）光束从P点射到水面上再折射到桅杆的顶端，利用光路图的几何关系可以求出水平距离和高度之间的长度关系，结合折射定律可以求出桅杆和P点的水平距离；
（2）光束从P点再次射到桅杆的顶端，利用折射定律可以求出入射光线到水面的入射角的大小；结合几何关系可以求出船行驶的距离。