人教版高中物理选修2-3 4.4 激光的应用 同步测试(含解析)

文档属性

名称 人教版高中物理选修2-3 4.4 激光的应用 同步测试(含解析)
格式 docx
文件大小 43.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2021-07-12 15:41:43

图片预览

文档简介

人教版高中物理选修2-3第四章 第四节 激光的应用 同步测试
一、单选题(共10题;共20分)
1.下列应用激光的事例中错误的是(? )
A.?利用激光进行长距离精确测量?????????????????????????????B.?利用激光进行通信
C.?利用激光进行室内照明???????????????????????????????????????D.?利用激光加工坚硬材料
2.关于激光的应用问题,下列说法中不正确的是(? )
A.?光纤通信是应用激光相干性的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息的
B.?计算机内的“激光头”读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的特点
C.?医学上可用激光做“光刀”切除肿瘤是应用激光亮度低的特点
D.?“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光平行度好的特点
3.计算机光驱主要部分是激光头,它可以发射脉冲激光信号,激光扫描光盘信息时,激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统,再通过计算机显示出相应信息,光敏电阻自动计数器的示意图如图所示,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,无激光照射时,信号处理系统获得的电压为U0 , 有激光照射时,信号处理系统获得的电压为U,此光电计数器的基本工作原理是(? )
A.?当有光照R1时,U>U0??? ????????????????????????????????????B.?当有光照射R1时,U<U0
C.?每当U<U0时就计数一次????????????????????????????????????D.?每当U>U0时就计数二次
4.激光技术是在1960年发明的.激光被誉为神奇的光,关于激光的应用下列说法中正确的是(? )
A.?激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源的能量就集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度
B.?由于激光是平行光,所以它能像无线电波那样被调制、用来传递信息
C.?用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光在大气中传播不受大气的影响
D.?能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光通过地球大气不会发生折射
5.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
6.下列哪项内容不是利用激光平行度好的特点(? )
A.?精确测距?????????????????????????B.?精确测速?????????????????????????C.?读取高密光盘?????????????????????????D.?焊接金属
7.在以下说法中,正确的是(? )
A.?当某列声波产生多普勒效应时,相应声源的振动频率一定发生变化
B.?激光切割是利用了激光的相干性特点
C.?机械波是介质传递波源质点以及振动能量的一种方式
D.?迈克耳孙﹣莫雷实验结果表明:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的
8.以下说法不正确的是(? )
A.?光纤通信利用了激光相干性好的特点
B.?激光武器利用了激光亮度高的特点
C.?激光写、读利用了激光亮度高的特点
D.?激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点
9.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
10.纳米科技是跨世纪新科技,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,这是利用了激光的(?? )
A.?单色性????????????????????????????????B.?方向性????????????????????????????????C.?高能量????????????????????????????????D.?粒子性
二、填空题(共4题;共5分)
11.计算机光驱主要部分是激光头,它可以发射脉冲激光信号,激光扫描光盘信息时,激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统,再通过计算机显示出相应信息,光敏电阻自动计数器的示意图如图所示,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,无激光照射时,信号处理系统获得的电压
为U0,有激光照射时,信号处理系统获得的电压为U,此光电计数器的基本工作原理________。
12.激光全息照片的底片上记录了光的干涉条纹,含有被摄物体反射的光的所有信息,实现了照片的立体性.若照相时,被摄物体被挡住一部分,通过调整视线仍可看见被挡部分;照片被切开成两半,从一半上仍可看到物体的全像,照片仅像一个观察物体的窗口。激光全息照相利用了激光________的性质。
13.激光全息照片的底片上记录了光的干涉条纹,含有被摄物体反射的光的所有信息,实现了照片的立体性.若照相时,被摄物体被挡住一部分,通过调整视线仍可看见被挡部分;照片被切开成两半,从一半上仍可看到物体的全像,照片仅像一个观察物体的窗口.激光全息照相利用了激光________的性质.
14.一复色光中只含有a、b两种单色光,在真空中a光的波长大于b光的波长。
①在真空中,a光的速度________?(填“大于”、“等于”或“小于”)b光的速度。
②用该复色光做双缝干涉实验时,得到如图所示的部分干涉图样。则实线表示________?(填“a”或“b”)光的干涉条纹。
三、解答题(共1题;共5分)
15.纳米技术是跨世纪的新技术,将激光束一宽度集中到纳米范围内,可修复人体已损坏的器官,可对DNA分子进行超微型基因修复,把诸如癌症、遗传疾病等根除.在这些技术中,利用激光有那个特点?
四、综合题(共2题;共20分)
16.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
(1)每次“点焊”视网膜的时间是多少s?
(2)在这段时间内发出的激光光子的数量是多少个.(普朗克恒量h=6.63×10﹣34J?s , 结果保留一位有效数字)
17.解答下面两小题:
(1)列举激光的两个特性?
(2)举出激光的两种用途?
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【解答】A、激光的定向性好,精准度高,可以进行长距离测距,故该选项说法正确,不符合题意;
B、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,故该选项说法正确,不符合题意;
C、激光的亮度很好,不能用于室内照明,会刺伤人的眼睛,故该选项说法错误,符合题意;
D、激光的强度很大,可以用来切割、加工较硬的材料,故该选项说法正确,不符合题意.
本题选择错误的,故选:C
【分析】(1)激光是光的一种,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”.它的亮度约为太阳光的100亿倍;(2)激光应用很广泛,主要有光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器.
扰;海市蜃楼与全的反射有关.
2.【答案】C
【解析】【解答】A、光纤通信是利用激光在光导纤维中来传递信息的,故A正确.
B、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;
C、激光具有亮度高的特点,即能量较大,故可用来切除肿瘤;故C不正确;
D、“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光平行度好的特点;故D正确;
故选:C
【分析】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;
光纤通信是利用激光从光纤的一端射入,在内壁上多次反射后在另一端放射出来,然后在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息.
扰;海市蜃楼与全的反射有关.
3.【答案】A
【解析】【解答】光敏电阻特征是有光照时其阻值减小,无光照时阻值会恢复.由电路图可知,光敏电阻与定值电阻串联,当光敏电阻阻值减小时,定值电阻两端电压升高,即信号处理系统获得的电压变大.A选项,当有光照R1时信号处理系统获得的电压变大,所以A选项正确;B选项,与A选项相反,故B选项不正确;
C选项,当信号处理系统获得的电压比无光照时信号处理系统获得的电压U0低时,则说明无光照.所以C选项不正确
D选项,当信号处理系统获得的电压比无光照时信号处理系统获得的电压U0高时,则说明有光照一次.所以D选项不正确
故选为:A
【分析】由光敏电阻特征:有光照时其阻值会变化.这样会导致信号处理系统获得的电压发生变化,从而通过电压值的变化得知,是否有光照及光照次数.
4.【答案】A
【解析】【解答】A、激光用来控制核聚变,是因为它的方向性好,光源的能量就集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度,故A正确.
B、由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制、用来传递信息,故B不正确.
C、用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光方向性好能量高,故C错误.
D、能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光平行度好,方向性好.故D错误.
故选:A
【分析】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、方向性好)一高(亮度高).
5.【答案】A
【解析】【解答】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.
【分析】激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”.明确声波和光波的区别;并掌握好电磁波与机械波的区别与联系.
6.【答案】C
【解析】【解答】A、激光属于电磁波,利用激光平行度好的特点可以测量距离,故A不符合题意,错误;B、激光属于电磁波,利用激光平行度好的特点可以精确测速,故B不符合题意,错误;
C、读取高密光盘是利用激光的相干性好的特点,故C正确;
D、焊接金属是利用激光的能量高的特点,故D不正确;
本题选择不是利用激光平行度好的特点的,故选:C.
【分析】利用激光平行度好的特点可以进行激光准直、激光测距等.
扰;海市蜃楼与全的反射有关.
7.【答案】D
【解析】【解答】A、当某列声波产生多普勒效应时,波源的振动频率没有发生变化.故A错误.
B、激光切割是利用了激光亮度高的特点.故B错误.
C、机械波传播的是波的形式和能量,质点不随波迁移.故C错误.
D、根据光速不变原理知,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的.故D正确.
故选D.
【分析】发生多普勒效应时,波源发出的频率没有变化,是接收到的频率发生变化.激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特点.机械波传播的是波的形式和能量.根据光速不变原理判断光速是否发生变化.
8.【答案】C
【解析】【解答】A、由于激光频率单一、相干性好,故可用来光纤通信,故A正确.
BD、激光亮度高,能量大,激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光的这个特点.故BD正确.
C、激光方向性好、平行度高,可以会聚到很小的一点,激光写、读利用了激光的这个特点.故C错误.
本题选择不正确的.
故选:C.
【分析】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、方向性好)一高(亮度高).
9.【答案】C
【解析】【解答】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
【分析】激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,具有平行度好、亮度高、是相干光三大特点,结合这些特点分析激光的应用即可.
10.【答案】C
【解析】【解答】解: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,这是利用了激光的高能量.所以选项C正确. 故选:C
【分析】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、方向性好)一高(亮度高).由此分析解答即可.
二、填空题
11.【答案】当有光照R1时,U>U0每当U>U0时就计数一次
【解析】【解答】光敏电阻特征是有光照时其阻值减小,无光照时阻值会恢复.由电路图可知,光敏电阻与定值电阻串联,当光敏电阻阻值减小时,定值电阻两端电压升高,即信号处理系统获得的电压变大,当有光照R1时信号处理系统获得的电压变大,当信号处理系统获得的电压比无光照时信号处理系统获得的电压U0高时,则说明有光照一次.
【分析】由光敏电阻特征:有光照时其阻值会变化.这样会导致信号处理系统获得的电压发生变化,从而通过电压值的变化得知,是否有光照及光照次数.
扰;海市蜃楼与全的反射有关.
12.【答案】相干性
【解析】【解答】全息照相利用了激光的干涉现象,即相干性好。
【分析】全息照相利用了激光的干涉现象;只有频率相同的光才能发生干涉现象。
13.【答案】相干性好
【解析】【解答】解: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,所以激光全息照相利用了激光相干性好的性质. 故答案为:相干性好
【分析】激光相干性好、平行度好、亮度高;激光全息照片是利用光的干涉记录下强度、频率和相位;激光全息照相利用了激光相干性好的性质.
14.【答案】等于;a
【解析】【解答】各种单色光在其空中的速度相同,由可知实线表示a光的干涉条纹。
【分析】干涉条纹的间距与波长成正比,波长越大,间距越大,据此分析。
三、解答题
15.【答案】解答: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”.
【解析】【分析】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”.
扰;海市蜃楼与全的反射有关.
四、综合题
16.【答案】(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= =2×10﹣4s
(2)设每个光子的能量为E0 , 则E0=hγ=
在这段时间内发出的激光光子的数量:n= = 个≈5×1015个
故答案为:2×10﹣4s,5×1015个
【解析】【分析】激光器的功率为10W , 每秒发出10J的能量,能量公式E=Pt求出每次“点焊”视网膜的时间.每个光子的能量为E0=hγ= ,由每次“点焊”需要的能量与每个光子的能量之比求出光子数.
17.【答案】(1)单色性好、方向性好、亮度高,或者是:平行性好、能量集中等
(2)用作相干光源、用于测量距离、外科手术、经书穿孔与切割、激光雷达等
【解析】【解答】激光的特性有:单色性好、方向性好、亮度高,或者是:平行性好、能量集中等;激光的用途有:用作相干光源、用于测量距离、外科手术、经书穿孔与切割、激光雷达等.故答案为:(1)平行性好;能量集中.(2)用作相干光源;用于测量距离.
【分析】根据激光的特性和用途答题即可,这些是识记性的知识要熟知的.