人教版選修34 激光 第1課時(shí) 作業(yè).docx

高中人教版物理選修3-4第十三章 第八節(jié) 激光 同步測(cè)試一、單選題（共10題；共20分）1.在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，常用激光光源，這主要是應(yīng)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.對(duì)于激光下列說(shuō)法正確的是（ ） a.同一束激光一定是相干光b.同一束激光不一定是相干光c.同一束激光可能包含幾種顏色的光d.激光的速度比一般的光大3.激光全息照相技術(shù)主要是利用激光的哪一種優(yōu)良特性（ ） a.亮度高b.方向性好c.相干性好d.抗電磁干擾能力強(qiáng)4.關(guān)于激光的應(yīng)用問(wèn)題，下列說(shuō)法中不正確的是（ ） a.光纖通信是應(yīng)用激光相干性的特點(diǎn)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使其在光導(dǎo)纖維中傳遞信息的b.計(jì)算機(jī)內(nèi)的“激光頭”讀出光盤(pán)上記錄的信息是應(yīng)用了激光平行度好的特點(diǎn)c.醫(yī)學(xué)上可用激光做“光刀”切除腫瘤是應(yīng)用激光亮度低的特點(diǎn)d.“激光測(cè)距雷達(dá)”利用激光測(cè)量很遠(yuǎn)目標(biāo)的距離是應(yīng)用了激光平行度好的特點(diǎn)5.關(guān)于激光的產(chǎn)生下列說(shuō)法正確的是（ ） a.激光不是從原子中發(fā)出的b.激光也是從原子中發(fā)出的c.激光是原子核激發(fā)產(chǎn)生的d.激光是自然界原有的6.下列應(yīng)用激光的事例中錯(cuò)誤的是（ ） a.利用激光進(jìn)行長(zhǎng)距離精確測(cè)量b.利用激光進(jìn)行通信c.利用激光進(jìn)行室內(nèi)照明d.利用激光加工堅(jiān)硬材料7.如圖所示，一個(gè)小的光源s發(fā)出白光，經(jīng)三棱鏡分光。若人沿著折射光線(xiàn)的反方向觀(guān)察，通過(guò)棱鏡可以看到()a.白光點(diǎn)b.光點(diǎn)上 部紅色，下部紫色c.光點(diǎn)上部紫色，下部紅色d.看不到光源的像8.在以下說(shuō)法中，正確的是（ ） a.當(dāng)某列聲波產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時(shí)，相應(yīng)聲源的振動(dòng)頻率一定發(fā)生變化b.激光切割是利用了激光的相干性特點(diǎn)c.機(jī)械波是介質(zhì)傳遞波源質(zhì)點(diǎn)以及振動(dòng)能量的一種方式d.邁克耳孫莫雷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：不論光源與觀(guān)察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的9.下列應(yīng)用激光的實(shí)例中，不正確的是（ ） a.利用激光進(jìn)行通信b.利用激光切割加工堅(jiān)硬的材料c.利用激光進(jìn)行室內(nèi)照明d.利用激光進(jìn)行長(zhǎng)距離精確測(cè)量10.如圖所示，一束白光從頂角為的棱鏡的一個(gè)側(cè)面ab以較大的入射角i入射，經(jīng)過(guò)三棱鏡后，在屏p上可得到彩色光帶，當(dāng)入射角逐漸減小到零的過(guò)程中，若屏上的彩色光帶先后全部消失，則()a.紅光最先消失，紫光最后消失b.紫光最先消失，紅光最后消失c.紫光最先消失，黃光最后消失d.紅光最先消失，黃光最后消失二、填空題（共4題；共6分）11.一復(fù)色光中只含有a、b兩種單色光，在真空中a光的波長(zhǎng)大于b光的波長(zhǎng)。在真空中，a光的速度_(填“大于”、“等于”或“小于”)b光的速度。用該復(fù)色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到如圖所示的部分干涉圖樣。則實(shí)線(xiàn)表示_(填“a”或“b”)光的干涉條紋。12.利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療，90%的因糖尿病引起視網(wǎng)膜病變的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果，一臺(tái)功率為10w的激光器，能發(fā)出波長(zhǎng)=500nm的激光，用它“點(diǎn)焊“視網(wǎng)膜，每次”點(diǎn)焊”需要2103j的能量，則每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是_，在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是_（普朗克恒量h=6.631034 js，結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 13.普通光和激光的特點(diǎn)_. 14.如圖所示，激光液面控制儀的原理是：固定一束激光ao以入射角i照射液面，反射光ob射到水平光屏上，屏上用光電管將光訊號(hào)變成電訊號(hào)，電訊號(hào)輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度如果發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)在屏上向右移動(dòng)了s的距離射到b點(diǎn)，由此可知液面降低了_三、解答題（共1題；共5分）15.激光是一種人造光，其主要特點(diǎn)有那些？ 四、綜合題（共2題；共20分）16.一種紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光為一個(gè)(列)光脈沖，若這種激光器光脈沖的持續(xù)時(shí)間為1.010-11s，波長(zhǎng)為694.3nm，發(fā)射功率為1.01010w，求: （1）每列光脈沖的長(zhǎng)度是多少? （2）用這種紅寶石激光器照射皮膚上的色斑，每平方厘米色斑吸收能量達(dá)到60j以后，色斑便逐漸消失，一塊色斑的面積為50mm2 ， 則它要吸收多少個(gè)(列)紅寶石激光脈沖才能逐漸消失? 17.利用聚光到納米級(jí)的激光束進(jìn)行治療，90%的因糖尿病引起視網(wǎng)膜病變的患者都可以避免失明的嚴(yán)重后果，一臺(tái)功率為10w的激光器，能發(fā)出波長(zhǎng)=500nm的激光，用它“點(diǎn)焊“視網(wǎng)膜，每次”點(diǎn)焊”需要2103j的能量，則 （1）每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是多少s？ （2）在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量是多少個(gè)（普朗克恒量h=6.631034js ， 結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 答案解析部分一、單選題1.【答案】a 【解析】【解答】在做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，常用激光光源，這主要是應(yīng)用激光的相干性好故選：a【分析】激光具有普通光所不具有的特點(diǎn)，可概括為三好（單色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）2.【答案】a 【解析】【解答】解：a、b、c、激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，同一束激光一定是相干光，只有一種頻率，一種顏色，故a正確，bc錯(cuò)誤； d、激光也是一種光，與普通的光的速度是相等的，都等于光速c故d錯(cuò)誤故選：a【分析】激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，可以用在醫(yī)療、通信、軍事等領(lǐng)域3.【答案】c 【解析】【解答】激光全息照相技術(shù)拍攝可以記錄光的強(qiáng)度、頻率和相位，可以還原出立體照片，激光全息照相技術(shù)主要是利用激光的相干性特點(diǎn)；故abd錯(cuò)誤，c正確；故選：c【分析】激光亮度高、方向性好、相干性好，常常運(yùn)用于軍事、通信、激光全息照相等領(lǐng)域4.【答案】c 【解析】【解答】a、光纖通信是利用激光在光導(dǎo)纖維中來(lái)傳遞信息的，故a正確b、由于激光的平行度好，故用在計(jì)算機(jī)內(nèi)的“激光頭”讀出光盤(pán)上記錄的信息；故b正確；c、激光具有亮度高的特點(diǎn)，即能量較大，故可用來(lái)切除腫瘤；故c不正確；d、“激光測(cè)距雷達(dá)”利用激光測(cè)量很遠(yuǎn)目標(biāo)的距離是應(yīng)用了激光平行度好的特點(diǎn)；故d正確；故選：c【分析】激光具有平行度好，亮度高等特點(diǎn)；故可用來(lái)進(jìn)行光纖通信及雷達(dá)測(cè)距等；光纖通信是利用激光從光纖的一端射入，在內(nèi)壁上多次反射后在另一端放射出來(lái)，然后在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息擾；海市蜃樓與全的反射有關(guān)5.【答案】b 【解析】【解答】解：a、根據(jù)激光產(chǎn)生的原理可知，激光是原子的核外i電子受到激發(fā)產(chǎn)生的故a、c錯(cuò)誤，b正確； d、激光是一種人工產(chǎn)生的相干光，不是自然界原有的故d錯(cuò)誤故選：b【分析】激光的原理：原子幾乎都處于最低能級(jí)（基態(tài)）因此，如何從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)則是產(chǎn)生激光的條件激勵(lì)源使介質(zhì)出現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)可以是電激勵(lì)、光激勵(lì)、熱激勵(lì)、化學(xué)激勵(lì)等等電激勵(lì)用氣體放電的方法去激勵(lì)介質(zhì)原子；各種激勵(lì)方式又被形象地稱(chēng)為泵浦或抽運(yùn)不斷泵浦才能維持上能級(jí)粒子數(shù)多于下能級(jí)，不斷獲得激光輸出有了前兩者只能保證實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，但這樣產(chǎn)生的受激輻射很弱，無(wú)法實(shí)際應(yīng)用，所以可以用光學(xué)諧振腔進(jìn)行放大所謂光學(xué)諧振腔實(shí)際是在激光器兩端裝上兩塊反射率很高的鏡子，一塊全反射，一塊部分反射，以使激光可透過(guò)這塊鏡子射出，被反射回到工作介質(zhì)的光繼續(xù)誘發(fā)新的受激輻射，光被放大因此光在諧振腔內(nèi)來(lái)回振蕩造成連鎖反應(yīng)，雪崩似的獲得放大，產(chǎn)生強(qiáng)烈的激光，從部分反射鏡一端輸出6.【答案】c 【解析】【解答】a、激光的定向性好，精準(zhǔn)度高，可以進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)距，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意；b、激光能夠傳遞聲音、圖象等信息，因此可以利用激光進(jìn)行通信，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意；c、激光的亮度很好，不能用于室內(nèi)照明，會(huì)刺傷人的眼睛，故該選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤，符合題意；d、激光的強(qiáng)度很大，可以用來(lái)切割、加工較硬的材料，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意本題選擇錯(cuò)誤的，故選：c【分析】（1）激光是光的一種，被稱(chēng)為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”它的亮度約為太陽(yáng)光的100億倍；（2）激光應(yīng)用很廣泛，主要有光纖通信、激光光譜、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器擾；海市蜃樓與全的反射有關(guān)7.【答案】c 【解析】【解答】由于各種單色光中，紫光的折射率最大，偏折角也最大，成的像最高，紅光的折射率最小，偏折角也最小，成的像最低，故c正確?！痉治觥抗庠窗l(fā)出的光經(jīng)過(guò)兩次折射而棱鏡底面偏折，紅光的折射率最小，紫光的折射率最大，由此分析。8.【答案】d 【解析】【解答】a、當(dāng)某列聲波產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的振動(dòng)頻率沒(méi)有發(fā)生變化故a錯(cuò)誤b、激光切割是利用了激光亮度高的特點(diǎn)故b錯(cuò)誤c、機(jī)械波傳播的是波的形式和能量，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移故c錯(cuò)誤d、根據(jù)光速不變?cè)碇徽摴庠磁c觀(guān)察者做怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的故d正確故選d【分析】發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出的頻率沒(méi)有變化，是接收到的頻率發(fā)生變化激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特點(diǎn)機(jī)械波傳播的是波的形式和能量根據(jù)光速不變?cè)砼袛喙馑偈欠癜l(fā)生變化9.【答案】c 【解析】【解答】解：a、激光能夠傳遞聲音、圖象等信息，因此可以利用激光進(jìn)行通信，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意； b、激光的強(qiáng)度很大，可以用來(lái)切割、加工較硬的材料，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意；c、激光的亮度高而且平行度很好，不能用于室內(nèi)照明，會(huì)刺傷人的眼睛，故該選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤，符合題意；d、激光的定向性好，精準(zhǔn)度高，可以進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)距，故該選項(xiàng)說(shuō)法正確，不符合題意本題選擇錯(cuò)誤的，故選：c【分析】（1）激光是光的一種，被稱(chēng)為“最快的刀”、“最準(zhǔn)的尺”、“最亮的光”和“奇異的激光”它的亮度約為太陽(yáng)光的100億倍；（2）激光應(yīng)用很廣泛，主要有光纖通信、激光光譜、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器10.【答案】b 【解析】【解答】依題意作出白光通過(guò)三棱鏡的光路，如圖所示，可看出紫光的偏折最大，由全 反射臨界角公式 ，知紫光的臨界角最小，所以紫光一定首先在ac面上發(fā)生全反射而從光屏上消失，后面依次是靛、藍(lán)、綠、黃、橙、紅，選項(xiàng)b正確?！痉治觥坑捎诎坠馐菑?fù)色光，各種色光的折射率不同，所以折射率最大的光偏折程度最大；入射角i逐漸減小到零的過(guò)程中，導(dǎo)致光線(xiàn)射到棱鏡右側(cè)面的入射角增大，當(dāng)入射角達(dá)到某光的臨界角時(shí)該光將發(fā)生全反射，分析色光的臨界角大小可得出最先發(fā)生全反射的光當(dāng)入射角小于臨界角時(shí)，則不會(huì)發(fā)生光的全反射。二、填空題11.【答案】等于；a 【解析】【解答】各種單色光在其空中的速度相同，由 可知實(shí)線(xiàn)表示a光的干涉條紋?！痉治觥扛缮鏃l紋的間距與波長(zhǎng)成正比，波長(zhǎng)越大，間距越大，據(jù)此分析。12.【答案】2104s；51015個(gè) 【解析】【解答】解：（1）已知激光器的功率p=10w，每次“點(diǎn)焊”需要的能量e=2103j， 根據(jù)e=pt得：每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間是：t= = s=2104s（2）設(shè)每個(gè)光子的能量為e0 ， 則e0=h=h 在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)出的激光光子的數(shù)量：n= = = 個(gè)51015個(gè)故答案為：2104s，51015個(gè)【分析】激光器的功率為10w，每秒發(fā)出10j的能量，能量公式e=pt求出每次“點(diǎn)焊”視網(wǎng)膜的時(shí)間每個(gè)光子的能量為e0=h=h ，由每次“點(diǎn)焊”需要的能量與每個(gè)光子的能量之比求出光子數(shù)13.【答案】前者是非相干光，后者是相干光 【解析】【解答】普通光源發(fā)出的光的振動(dòng)方向不平行，相位差也不恒定，故不是相干光；激光是相干光；【分析】激光具有普通光所不具有的特點(diǎn)，可概括為三好（單色性好、相干性好、方向性好）一高（亮度高）擾；海市蜃樓與全的反射有關(guān)14.【答案】【解析】【解答】如圖所示，入射光方向不變，則i不變，而 平行于ob 設(shè)液面降了h ， 據(jù)幾何關(guān)系可得： ?！痉治觥孔鞒鰩缀喂饴穲D，由光的反射規(guī)律和激光的特性可求出結(jié)果，從而理解激光液面控制儀的原理。三、解答題15.【答案】解答：激光是一種人造光，激光的主要特點(diǎn)是相干性好、平行度好、亮度高故答案為：相干性好、平行度好、亮度高 【解析】【分析】激光的主要特點(diǎn)是相干性好、平行度好、亮度高，從而即可求解四、綜合題16.【答案】（1）光脈沖持續(xù)時(shí)間即為發(fā)射一個(gè)光脈沖所需的時(shí)間，所以一個(gè)光脈沖長(zhǎng)度 。（2）面積為1cm2的色斑吸收的能量 ，色斑便逐漸消失。而1個(gè)光脈沖的能量為消除 的色斑需要光脈沖數(shù)為 。 【解析】【分析】光脈沖的長(zhǎng)度即光在一個(gè)脈沖時(shí)間內(nèi)傳播的距離；每個(gè)光子的能量 ，每個(gè)光脈沖含有的能量為 ，從而求出