沪科版 (2019)选择性必修 第一册4.7 激光课时训练
展开1.关于激光,下列说法中正确的是( )
A.利用激光的相干性,可以用在雷达上进行精确的测距
B.激光相干性好,任何两束激光都能发生干涉
C.激光是人工制造的,不是偏振光
D.利用激光亮度高,可在医学上作光刀切除肿瘤,或“焊接”剥落的视网膜
【答案】D
【详解】
A.利用激光平行度好,可以用在雷达上进行精确的测距,故A错误;
B.激光相干性好,只有频率相同的两束激光才会发生干涉,故B错误;
C.激光是人造光,也是偏振光,故C错误;
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,故D正确。
故选D。
2.红宝石激光器发出的激光波长为693nm,让红宝石激光器发出的激光和太阳光经绿色滤光片(只让绿光通过)后获得的绿色光分别通过同一个小孔发生衍射现象,则( )
A.激光的衍射现象较明显,衍射条纹较宽
B.绿色光的衍射现象较明显,衍射条纹较宽
C.两者衍射同样明显,衍射条纹的宽度也相等
D.由于是不同性质的光,无法比较它们的衍射现象程度和条纹宽度
【答案】A
【详解】
该激光和绿色光都是可见光,但该激光的波长比绿色光长,通过同样的小孔发生衍射现象时激光比绿色光明显,激光的衍射条纹也比绿色光的衍射条纹宽,因此选项A正确,B、C、D错误。
故选A。
3.与早期的电缆传输信息相比,光纤通信具有各方面压倒性的优势。根据传输效率的考量,目前光纤信号传输主要采用以下三种波长的激光:850nm、1310nm、1550nm,均大于红光波长(630~760nm)。下列关于光纤的说法正确的有( )
A.光纤通信利用的是光的全反射原理
B.光纤中的激光能使荧光物质发光
C.激光的频率大于红光频率
D.若换用可见光传输信号,其在光纤中的传播速度比现有的三种激光更快
【答案】A
【详解】
A.光纤通信是利用光从光密介质射入光疏介质发生全反射的原理来实现的,故A正确;
B.光纤中的激光不能使荧光物质发光,一般而言,紫外线以及短波的可见光,X射线,射线能使荧光物质发光,故B错误;
C.由激光波长和红光波长比较可知,红光的频率大于激光的频率,故C错误;
D.可见光的波长更短频率更大,在光纤中传播速度更小,故D错误。
故选A。
4.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、能量高,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
【答案】D
【详解】
A.在做双缝干涉实验时,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光,从而在屏上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,故A正确,不符合题意;
BD.激光具有平行度好,亮度高等特点,医学上用激光“刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高且能量高的特点,但不能用来照明,故B正确,不符合题意;D错误,符合题意;
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,故C正确,不符合题意。
故选D。
5.关于激光的应用问题,下列说法正确的是( )
A.全息照相利用了激光平行度非常好的特点
B.激光测距雷达利用了激光平行度好的特点
C.用激光束来切割或焊接很硬的材料利用了激光平行度好的特点
D.用激光读取DVD光盘上的信息利用了激光有相干性的特点
【答案】B
【详解】
A.全息照相利用了激光相干性好的特性,故A错误;
BD.激光测距雷达和用激光读取DVD光盘上的信息利用了激光平行度好的特点,故B正确,D错误;
C.用激光束来切割或焊接很硬的材料利用了激光亮度高的特点,故C错误。
故选B。
6.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。下列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.激光也是自然界的产物
D.利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
【答案】D
【详解】
A.激光属于电磁波,电磁波为横波,选项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v=λf可知波长也不同,选项B错误;
C.激光是原子受激辐射产生的光,自然界中的发光体不能发出激光,选项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,选项D正确;
故选D。
7.2020年5月27日,珠峰高程测量登山队成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰。他们将在峰顶竖立觇标,安装 GNSS天线,开展各项峰顶测量工作。本次珠峰高程测量将采用多种方法进行,其中一种重要的方法是重力测量,需要测定珠峰区域不同位置的重力加速度。
利用原子物质波干涉进行高精度重力加速度测量是当今众多测量手段的佼佼者,实验前先采用激光制冷手段制备一团冷原子(热运动速率极小),然后让冷原子在真空系统中自由下落,同时设法对冷原子的物质波进行干涉,通过对干涉条纹信息的分析和推演,可以获得精确的重力加速度数值,一般而言,冷原子物质波的波长越长,测量的精度越高。
重力加速度的数值越精确,其实用价值越大,比如质量的自然基准确定,就需要数值精确的重力加速度值,“国际千克原器”标准已于 2019年5月20 日起被废止,质量基准(1千克)改用普朗克常数重新定义。应用“机械功率和电功率相等”的思想设计出的瓦特天平可以获得关于质量的更准确地数值。结合上述信息和所学习的知识,下列说法正确的是:
A.珠穆朗玛峰顶重力加速度的数值应该大于珠峰山脚处的重力加速度值
B.激光制冷的目的是减小原子团的动量,使其物质波长变短
C.由于“国际千克原器”标准被废弃,国际基本单位制中的质量单位不再是“千克”
D.应用瓦特天平测定质量的基本原理公式可能是
【答案】D
【详解】
A. 重力加速度的表达式为
由此可知,珠穆朗玛峰顶重力加速度的数值应该小于珠峰山脚处的重力加速度值,故A错误;
B. 激光制冷的目的是利用大量光子阻碍原子运动使其减速,从而降低了物体的温度,故B错误;
C. “国际千克原器”标准被废弃,改用普朗克常数重新定义,是为了质量基准(1千克)更精确,故C错误;
D. 应用“机械功率和电功率相等”的思想设计出的瓦特天平,满足
所以,获得关于质量的更准确地数值为
故D正确。
故选D。
8.下列说法中正确的是( )
A.全息照相利用了激光的衍射成像
B.激光测距是利用激光的平行性好
C.用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光的相干性好
D.激光刻录利用激光的亮度高
【答案】B
【详解】
A.全息照相利用了激光相干性好的特性,故A错误;
B.激光测距是利用激光的平行性好,故B正确;
C.用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光的能量较高、沿直线传播的特点,故C错误;
D.激光刻录利用激光的平行度好,故D错误。
故选B。
9.下列光现象中应用了光的偏振现象的是( )
A.全息照相B.立体电影
C.医用纤维式内窥镜D.增透膜
【答案】B
【详解】
A. 全息照相使用激光的相干性好的特点,与光的干涉有关。故A错误;
B. 偏振片式立体电影技术的基本原理是光的偏振,用的是横波的特点。故B正确;
C. 医用纤维式内窥镜利用了光的全反射。故C错误;
D. 增透膜利用光的薄膜干涉。故D错误;
故选:B。
10.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强度高的特性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.光导纤维传递信息是利用了光的全反射
【答案】D
【分析】
本题考查物理原理在技术上的应用。
【详解】
A.激光全息照相是利用激光相干性好的特性,选项A错误;
B.3D电影是利用光的偏振获得立体画面,选项B错误;
C.摄影机镜头镀膜增透是利用光的干涉来减弱光的反射,增强透射能力,选项C错误;
D.光导纤维传递信息是利用了光的全反射,提升传递效率,选项D正确。
故选D。
11.2018年诺贝尔物理学奖授予美国学者ArthurAshkin、法国学者GerardMuru、加拿大学者DnnaStrickland(女),以表彰他们在激光物理领域的突破性发明。关于激光,下列说法正确的是( )
A.激光不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.激光可以发生干涉,且平行度好
D.激光是横波,在光导纤维中传递信息要比在真空中快
【答案】C
【详解】
A.计算机技术传递的是二进制数0、1,可用激光的明灭来表示0、1,所以激光可用来传递信息,故A错误;
B.激光全息照相是利用激光频率相同、相干性好的特点,进行叠加干涉而形成的,故B错误;
C.激光的三大特点:平行度好、亮度高、相干性好,故可以发生干涉现象,故C正确;
D.激光是电磁波,所以是横波,当激光在光导纤维中传递信息时,由于介质的折射率大于真空中的,所以传播速度比真空中的慢,故D错误。
故选C。
12.让激光照到VCD机、CD机或计算机的光盘上,就可以读出盘上记录的信息,经过处理后还原成声音和图象,这是利用光的
A.平行度好,可以会聚到很小的一点上
B.相干性好,可以很容易形成干涉图样
C.亮度高,可以在很短时间内集中很大的能量
D.波长短,很容易发生明显的衍射现象
【答案】A
【详解】
A、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A正确;
B、激光的相干性好,可以很容易形成干涉图样;但与处理数据无关;故B错误;
C、激光具有亮度高的特点,可以在很短时间内集中很大的能量故可用来切除肿瘤;但与本题无关; 故C错误;
D、激光波长短,不容易发生明显的衍射现象;故D错误;
故选A.
【点睛】
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.
13.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
【答案】C
【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”.
14.激光的诞生是一件大事,它使得人类获得了极其理想的、自然界中不存在的光源。下列激光的特性及其应用,正确的是( )
A.医学上用激光“焊接”剥落的视网膜,是利用激光的相干性
B.实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验,是利用激光纯净度高
C.激光能够比较精确测量地球到月球的距离,是利用激光的平行度好
D.激光束很容易给坚硬的材料上打孔,是利用激光的亮度高
【答案】BCD
【详解】
A. 医学上用激光“焊接”剥落的视网膜,是利用激光的亮度高,强度大,能量集中的特点,A错误;
B. 实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验,是利用激光纯净度高,频率单一,相干性好的特点,B正确;
C. 激光能够比较精确测量地球到月球的距离,是利用激光的平行度好,C正确;
D. 激光束很容易给坚硬的材料上打孔,是利用激光的亮度高,强度大,能量集中的特点,D正确。
故选BCD。
15.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不相同
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
【答案】BD
【详解】
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,其他介质中波长小于真空中波长,故B正确;
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。
故选BD。
16.下列关于磁记录的说法正确的是( )
A.计算机的硬盘是利用磁记录原理来工作的
B.DVD光盘是利用磁记录原理来刻录信息的
C.录音机录音利用了电流的磁效应
D.录音带会被磁铁吸起来
【答案】ACD
【详解】
A.计算机的硬盘是利用磁记录原理来工作的,选项A正确;
B.DVD光盘刻录是利用激光在存储介质上“烧”出不同的痕迹来记录信息的,不是磁记录,选项B错误;
C.录音机录音利用了电流的磁效应,选项C正确;
D.录音带在塑料薄膜带基的一面涂敷磁性材料,会被磁铁吸起来,选项D正确。
故选ACD。
17.以下说法正确的是( )
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、读光盘利用了激光亮度高的特点
D.全息照相利用了激光的相干性好的特点
【答案】ABD
【详解】
AD.利用激光的相干性好可进行信息的传递,如光纤通信,全息照相也是利用了激光的相干性好的特点,故AD正确;
B.激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间集中很高的能量,利用激光的该特性可以制作激光武器,故B正确;
C.激光的平行度好,可以把激光会聚到很小的一点,用于读、写光盘,故C错误。
故选ABD。
18.准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光,用于近视眼的治疗。关于这个治疗,以下说法正确的是( )
A.近视眼是物体在眼球中成像在视网膜的前面,使人不能看清物体
B.激光的方向性好,可以在非常小的面积上对眼睛进行光凝手术
C.激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复
D.激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削
【答案】ABD
【详解】
利用激光的方向性好对眼睛进行光凝手术是物理技术应用于临床医学的最新成果。人的眼睛是一个光学成像系统,角膜和晶状体相当于一个凸透镜,物体通过凸透镜成像在视网膜上,人就能看清楚物体.当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小,物体成像在视网膜的前面时,人就不能看清楚物体,这就是近视眼.激光手术不是修复视网膜,而是对角膜进行切削,改变角膜的形状,使眼球中的“凸透镜”的焦距适当变大,物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上。
故选ABD。
19.光学既是一门古老的基础科学,又是现代科学领域中最活跃的前沿科学之一,具有强大的生命力和不可估量的发展前景。关于光的应用,下列说法正确的是( )
A.光导纤维传递信息时,利用了光的衍射原理
B.检查一个平面的平整程度,可以利用光的干涉
C.望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜,是利用了光的偏振
D.激光雷达能精确测出目标的距离和运动速度,是利用了激光平行度好的特点
【答案】BD
【详解】
A.光导纤维传递信息时,利用了光的全反射,故A错误;
B.检查一个平面的平整程度,可以利用光的薄膜干涉,故B正确;
C.望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜,是利用了光的薄膜干涉,故C错误;
D.激光雷达能精确测出目标的距离和运动速度,是利用了激光平行度好的特点,故D正确;
故选BD。
20.关于激光与自然光,下列说法正确的是( )
A.激光是只含一种频率的光,而自然光是含有各种色光频率的光,所以激光的相干性好
B.自然光是由物质的原子发射出来的,而激光是人工产生的,所以激光不是由物质的原子发射出来的
C.激光和自然光都是横波
D.相干性好是激光的一个特点
【答案】CD
【详解】
A.激光的频率也有一定的范围,只是频率范围很窄,A错误;
B.激光是原子受激辐射发出的光,因此激光也是由物质的原子发射出来的,B错误;
C.根据光的偏振现象,说明所有的光都是横波,C正确;
D.相干性好是激光的一个特点,D正确。
故选CD。
粤教版 (2019)选择性必修 第一册第七节 激光课后作业题: 这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第一册第七节 激光课后作业题,共7页。试卷主要包含了选择题,填空题,综合题等内容,欢迎下载使用。
沪科版 (2019)第4章 光及其应用4.7 激光精练: 这是一份沪科版 (2019)第4章 光及其应用4.7 激光精练,共7页。试卷主要包含了选择题,填空题,综合题等内容,欢迎下载使用。
物理4.7 激光随堂练习题: 这是一份物理4.7 激光随堂练习题,共5页。试卷主要包含了选择题,填空题,综合题等内容,欢迎下载使用。