高中物理-激光练习题

高中物理-激光练习题

基础·巩固

1.下列说法正确的是（）

A.激光可用于测距

B.激光能量十分集中，只可用于加工金属材料

C.外科研制的“激光刀”可以有效地减少细菌的感染

D.激光可用于全息照相，有独特的特点

答案：ACD

2.激光的主要特点有：（1）______________；（2）______________；（3）______________. 答案：相干性好平行度好亮度高

3.光纤通信是利用激光来传递信息，因为它能像无线电波那样进行调制，这是利用了________的特性；激光测距雷达可以测量距离，并且能根据多普勒效应测出目标的运动速度，这是利用了激光的______________特点.

答案：相干性好方向性或平行度好

4.下列说法正确的是（）

A.两支铅笔靠在一起，自然光从笔缝中通过后就成了偏振光

B.偏振光可以是横波，也可以是纵波

C.因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象

D.激光可以像刀子一样切除肿瘤

解析：两支普通铅笔靠在一起，中间的缝远远地大于光的波长，因此，光从中通过时不会成为偏振光；光是横波，偏振光也是横波；激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象；激光有很多用途，其中包括做手术、切除肿瘤.

答案：D

5.根据激光亮度高、能量集中的特点，在医学上可以利用激光（）

A.杀菌消毒

B.切除肿瘤

C.透视人体

D.“焊接”剥落的视网膜

解析：利用激光亮度高，能量集中的特点可以在医学上切除肿瘤和“焊接”剥落的视网膜，B、D两项正确.

答案：BD

6.将激光束的宽度聚焦到纳米级（10-9 m）范围内，可修复人体已损坏的器官，参考DNA分子进行超微型基因修复，把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病等彻底根除，这里应用了激光的（）

A.平行性好的特性

B.单色性好的特性

C.亮度高的特性

D.粒子性好的特性

解析：激光的特性之一就是强度大、亮度高，医学上用的激光刀就是其应用.

答案：AC

7.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

解析：激光的单向性好，不利于室内照明，并且大功率的激光要靠专门的激光器产生，成本太高，且由于激光的能量集中，会对人体产生伤害，因此选项C所述激光的应用是错误的.

答案：C

8.激光发光功率为P ，发出的激光在折射率为n 的介质中波长为λ，c 表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是（ ）

A.该光在真空中的波长为nλ

B.该光在真空中的波长为λ/n

C.该光的频率为c/λ

D.该光的频率为c/nλ

解析：注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样，由于速度变化的原因、波长会相应变化，对同一频率的光它在真空中的波长应大于介质中的波长. 答案：AD

9.应用激光平行性好的特性，可以精确地测量距离.对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离.若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s ，则月球到地球的距离大约是________________km.

解析：真空中的光速c=3.0×108m/s ，从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间t=2.56 s ，月球

与地球距离为l=

21ct=21×3.0×108×2.56 m=3.84×105 km. 答案：3.84×105

10.医用激光刀与普通手术刀相比有何优点?

解析：激光刀的应用原理是热作用，它主要包括激光切割和激光气化两方面，前者利用的激光光斑很小，故切割时呈线状气化，而后者使用的光斑比较大，对切割部位（如瘤痣）直接气化.激光刀的优点：

（1）激光刀不与组织直接接触，故不会由它引起细菌感染.

（2）由于激光束只与直接照射的组织起作用，加上手术时间短，对周围正常组织的损伤小.

（3）由于激光的热效应能使血液凝固，对小血管起封闭作用，达到止血的效果，因此可避免切除肿瘤时引起出血而导致肿瘤细胞的扩散.

（4）手术时无锯齿噪声，无振动，并可作各种特殊形态的切口，不足之处主要是皮肤胶原受热损后延迟愈合的时间.

综合·应用

11.下列说法正确的是（ ）

A.如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些

B.激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传递信息

C.激光雷达能根据多普勒效应测出目标的运动速度，从而对目标进行跟踪

D.从本质上说激光是横波

解析：如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略小些.激光是一种人工产生的相干光，因此可对它进行调制来传送信息，激光雷达能根据多普勒效应测目标的运动速度，从而对目标进行跟踪，激光是横波.

答案：BCD

12.红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每一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 ，所发射的每个光脉冲持续的时间为Δt，波长为λ，则每个光脉冲中含有的光子数是（ ） A.

P h t c λ∆ B.t c hP ∆ C.t P hc ∆λ D.hc

t P ∆λ 解析：一个光脉冲的能量：E=PΔt.每个光子能量E 0=h λc ，所以每个光脉冲中含有的光子数

n=hc

t P E E ∆=λ0. 答案：D

13.准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，用于进行近视眼的治疗，用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好，无痛苦.关于这个治疗，以下说法中正确的是（ ）

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.激光具有高度的方向性，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

解析：激光手术是物理技术用于临床医学的最新的成果.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，人们不能看清楚物体，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.

答案：ABD

14.一个氦氖激光器能发出4.74×1014 Hz 的红光，求它在真空中的波长为_______________m ；进入折射率为2的透明介质中，这束激光的波长为___________m ，波速为__________m/s.

解析：由波速、波长和频率关系c=λf，在真空中的波长为λ=f c =14810

4.74103⨯⨯ m=6.33×10-7 m ，进入介质中，由n=v c 得λ=f v =nf c =14810

4.742103⨯⨯⨯ m=4.69×10-7 m. 由n=v c 得v=n c =2

1038

⨯ m/s=2.12×108 m/s. 答案：6.63×10-7 4.69×10-7 2.12×108

15.某脉冲激光器的耗电功率为2×103 W ，每秒输出10个光脉冲，每个脉冲持续时间为10-8s ，

携带的能量为0.2 J ，则每个脉冲的功率为________________W ，该激光器将电能转化为激光能量的效率为__________________.

解析：由每个脉冲持续时间为10-8 s ，携带的能量为0.2 J ，则每个脉冲的功率为P=

t W =8102.0- W=2×10-7 W ，该激光器将电能转化为激光能量的效率为η=

总有W W =3102100.2⨯⨯×100%=0.1%. 答案：2×103 0.1%

16.一台激光器，它的功率为P ，如果它射出的单色光在空气中的波长为λ，则这束单色光的频率是_________________，它在时间t 内辐射的光能为_________________，如果已知这束单色光在某介质中的传播速度为v ，那么这束单色光从该介质射向真空发生全反射的临界角为_________________.

解析：根据v=λf 可得这束单色光的频率为f=c/λ；