高中物理 第十三章 8 激光课后集训[新人教版]选修3-41

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1、激光基础过关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：ABCD2.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什么特性？()A.亮度高B.平行性好C.单色性好D.波动性好解析：频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光。本题的正确答案是C。答案：C3.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

2、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：D4.将激光束的宽度聚焦到纳米级(10-9m)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.粒子性好的特性答案：AC5.下列应用激

3、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：C6.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nλB.该光在真空中的波长为λ/nC.该光的频率为c/λD.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

4、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综合运用37.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2.56s,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=2.56s,月球与地球距离为l=×3.0×108×2.56m=3.

5、84×105km。答案：3.84×105km。8.一台二氧化碳激光器发出的激光功率为P=1000W，出射光束截面积为A=1mm2,这束光垂直射到温度为T=273K，厚度为d=2cm的铁板上，如果有80%的光束能量被激光照射到那一小部分铁板所吸收，并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔，需要多少时间？铁的有关参数：热容量c=26.6J/mol·K，密度ρ=7.90×103kg/m3,熔点Tm=1798K,熔解热L=1.49×104J/mol,摩尔质量U=56×10-3kg。解析：激光所照射到的质量为M的部分铁板在熔化过程中所吸收的热量为Q=(cΔT+L)=P

6、t·80%其中质量M=Adρ。代入数据求得t=0.192s答案：0.192s9.一台激光器，它的功率为P，如果它发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f=c/λ;激光器的时间t内所做的功W=Pt转化为光能；这束单色光对该介质的折射率n=c/v,设它从该介质射向真空发生全反射的临界角为C，则sinC=1/n=v/c;所以C=arcsin

7、(v/c)。答案：,Pt,arcsin()10.由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为信息高速传输的载体，要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多大？解析：要保证不会有光线从侧面跑出来，其含义是不管入射角多大都能在测量壁发生全反射。令入射角等于90°，再由折射定律和全反射临界角公式、几何关系就可以求出材料的折射率。设激光束在光导纤维端面的入射角为i，折射角为α，折射光线射向侧面时的入射角为β，如答图13-11所示。答图13-11由折射

8、定律：,由几何关系：α+β=90°，sinα=cosβ。由全反射临界角的公式：3