激光的特性和应用试题及答案-高中物理-云返教育

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，人们主要利用了激光的（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中
在地质、地震、勘探、气象和地球物理等领域的研究中，需要精确的重力加速度g值，g值可由实验精确测定．近年来测g值的一种方法叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T₂，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间为T₁，测得T₁、T₂和H，可求得g等于（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中
光的干涉和衍射说明了光具有性，露珠呈现彩色属于光的　现象，利用双缝干涉测光的波长原理表达式为　；全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的　性；海豚定位利用了自身发射的　波，雷达定位利用了自身发射的　波．

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类型： 解答题 难度系数：中
对于激光，以下说法中正确的是．

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类型： 单选题 难度系数：易
科学家在研究地月组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返时间为t，若已知万有引力常量为G，月球绕地球运动（可视为匀速圆周运动）的周期为T，光速为c，地球到月球的距离远大于它们的半径．则可求出地球的质量为（　　）

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类型： 单选题 难度系数：中
（2011?嘉定区一模）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（　　）

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类型： 多选题 难度系数：中
下列说法正确的是 ACEF E．激光具有单色性好．方向性强．亮度高等特点，是进行全息照相的理想光源
F．从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程称为解调

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类型： 多选题 难度系数：中
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，则每次“点焊”视网膜的时间是，在这段时间内发出的激光光子的数量是．（普朗克恒量h=6.63×10^-34 J?s，结果保留一位有效数字）

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类型： 填空题 难度系数：中
激光可以做成很细的光束，这是利用了激光的的性质，激光是（纵/横）波．在光导纤维中传递信息要比在真空中（快/慢）．

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类型： 填空题 难度系数：中
某脉冲激光器的耗电功率为2×10³瓦，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10^-8秒，携带的能量为0.2焦耳，则每个脉冲的功率为瓦，该激光器将电能转化为激光能量的效率为．

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类型： 填空题 难度系数：中
如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到水平面上，反射光OB射到水平放置的光屏上，屏上用光电管将光讯号转换为电讯号，电讯号输入控制系统来控制液面的高度，若发现光点在屏上向右移动了△s距离，即射到B'点，则液面的高度变化是

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类型： 单选题 难度系数：中
选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母前的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法正确的是
A．只要外界对气体做功，气体内能一定增大
B．物体由气态变成液态的过程，分子势能减小
C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小
D．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能
（2）如图所示，弹簧一端固定于水平面上，另一端与质量为m的活塞拴接在一起，开口向下、质量为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体．气缸和活塞均可与外界进行热交换．若外界环境的温度缓慢降低，则封闭气体的体积将　（填“增大”、“减小”或“不变”），同时将　（填“吸热”、“放热”或“既不吸热，也不放热”）．
（3）某种油的密度为ρ，摩尔质量为M．取体积为V的油慢慢滴出，可滴n滴．将其中一滴滴在广阔水面上，形成面积为S的单分子油膜．试估算：①阿伏加德罗常数；②其中一滴油滴含有的分子数．
B．（选修模块3-4）
（1）以下说法中正确的是　
A．隐形战机表面涂料利用了干涉原理，对某些波段的电磁波，涂料膜前后表面反射波相互抵消
B．全息照片往往用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性
C．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线
D．海市蜃楼是光的色散现象引起的
（2）有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T²～L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是　（选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了其在实验室
得到的两个单摆的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比=　．

（3）如图所示，半圆玻璃砖的半径R=10cm，折射率为n=，直径AB与屏幕垂直并接触于A点．激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现两个光斑．求两个光斑之间的距离L．

C．（选修模块3-5）
（1）下列说法正确的有　
A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小
B．氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
C．物质波是一种概率波，在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动
D．β衰变说明了β粒子（电子）是原子核的组成部分
（2）如图为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为　 eV，若用此光照射逸出功为2.75V的光电管上，则加在该光电管上的反向遏止电压为　 V

（3）查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子．
完成下列核反应方程：₂⁴H_e+₄⁹B_e→　 n+

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类型： 解答题 难度系数：中
下列说法中正确的是
A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的色散现象
B．声波与无线电波一样，都是机械振动在介质中的传播
C．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D．当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音频率低于声源发出的频率．

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类型： 解答题 难度系数：中
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U，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＞U
B．当有光照射R₁时，U＜U
C．每当U＜U时就计数一次
D．每当U＞U时就计数一次

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类型： 解答题 难度系数：中
（1）下列说法正确的是
A．光的偏振现象说明光是纵波
B．全息照相利用了激光相干性好的特性
C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
（2）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：
①x=4m处质点的振动函数表达式y=　 cm；
②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=　 cm．
（3）如图所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．

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类型： 解答题 难度系数：中
［物理—选修3-4〕（15分）
(1)（6分）下列说法中正确的是．。（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每错选1个扣3分，最低得分为0分）
A．做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关
B．全息照相的拍摄利用了光的干涉原理
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
E．机械波和电磁波都可以在真空中传播

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类型： 解答题 难度系数：中
用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，可用于进行近视眼的治疗．如图所示，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 ABD ．

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类型： 多选题 难度系数：中
列举激光的两个特性：（1）          （2）          ；
举出激光的两种用途：（1）          ，（2）          ．

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类型： 填空题     难度系数：中
一种用于激光治疗的氦分子激光器，输出337.1nm 波长的激光，激光脉冲的时间约为10^-9s，输出脉冲时的功率为10⁶W，每秒输出的脉冲个数是100个．这种激光器的平均输出功率为．

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类型： 填空题 难度系数：中
下说法正确的是 BCD

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类型： 多选题 难度系数：中

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