第4章 第7节 激光-2026-2027学年高中物理选择性必修第一册课堂重点&课时训练合集（粤教版）

粤教版·选择性必修第一册·第四章光及其应用 激光 课时重点&课堂同步 模块1 本小节知识重点梳理 序号 核心知识点 关键内容 1 激光的定义 激光是原子受激辐射产生的光，全称受激辐射光放大 激光产生的三个条件 ①工作物质（激活介质）；②激励能源（泵浦源）；③光学谐振腔 受激辐射 处于激发态的原子，在外来光子作用下跃迁到低能级，同时辐射出一个与外来 3 光子频率相同、相位相同、偏振方向相同、传播方向相同的光子 粒子数反转 实现激光输出的必要条件，即高能级粒子数多于低能级粒子数，需外界激励能 源维持 激光的三大特性 ①相干性好；②平行度好（方向性好）；③亮度高（能量集中） 6 相干性好 激光是相干光，频率单一、相位差恒定，可用于干涉、衍射等 7 平行度好 激光发散角极小，传播很远仍保持平行，可用于测距、准直、雷达 8 亮度高 能量在空间高度集中，可用于切割、焊接、打孔、医疗手术 激光的应用分类 ①通信（光纤通信）；②医疗（激光手术）；③工业（切割焊接）；④科研（激 9 光冷却、全息照相)；⑤军事（激光武器） 10 全息照相 利用激光相干性记录物体振幅和相位全部信息，成立体像 记忆口诀 工作物质泵浦源，谐振腔里光放大；相干平行亮度高，通信医疗工业广。 模块2 课堂同步提升习题 一、单选题 (每题3分，共30分) 1.激光的全称是 A受激辐射光放大B.自发辐射光放大 C.受激吸收光放大D.自发吸收光放大 2.产生激光的必要条件是 d A.粒子数正常分布 B.粒子数反转C.粒子数为零 D.粒子数任意分布 3.激光与普通光源相比，不具有下列哪个特性 A.相干性好B.平行度好 C.亮度高 D.频率范围宽 4.激光用于光纤通信，主要利用激光的 A.亮度高B.相干性好C.平行度好 D.能量大 5.激光测距主要利用激光的 0 A相干性好B.平行度好C.亮度高 D.频率低 6.激光切割金属主要利用激光的 A.相干性好B.平行度好C.亮度高 D.相位恒定 7.光学谐振腔的作用是 A.产生激励能源B.提供工作物质 C.使光反复振荡放大D.降低粒子数反转 8.关于受激辐射，下列说法正确的是 A.辐射光子与外来光子频率不同 B.辐射光子与外来光子传播方向不同 C.辐射光子与外来光子相位相同 D.辐射光子与外来光子偏振方向垂直 9.全息照相利用激光的 0 A.亮度高B.相干性好 C.平行度好 D,能量集中 10.激光武器主要利用激光的 A.相干性好 B.平行度好 C.亮度高 D.频率单一 二、多选题 （每题4分，共16分）》 11.激光产生的必要条件包括 A工作物质 B.激励能源 C.光学谐振腔 D.自然光照射 12.激光的特性包括 A相干性好 B.平行度好 C.亮度高 D.频率范围宽 13.下列属于激光应用的是 A.光纤通信B.激光手术C.激光切割 D.白炽灯照明 14.关于粒子数反转，下列说法正确的是 A高能级粒子数多于低能级粒子数 B.是产生激光的必要条件 C.需要外界激励能源维持 D.自发形成，不需要外界作用 三、填空题（每空2分，共16分）》 15.激光是原子 辐射产生的光，全称是 16.产生激光的三个条件是 和 17.激光的三大特性是 和 四、判断题（每题2分，共8分） 18.激光是自然光的一种。 19.粒子数反转是指高能级粒子数多于低能级粒子数。 20.激光的平行度好，可用于测距和准直。 21.全息照相利用的是激光的亮度高特性。 五、简答题（每题5分，共10分） 22.简述激光产生的三个基本条件。 23.激光有哪些主要特性？各举一个应用实例。 六、基础实验填空题（每空2分，共10分） 24.在观察激光特性的实验中： ①用激光照射狭缝，观察到明暗相间的条纹，说明激光具有 性； ②用激光照射到较远的墙上，光斑大小几乎不变，说阴激光具有 性； ③用激光照射光敏电阻，电阻明显减小，说明激光具有 性； ④实验中激光器需要接通 (选填“低压”或“高压”)电源； ⑤激光束不能直射人眼，因为激光的 高，会损伤视网膜。 七、计算题（每题5分，共10分） 25. 某激光器发出波长入=632.8nm的激光，已知光速c=3.0×108m/s,求该激光的频率v。(结果保留两位有效数字) 26.某激光器功率P=10mW,发出激光束直径d=2mm,求激光束的横截面积S和单位面积上的功率（光强）l。(π取 3.14,结果保留两位有效数字) 模块3 参考答案 一、单选题 1.A解析：激光全称是受激辐射光放大。 2.B解析：粒子数反转是产生激光的必要条件。 3.D解析：激光频率单一，不具有频率范围宽的特点。 4.B解析：光纤通信主要利用激光的相干性好。 5.B解析：激光测距主要利用激光的平行度好。 6.C解析：激光切割金属主要利用激光的亮度高。 7.C解析：光学谐振腔使光反复振荡放大。 8.C解析：受激辐射产生的光子与外来光子相位相同。 9.B解析：全息照相利用激光的相干性好。 10.C解析：激光武器主要利用激光的亮度高。 二、多选题 11.ABC解析：自然光照射不是产生激光的条件，D错误。 12.ABC解析：激光频率单一，不具有频率范围宽的特点，D错误。 13.ABC解析：白炽灯照明不是激光的应用，D错误。 14.ABC解析：粒子数反转不能自发形成，需外界激励，D错误。 三、填空题 15.受激；受激辐射光放大 16.工作物质；激励能源；光学谐振腔 17.相干性好；平行度好；亮度高 四、判断题 18.×解析：激光是受激辐射产生的，不是自然光。 19.√「厂解析：粒子数反转即高能级粒子数多于低能级粒子数。 20.√「解析：激光平行度好，可用于测距和准直。 21.×解析：全息照相利用的是激光的相干性好。 五、简答题 22. ①需要有合适的工作物质（激活介质）； ②需要有激励能源（泵浦源），使工作物质实现粒子数反转； ③需要有光学谐振腔，使受激辐射产生的光反复振荡放大，形成激光输出。 23. ①相干性好—用于全息照相、激光干涉测量； ②平行度好一用于激光测距、激光准直、激光雷达； ③亮度高一用于激光切割、激光焊接、激光手术、激光武器。 六、基础实验填空题 24. ①相干 ②平行度好 ③亮度高（或能量集中） ④高压 ⑤亮度（或能量） 七、计算题 25. 解：由公式c=v得V=c/入。 代入数据：V=(3.0×108m/s)/(632.8×10-9m)≈4.7×1014Hz。 答：该激光的频率约为4.7×1014Hz。 26. 解：激光束横截面积S=π(d/2)2=3.14×(1×10-3m)2=3.14×10-6m2。 光强1=P/S=(10×10-3W)/(3.14×10-6m2)≈3.2×103W/m2。 答：激光束横截面积约为3.14×10-6m2,光强约为3.2×103W/m2。