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例题 1 由于激光有能量在空中高度集中等特点，因此可用来测量月球与地球间的距离。
已知从地面发出的激光束经月球上反射器反射回地球，前后共经历了 2.563 s，试计算月球到地球的距离。
解 析 已知激光在真空中的传播速度$v = 3×10^{5} km/s$，
从地面发出的激光束到达月球所需时间$t = \frac{2.563}{2} s$，
月球到地球的距离$s = vt = 3×10^{5} km/s×\frac{2.563}{2} s = 3.845×10^{5} km$。
已知从地面发出的激光束经月球上反射器反射回地球，前后共经历了 2.563 s，试计算月球到地球的距离。
解 析 已知激光在真空中的传播速度$v = 3×10^{5} km/s$，
从地面发出的激光束到达月球所需时间$t = \frac{2.563}{2} s$，
月球到地球的距离$s = vt = 3×10^{5} km/s×\frac{2.563}{2} s = 3.845×10^{5} km$。
答案
解析
【分析】
要计算月球到地球的距离，首先需明确激光从地球发射到月球再反射回地球，经历的是往返路程，因此激光单程传播的时间是总时间的一半。我们已知激光在真空中的传播速度（光速），接下来根据速度公式$s=vt$，将单程时间与光速代入公式，即可求出月球到地球的距离。具体思考步骤：①确定已知量：激光往返总时间$2.563s$，光速$v=3×10^{5}km/s$；②计算单程时间：由于激光走了两次地球到月球的距离，所以单程时间为总时间的一半；③代入速度公式计算距离。
【解析】
已知：激光往返地球和月球的总时间$t_{总}=2.563s$，激光在真空中的传播速度$v=3×10^{5}km/s$。
1. 计算激光从地球到月球的单程时间：
激光从地球到月球再返回地球，传播的路程是月球到地球距离的2倍，因此单程时间
$t=\frac{t_{总}}{2}=\frac{2.563}{2}s=1.2815s$。
2. 根据速度公式$s=vt$计算月球到地球的距离：
将$v=3×10^{5}km/s$和$t=1.2815s$代入公式得：
$s=vt=3×10^{5}km/s×1.2815s=3.8445×10^{5}km≈3.845×10^{5}km$。
【答案】
$3.845×10^{5} km$
【知识点】
1. 速度公式的应用
2. 光速的实际应用
【点评】
本题属于速度公式的基础应用类题目，解题的核心关键是认清激光传播的路程与地球到月球距离的关系，避免直接用总时间代入公式计算而导致结果错误。通过本题可加深对路程、速度、时间三者定量关系的理解，同时能了解激光在天文测量中的实际应用。
【难度系数】
0.8
要计算月球到地球的距离，首先需明确激光从地球发射到月球再反射回地球，经历的是往返路程，因此激光单程传播的时间是总时间的一半。我们已知激光在真空中的传播速度（光速），接下来根据速度公式$s=vt$，将单程时间与光速代入公式，即可求出月球到地球的距离。具体思考步骤：①确定已知量：激光往返总时间$2.563s$，光速$v=3×10^{5}km/s$；②计算单程时间：由于激光走了两次地球到月球的距离，所以单程时间为总时间的一半；③代入速度公式计算距离。
【解析】
已知：激光往返地球和月球的总时间$t_{总}=2.563s$，激光在真空中的传播速度$v=3×10^{5}km/s$。
1. 计算激光从地球到月球的单程时间：
激光从地球到月球再返回地球，传播的路程是月球到地球距离的2倍，因此单程时间
$t=\frac{t_{总}}{2}=\frac{2.563}{2}s=1.2815s$。
2. 根据速度公式$s=vt$计算月球到地球的距离：
将$v=3×10^{5}km/s$和$t=1.2815s$代入公式得：
$s=vt=3×10^{5}km/s×1.2815s=3.8445×10^{5}km≈3.845×10^{5}km$。
【答案】
$3.845×10^{5} km$
【知识点】
1. 速度公式的应用
2. 光速的实际应用
【点评】
本题属于速度公式的基础应用类题目，解题的核心关键是认清激光传播的路程与地球到月球距离的关系，避免直接用总时间代入公式计算而导致结果错误。通过本题可加深对路程、速度、时间三者定量关系的理解，同时能了解激光在天文测量中的实际应用。
【难度系数】
0.8
例题 2 光的波长决定了它与物质相互作用的类型，如“可见光”照射人体时，会反射到我们的眼睛，被视神经所感知而“看到”人体；而 X 射线照射人体时，则会穿透人体，并在 X 光底片上留下穿透程度不同的影像记录。
同步辐射光源具有波长范围宽、亮度高等一系列特性，被科学家称为“为人类文明带来革命性推动的新光源”。
光波具有衍射现象，用光探测物体时，光的波长应当与物体的大小相近或更短。如要“看清”金属原子等微观物体，就必须选用与这些微观物体大小相近或更短的波长的光束。科学家利用光束在物质中的衍射、折射等特性来探究未知的微观世界。
根据上述电磁波特点及图 17-2-2，可知：
(1)红外线的波长比紫外线的波长
(2)人眼能看见物体是因为视神经接收到
(3)同步辐射光在真空中的传播速度为
(4)用放大倍率很高的普通光学显微镜也看不见原子等微观物体，其原因是
解 析 (1)由电磁波谱可知，红外线的波长比紫外线的波长要长。
(2)人眼能看见物体是因为物体反射的可见光射到人的眼睛中，被视神经所接收并感知，人即能看见物体。
(3)同步辐射光属于光的一种，故其速度为$3.0×10^{8} m/s$。
(4)用光探测物体时，光的波长应当与物体的大小相近或更短。
我们看不见原子等微观粒子，是因为可见光的波长比原子直径大。
同步辐射光源具有波长范围宽、亮度高等一系列特性，被科学家称为“为人类文明带来革命性推动的新光源”。
光波具有衍射现象，用光探测物体时，光的波长应当与物体的大小相近或更短。如要“看清”金属原子等微观物体，就必须选用与这些微观物体大小相近或更短的波长的光束。科学家利用光束在物质中的衍射、折射等特性来探究未知的微观世界。
根据上述电磁波特点及图 17-2-2，可知：
(1)红外线的波长比紫外线的波长
长
。(2)人眼能看见物体是因为视神经接收到
物体反射的可见光
。(3)同步辐射光在真空中的传播速度为
3.0×10⁸m/s
。(4)用放大倍率很高的普通光学显微镜也看不见原子等微观物体，其原因是
可见光的波长比原子直径大
。解 析 (1)由电磁波谱可知，红外线的波长比紫外线的波长要长。
(2)人眼能看见物体是因为物体反射的可见光射到人的眼睛中，被视神经所接收并感知，人即能看见物体。
(3)同步辐射光属于光的一种，故其速度为$3.0×10^{8} m/s$。
(4)用光探测物体时，光的波长应当与物体的大小相近或更短。
我们看不见原子等微观粒子，是因为可见光的波长比原子直径大。
答案
长
物体反射的可见光
$3.0×10^{8}\ \mathrm{m/s}$
可见光的波长比原子直径大
物体反射的可见光
$3.0×10^{8}\ \mathrm{m/s}$
可见光的波长比原子直径大
解析
【分析】
我们可以逐个分析每个小问题：
1. 对于第(1)问，观察题目给出的电磁波谱图，对比红外线和紫外线的波长范围，即可判断波长的长短关系；
2. 第(2)问，从题干中寻找关于人眼看见物体的原因的描述，直接提取对应信息即可；
3. 第(3)问，同步辐射光属于电磁波，回忆电磁波在真空中的传播速度即可解答；
4. 第(4)问，结合题干中“用光探测物体时，光的波长应当与物体的大小相近或更短”这一关键信息，分析普通光学显微镜使用的可见光波长与原子大小的关系，就能得出原因。
【解析】
(1)由题图的电磁波谱可知，红外线的波长范围大于紫外线的波长范围，因此红外线的波长比紫外线的波长长。
(2)根据题干中“可见光照射人体时，会反射到我们的眼睛，被视神经所感知而‘看到’人体”的内容，可知人眼能看见物体是因为视神经接收到物体反射的可见光。
(3)同步辐射光属于电磁波，所有电磁波在真空中的传播速度均为$3.0×10^{8}\ \mathrm{m/s}$，所以同步辐射光在真空中的传播速度为$3.0×10^{8}\ \mathrm{m/s}$。
(4)题干中明确说明“用光探测物体时，光的波长应当与物体的大小相近或更短”，普通光学显微镜利用的是可见光，而可见光的波长比原子直径大，无法满足探测微观物体的波长条件，因此看不见原子等微观物体。
【答案】
长；物体反射的可见光；$3.0×10^{8}\ \mathrm{m/s}$；可见光的波长比原子直径大
【知识点】
1. 电磁波谱
2. 真空光速
3. 光的探测条件
【点评】
本题属于信息给予题，主要考查学生从题干和图像中提取有效信息并结合所学知识解决问题的能力，题目紧密结合生活与科技应用，体现了物理知识的实用性。
【难度系数】
0.8
我们可以逐个分析每个小问题：
1. 对于第(1)问，观察题目给出的电磁波谱图，对比红外线和紫外线的波长范围，即可判断波长的长短关系；
2. 第(2)问，从题干中寻找关于人眼看见物体的原因的描述，直接提取对应信息即可；
3. 第(3)问，同步辐射光属于电磁波，回忆电磁波在真空中的传播速度即可解答；
4. 第(4)问，结合题干中“用光探测物体时，光的波长应当与物体的大小相近或更短”这一关键信息，分析普通光学显微镜使用的可见光波长与原子大小的关系，就能得出原因。
【解析】
(1)由题图的电磁波谱可知，红外线的波长范围大于紫外线的波长范围，因此红外线的波长比紫外线的波长长。
(2)根据题干中“可见光照射人体时，会反射到我们的眼睛，被视神经所感知而‘看到’人体”的内容，可知人眼能看见物体是因为视神经接收到物体反射的可见光。
(3)同步辐射光属于电磁波，所有电磁波在真空中的传播速度均为$3.0×10^{8}\ \mathrm{m/s}$，所以同步辐射光在真空中的传播速度为$3.0×10^{8}\ \mathrm{m/s}$。
(4)题干中明确说明“用光探测物体时，光的波长应当与物体的大小相近或更短”，普通光学显微镜利用的是可见光，而可见光的波长比原子直径大，无法满足探测微观物体的波长条件，因此看不见原子等微观物体。
【答案】
长；物体反射的可见光；$3.0×10^{8}\ \mathrm{m/s}$；可见光的波长比原子直径大
【知识点】
1. 电磁波谱
2. 真空光速
3. 光的探测条件
【点评】
本题属于信息给予题，主要考查学生从题干和图像中提取有效信息并结合所学知识解决问题的能力，题目紧密结合生活与科技应用，体现了物理知识的实用性。
【难度系数】
0.8
