2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册4.5 光的衍射 练习题(word版含答案)

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名称 2021-2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册4.5 光的衍射 练习题(word版含答案)
格式 docx
文件大小 318.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-25 17:20:39

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文档简介

4.5 光的衍射
一、单选题
1.下列四种明暗相间的条纹,分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器和同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮纹;保持缝到屏距离不变).其中属于蓝光的衍射图样的是( )
A. B. C. D.
2.如图甲,让激光束通过一个狭缝,观察到光屏上出现单色条纹图样.现保持激光器与狭缝到光屏的距离不变,将光屏向狭缝处适当移动,下面关于本实验说法正确的是:
A.将会观察到乙图样
B.光屏上条纹更宽
C.移动后,条纹变得模糊
D.该现象说明光具有波动性
3.在单缝衍射实验中,下列说法中正确的是( )
A.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变窄
B.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
C.使单缝宽度变小,衍射条纹的亮度降低、间距变窄
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄
4.关于光的衍射下列说法中正确的是
A.只有当障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比或者比光的波长小的时候才能发生衍射
B.如果障碍物的尺寸比光的波长大得太多,就不能发生光的衍射
C.隔着高墙和墙另一侧的人说话时“听其声而不见其人”,是因为声波发生了明显衍射,而光波的衍射非常微弱
D.小孔成像就是由光的衍射形成的
5.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前传播方向上放置的装置,以下说法正确的是
A.甲是单缝、乙是双缝 B.乙是双缝、丙是小圆孔
C.丙是小圆孔、丁是小圆板 D.丁是小圆孔、甲是双缝
6.下图为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样,则( )
A.甲为蓝光的衍射图样
B.乙为红光的干涉图样
C.丙为红光的衍射图样
D.丁为蓝光的干涉图样
7.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后,在光屏上得到如下四幅图样,关于光屏前传播方向上放置的装置,以下说法正确的是(  )
A.甲是单缝、乙是双缝 B.乙是双缝、丙是小圆孔
C.丁是小圆孔、甲是双缝 D.丙是小圆孔、丁是小圆板
8.如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).在下面的四幅图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是(  )
A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄
C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫
9.一束激光照在一个很小的圆盘上,在屏上观察到如图所示的图样,在影的中心有一个亮斑,这就是著名的“泊松亮斑”.下列说法正确的是
A.圆盘中心有个小孔,这是光的衍射现象
B.圆盘中心是不透光的,这是光的衍射现象
C.圆盘中心有个小孔,这是光的干涉现象
D.圆盘中心是不透光的,这是光的干涉现象
10.某同学在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05mm的窄缝,使用激光器作光源,进行光的衍射实验,如图所示.则他在光屏上看到的条纹是下面图中的
A. B. C. D.
11.如图,用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘,例如小分币,我们可以在光屏上看到的图样为下图中的( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
12.抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同.观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化,下列叙述中正确的是(   )
A.这里应用的是光的衍射现象
B.这里应用的是光的干涉现象
C.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗
D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细
13.抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细,如图所示,观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判定细丝粗细的变化( )
A.这主要是光的干涉现象
B.这主要是光的衍射现象
C.假如屏上条纹变宽,表明抽制的丝变粗
D.假如屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细
14.关于光的衍射现象,下面说法正确的是(  )
A.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B.白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
C.光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑,说明发生了衍射
D.光照到较大圆孔上出现大光斑,说明光沿直线传播,不存在光的衍射
15.关于光的衍射现象,下列说法正确的是
A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后干涉的结果
B.双缝干涉中也存在衍射现象
C.一切波都很容易发生明显的衍射现象
D.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
三、填空题
16.如图所示,是由一束单色光分别通过两个圆孔而形成的图像,其中图(a)是光的_________(选填“干涉”或“衍射”)图像.由此可以判断出图(a)所对应的圆孔的孔径__________(选填“大于”或“小于”)图(b)所对应的圆孔的孔径.
17.在观察光的衍射实验中,分别观察到如图甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样,图中黑线为暗纹.那么障碍物应是
甲图对应的障碍物应是________,
乙图对应的障碍物应是________.
18.某同学利用游标卡尺观察教室内日光灯的衍射现象.他将游标卡尺的两个测量脚逐渐靠近,将眼睛紧贴着狭缝观察日光灯,并让狭缝与日光灯管平行.当游标卡尺之间的狭缝足够小的时候,他观察到了光的衍射现象,此时游标卡尺如下图.
(1)请读出此时游标卡尺的读数________________.
(2)请描述他看到的现象:_______________________________.
四、实验题
19.如图,、分别为单缝衍射实验中,两束单色光经过同一实验装置得到的图案,则图______(选填“”或“”)对应光的波长较长.欲使的中央衍射条纹变宽,可以________缝到屏之间的距离(选填“增大”或“减小”).
20.光传感器可用来测量光屏上的光强分布.如图甲所示为某同学利用单缝做的一个光学实验,图乙为该同学使用光传感器对该实验所采集到的光屏上的光强分布图象,则该同学所做的实验是光的__________(选填“干涉’或“衍射”)实验;根据图乙可以看出,光屏上中央亮条纹的光强分布特点是____________.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.B
【详解】
双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,所有条纹宽度相同且等间距,所以A、C选项中的图样为干涉图样,
单缝衍射条件是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越大,中央亮条纹越粗,红光的波长大于蓝光的波长,所以B项为蓝光的衍射图样,故B正确.
2.D
【详解】
让激光束通过一个狭缝,观察到光屏上出现单色条纹图样是光的衍射图样,衍射条纹的中央亮条纹的宽度最大,将会观察到丙图样;当保持激光器与狭缝到光屏的距离不变,将光屏向狭缝处适当移动,光屏上条纹更窄,条纹变得清晰;光的衍射现象说明光具有波动性,故选项D正确,A、B、C错误.
3.B
【解析】
试题分析:波长较长的光,单缝宽度越小,单缝到屏的距离越大,衍射现象越明显。B正确。
考点:单缝衍射
4.C
【解析】
【详解】
各种障碍物都能使光发生衍射,只是有明显和不明显的区别.小孔成像的原理是光的直线传播,而不是光的衍射.高墙的高度一般是几米,这个尺寸跟声波的波长可以相比,但比光的波长大得多,因此出现“听其声而不见其人”的现象.故C正确,ABD错误.
故选C.
5.C
【详解】
根据衍射与干涉图样的区别是:前者是中间亮条纹明且宽大,越向两侧宽度越小小;后者明暗条纹宽度相等,可知甲图是双缝干涉条纹,乙图是单缝衍射条纹;根据小孔衍射与泊松亮斑的区别可知,小圆孔做衍射的图样是中央较大的区域内是亮的,周围是明暗相间的圆环,可知丙是小孔衍射,丁是小圆板.所以只有C是正确的.故选C.
【点睛】
考查干涉与衍射的原理,注意它们的条纹间距的不同,掌握偏振光与自然光的区别,理解偏振片的工作原理.著名的泊松亮斑,是光照在小圆盘上却在屏上中央出现亮斑,说明光不再直线传播.
6.D
【详解】
AB.单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越大,中央亮条纹越粗,故甲、乙是衍射图样,且甲图为红光的单缝衍射图样,乙图为蓝光的衍射图样,故A、B错误;
CD.双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,所有条纹宽度相同且等间距,故丙、丁两个是双缝干涉现象,根据双缝干涉条纹间距可知,波长越大,条纹间距越大,故丙图为红光的双缝干涉图样,丁图为蓝光的干涉图样,故C错误,D正确.
7.D
【详解】
根据衍射与干涉图样的区别是:前者是中间亮条纹明且宽大,越向两侧宽度越小;后者明暗条纹宽度相等,可知甲图是双缝干涉条纹,乙图是单缝衍射条纹;根据小孔衍射与泊松亮斑的区别可知,小圆孔做衍射的图样是中央较大的区域内是亮的,周围是明暗相间的圆环,可知丙是小孔衍射,丁是小圆板衍射图样.所以只有D是正确的.
8.B
【详解】
双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,所有条纹宽度相同且等间距,故AC两个是双缝干涉现象,根据双缝干涉条纹间距可以知道波长越大,越大,故A是红光,C是蓝光.
单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而波长越大,中央亮条纹越粗,故BD是单缝衍射图样,B为紫光的单缝衍射图样,D为黄光单缝衍射图样.故从左向右依次是红光(双缝干涉)、紫光(单缝衍射)、蓝光(双缝干涉)和黄光(单缝衍射).
所以选项B正确的,选项ACD错误.
点睛:掌握单缝衍射和双缝干涉的图样的特点和图样与波长的关系是解决此题的唯一途径,故要加强对基础知识的记忆.
9.B
【详解】
光线通过小圆盘,则会在屏上出现中心有亮斑,这就是著名的“泊松亮斑”,说明光线也偏离原来的直线方向传播,所以属于光的衍射,故B正确;故选B.
10.B
【详解】
根据衍射条纹的特点,光的衍射条纹与狭缝平行,且中间宽、两边窄,不等间距,故B正确,ACD错误;
故选B.
【点睛】根据衍射条纹的特点进行判断,光的衍射条纹与狭缝平行,且中间宽、两边窄.
11.B
【详解】
用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘,会产生光的衍射现象,中央出现亮点,图样为B所示;故选B.
12.AD
【详解】
当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长,会发生明显的衍射,该装置的原理是运用光的衍射现象,如果屏上条纹变宽,则金属丝变细.故AD正确, BC错误.故选AD.
点睛:该题考查光的衍射的特点,解决本题的关键知道衍射条纹的特点,以及知道发生明显衍射的条件.
13.BD
【详解】
当障碍物的尺寸与波的波长相当,或小于波的波长,会发生明显的衍射,该装置的原理是运用光的衍射现象,如果屏上条纹变宽,则金属丝变细.故选BD.
【点睛】
该题考查光的衍射的特点,解决本题的关键知道衍射条纹的特点,以及知道发生明显衍射的条件.
14.AC
【分析】
【详解】
A.衍射条纹为中间宽、两边窄,中间亮、两边暗,不等间距的直条纹,A正确;
B.用白光照射单缝,将得到彩色的衍射条纹,B错误;
C.泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象,是衍射现象,故C正确;
D.光照到较大圆孔时也会出现光的衍射现象,只不过不明显,D错误.
故选AC.
15.AB
【详解】
衍射条纹是光在狭缝间隙后相互叠加干涉的结果,A正确;双缝干涉中光源通过每一个单一狭缝时有衍射现象,因此B正确;只有当缝隙的间距接近波长或者时小于等于波长时才会发生明显的衍射现象,C错误;光通过缝隙的时候,缝隙从大到小依次会出现影子,像以及衍射条纹,光学原理依次为光的直线传播,小孔成像和衍射,因此不矛盾,D错误.
16.衍射 小于
【详解】
图(a)是明暗相间不等间距的圆环,是光的衍射现象;
图(b)出现亮斑,是因为孔径较大,光沿直线传播.所以图(a)所对应的圆孔的孔径小于图(b)所对应的圆孔的孔径。
17.较大的中间有小圆孔 很小的不透明圆板
【分析】
著名的泊松亮斑,是光照在小圆盘上却在屏上中央出现亮斑,说明光不在直线传播.单缝衍射图样与障碍物或孔的尺寸是有关系的,不同的障碍物或孔出现的衍射图样是不一样的.
【详解】
比较两图,它们的背景明显不同,甲图的背景为黑色阴影,说明障碍物应是很大的不透明挡板,中间有透光并且带有衍射图样的花纹,说明挡板的中间有小圆孔;乙图的背景为白色,说明周围没有障碍物,中间有不透光圆形阴影,并且带有衍射图样的花纹,说明中间存在很小的不透明圆板,乙图正中央的小亮点是泊松亮斑.
18.0.1mm 彩色直条纹
【详解】
游标卡尺的固定刻度读数为0mm,游标尺上第1个刻度对齐,所以游标读数为0.1×1mm=0.1mm,所以最终读数为:0+0.1mm=0.1mm;
它看到的是相互平行的彩色直条纹.
19.a 增大
【解析】
【详解】
单缝衍射的条纹间距可以用双缝干涉条纹宽度的公式△x=λ,可知波长越长的光条纹间距越大,衍射现象越明显,则图a对应光的波长较长。欲使的中央衍射条纹变宽,可以增大缝到屏之间的距离L。
20.衍射; 中间强两边弱;
【解析】
由图乙可知,条纹中间亮、两边窄,是衍射条纹;根据光的衍射原理,则光屏上中央亮条纹的光强分布特点是中间强两边弱.答案第1页,共2页
答案第1页,共2页