2021-2022学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第一册4.5 光的衍射 同步练习题(word版含答案)

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名称 2021-2022学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第一册4.5 光的衍射 同步练习题(word版含答案)
格式 docx
文件大小 584.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-16 07:45:33

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文档简介

4.5 光的衍射
一、单选题
1.当游客站在峨眉山山顶背向太阳而立,而前下方又弥漫云雾时,有时会在前下方的天幕上看到一个外红内紫的彩色光环,这就是神奇的“佛光现象”。佛光是一种奇特的自然现象,当阳光照射较厚的云层时,日光射透云层后,会受到云层深处水滴或冰晶的反射,这种反射在穿过云雾表面时,在微小的水滴边缘产生衍射现象。那么,下述现象中与“佛光”现象成因相同的是(  )
A.雨后的彩虹
B.孔雀羽毛在阳光下色彩斑斓
C.路面上的油膜阳光下呈现彩色
D.阳光照射下,树影中呈现一个个小圆形光斑
2.如图所示的四个图形中哪个是著名的泊松亮斑的衍射图样(   )
A. B.
C. D.
3.红光透过双缝在墙上呈现明暗相间的条纹,若将其中一个缝封住,在墙上可以观察到(  )
A. B.
C. D.
4.红光和紫光通过单缝获得衍射图样,如图所示图样中反映红光的衍射图样的是( )
A. B.
C. D.
5.用下图甲所示的装置可以证明光具有波动性,在M处放置一个单缝或一个双缝后可以在光屏N上得到不同的图样,下列判断正确的是(  )
A.放置单缝,得到的是a的图样
B.放置单缝,得到的是b的图样
C.无论放置单缝还是双缝,得到的都是a的图样
D.无论放置单缝还是双缝,得到的都是b的图样
6.用如图1所示装置做圆孔衍射实验,在屏上得到的衍射图样如图2所示,实验发现,光绕过孔的边缘,传播到了相当大的范围。下列说法正确的是(  )
A.此实验说明了光沿直线传播
B.圆孔变小,衍射图样的范围反而变大
C.圆孔变小,中央亮斑和亮纹的亮度反而变大
D.用不同波长的光做实验,衍射图样完全相同
二、多选题
7.下列有关光现象的说法中正确的是(  )
A.无影灯是利用光的衍射原理
B.刮胡刀刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象
C.水的视深比实际深度浅是光的全反射现象
D.光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大
8.下列属于光的衍射现象的是( )
A.雨后天空出现的绚丽的彩虹
B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D.眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
E.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹
9.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.如果屏上条纹变窄,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
10.对衍射现象的定性分析,正确的是(  )
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生传播的现象
B.衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论
E.衍射现象说明光是一种横波
11.关于波的干涉、衍射等现象,下列说法正确的是(  )
A.有的波只能发生干涉现象,有的波只能发生衍射现象
B.产生干涉现象的条件之一,就是两列波的频率相等
C.薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D.泊松亮斑是光的干涉现象
12.下列说法正确的是(  )
A.通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管,会看到彩色条纹,这是光的衍射现象
B.减小游标卡尺两个卡脚之间狭缝的宽度,单色线光源通过狭缝产生的衍射条纹中央亮条纹变窄
C.太阳光通过三角形孔,当孔缩小时,先形成三角形光斑,最后形成太阳的像
D.透过羽毛观察白炽灯,会看到彩色光晕,这是光的衍射
13.关于下列四个图的说法正确的是(  )
A.甲图是单缝衍射图样 B.乙图是单缝衍射图样
C.丙图是小孔衍射图样 D.丁图是小孔衍射图样
三、填空题
14.如图所示是通过游标卡尺两测脚间的狭缝观察白炽灯光源时所拍下的四张照片,这四张照片表明了光通过狭缝后形成的图样。从照片甲到丁的图样分析可知,游标卡尺两测脚间的宽度由___________变___________(均选填“大”或“小”),照片丁中央条纹的颜色应是___________色。
15.如图中,甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像,其中图甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径________(选填“大于”或“小于”)图乙所对应的圆孔的孔径。
16.光通过狭缝,当缝较宽时观察到__________,当缝较窄时观察到__________,在不透明的圆板阴影中心有一亮斑,就是著名的__________亮斑,这也是光的__________现象,它说明了光沿直线传播只是一种__________规律,当____________________时就不再沿直线传播了.
17.如图所示,将激光笔发出的激光水平射向凹透镜中心,经过凹透镜扩束后,变粗的激光正射到悬挂在针尖下方的小钢珠上,用光屏在小钢珠后方接收图像,屏上出现的图样如右图,这是光的____图样,该实验说明光具有____.
18.在一个小电灯和光屏之间,放一个带圆孔的遮光板,在圆孔直径从1 cm左右逐渐变小直到闭合的整个过程中,在屏上依次可看到_____、_____、_____、_____几种现象。(选择下列现象,将序号填入空中)
①完全黑暗 ②小孔成像 ③衍射光环 ④圆形亮斑
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.B
【详解】
A.雨后的彩虹是因为光的折射,故A错误;
B.只有孔雀羽毛在阳光下色彩斑斓是因为光的反射和衍射而形成的,故B正确;
C.路面上的油膜是因为干涉形成的,故C错误;
D.阳光照射形成的光斑是因为光的直线传播而形成的小孔成像,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】
结合泊松亮斑的特点可知,光照射在宽度小于或等于光源波长的小圆板或圆珠时,会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹,所以B是泊松亮斑,其他的三个都不是,故B正确,ACD错误。
故选B。
3.A
【详解】
若将其中一个缝封住,在墙上可以观察到衍射条纹,即中央是亮纹,平行不等距。
故选A。
4.C
【详解】
单缝衍射的图样是中间宽,两边窄的条纹,由于红光的波长比紫光长,所以红光衍射条纹的宽度要大于紫光衍射条纹的宽度。
故选C。
5.A
【详解】
在M处放置单缝,得到的是单缝衍射图样:中间宽,两边窄的明暗相间的条纹,如图a;若在M处放置双缝,得到的是双缝干涉图样:等间距的明暗相间的条纹,如图b。
故选A。
6.B
【详解】
A.此实验说明了光的衍射现象,故A错误;
B.圆孔变小,衍射现象更明显,衍射图样的范围反而变大,故B正确;
C.圆孔变小,透光强度变小,中央亮斑和亮纹的亮度变弱,故C错误;
D.用不同波长的光做实验,衍射图样并不相同,因为波长越长,对同一圆孔而言,衍射现象越明显,故D错误。
故选B。
7.BD
【详解】
A.无影灯是利用光的直线传播原理,故A错误;
B.刮胡刀刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象,故B正确;
C.水的视深比实际深度浅是光的折射现象,故C错误;
D.光导纤维内芯材料的折射率比外套材料的折射率大,故D正确。
故选BD。
8.DE
【详解】
A.雨后天空出现的绚丽的彩虹,属于光的折射现象,故A错误;
B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹,属于薄膜干涉现象,故B错误;
C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹,属于光的折射现象,故C错误;
D.眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹,是光绕过障碍物传播的现象,属于光的衍射现象,故D正确;
E.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹,是光绕过障碍物传播的现象,属于光的衍射现象,故E正确。
故选DE。
9.ACD
【详解】
AB.当障碍物的尺寸与波的波长相差不多或比波长更小时,会产生明显的衍射现象,该装置的原理是运用了光的衍射现象,由于是激光束越过细丝即绕过障碍物,所以是光的衍射现象,A正确,B错误;
CD.当抽制的丝直径接近激光的波长时,屏上条纹间距随抽制丝的直径变粗而变窄,随抽制丝的直径变细而条纹间距变宽,CD正确。
故选ACD。
10.ABC
【详解】
ABC.衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象,衍射条纹是波的叠加的结果,干涉、衍射是一切波所具有的特性,故ABC正确;
D.光的直线传播只是近似的,只有在光的波长比障碍物尺寸小得多的情况下,光才被看作是沿直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,故D错误;
E.一切波都可以发生衍射现象,光的衍射不能说明光是横波,故E错误。
故选ABC。
11.BC
【详解】
A.所有类型的波都可以发生干涉和衍射现象,故A错误;
B.两列波发生干涉现象的条件之一,就是两列波的频率相等,故B正确;
C.薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果,故C正确;
D.泊松亮斑是光的衍射现象,故D错误。
故选BC。
12.AD
【详解】
AD.当缝的宽度与光的波长差不多或比波长小时,会发生明显的衍射现象,且缝的宽度越小,衍射现象越明显,AD正确;
B.光的波长不变时,狭缝越窄衍射时中央亮条纹越宽,B错误;
C.当三角形孔减小时,太阳光通过它先形成影,然后是小孔成像,当其尺寸与光的波长差不多时,会出现衍射图样,C错误。
故选AD。
13.BC
【详解】
A.甲图平行等距,是双缝干涉图样,选项A错误;
B.乙图平行不等距,是单缝衍射图样,选项B正确;
C.丙图是小孔衍射图样,选项C正确;
D.丁图是泊松亮斑,是圆板衍射图样,选项D错误。
故选BC。
14.大 小 白
【详解】
光在直线传播情况下,缝宽变窄,光屏上亮条纹变窄,从照片甲到照片乙就是这种情况;照片丙中已发生了明显的行射现象,说明从照片乙到照片丙,窄缝进一步变窄;从照片丙到照片丁可见行射条纹变多,中央亮条纹变宽,说明窄缝更窄。因此,从照片甲到照片丁,游标卡尺两测脚间的宽度由大变小。由于入射光是白光,所以衍射条纹的中央亮条纹是白色的,其两侧是彩色的条纹。
15.衍射 小于
【详解】
甲中出现明暗相间的条纹,是衍射现象,乙中出现圆形亮斑。
只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时,才能发生明显的衍射现象。图甲是光的衍射图样,由于光波波长很短,约在10-7m数量级,所以图甲对应的圆孔的孔径比图乙所对应的圆孔的孔径小,图乙的形成可以用光的直线传播解释。
16.直线传播 衍射现象 泊松 衍射 近似 障碍物或孔的尺寸较小
【详解】
光通过狭缝,当缝较宽时观察到直线传播;
由衍射条件可知,当障碍物的尺寸与波长相差不多或小得多时,能发生明显衍射,所以当缝较窄时观察到衍射现象;
在不透明的圆板阴影中心有一亮斑,就是著名的泊松亮斑,这也是光的衍射现象,它说明了光沿直线传播只是一种近似规律,当障碍物或孔的尺寸较小时能发生衍射现象,这时就不再沿直线传播了
17.衍射 波动性
【详解】
由题意可知,变粗的激光正射到悬挂在针尖下方的小钢珠上,用光屏在小钢珠后方接收图象,屏上出现的图样:中心有亮点,说明光线已偏离原来的直线方向传播,说明发生了光的衍射现象,光的衍射现象说明光具有波动性.
18.④ ② ③ ①
【详解】
在圆孔较大时,光沿直线传播,在屏上得到一个光亮的圆,缩小圆孔,亮圆也随之缩小;然后在屏上得到小灯泡的倒立的像,这种现象叫小孔成像,光仍然是沿直线传播;圆孔缩小到一定程度时,发生衍射现象,在屏上就得到一些明暗相间的圆环,圆孔进一步缩小直到闭合,光环数增多、面积扩大,光环亮度减弱直到完全黑暗。所以依次是:④圆形亮斑、②小孔成像、③衍射光环、①完全黑暗。答案第1页,共2页
答案第1页,共2页