4.5光的衍射基础巩固(word版含答案)

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名称 4.5光的衍射基础巩固(word版含答案)
格式 docx
文件大小 558.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-22 10:33:34

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文档简介

4.5光的衍射基础巩固2021—2022学年高中物理人教版(2019)选择性必修第一册
一、选择题(共15题)
1.下列现象是由光的干涉而产生的是
A.雨后天空中的彩虹 B.肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹
C.阳光通过三棱镜形成彩色光带 D.白光通过一个很窄的缝呈现的彩色条纹
2.人隔着墙说话,能听见声音而看不见人,下列说法中解释正确的是(  )
A.光波是电磁波,而声波是纵波
B.光波是横波,而声波是机械波
C.光速太大
D.声波波长长,光波波长短
3.下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是(  )
A.图A中,若匀速拉动木板的速度较大,则由图像测得简谐运动的周期较大
B.由图 B可知,系统的固有频率为f0
C.图C中频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,这种现象叫做波的干涉,只有频率相同的横波才能发生干涉
D.图D中泊松亮斑是小孔衍射形成的图样
4.下列现象中,属于光的衍射现象的是( )
A.雨后天空出现彩虹
B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C.海市蜃楼现象
D.日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹
5.在杨氏双缝干涉实验装置中,用红光做实验,在屏上呈现明暗相间、间隔距离相等的红色干涉条纹.若将若将其中一条缝挡住,另一条缝仍然可以通过红光,缝很窄。那么在屏上将看到(  )
A.形状与原来一样的明暗相间、间距相等的红色条纹
B.形状与原来相似的明暗相间、间距相等的红色条纹,只是间距变窄了
C.形状与原来不同的明暗相间、间距不等的红色条纹
D.没有条纹,只是一片红光
6.在一次观察光衍射的实验中,观察到如图所示的清晰的明暗相间图样(黑线为暗纹),那么障碍物应是(  )
A.很小的不透明的圆盘
B.很大的中间有大圆孔的不透明的圆盘
C.很大的不透明圆盘
D.很大的中间有小圆孔的不透明的圆盘
7.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到(  )
A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹
C.彩色的直条纹 D.彩色弧形条纹
8.对光的衍射的定性分析,下列说法不正确的是(  )
A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候,才能明显地产生光的衍射现象
B.光通过单缝产生的衍射条纹间距不相等
C.光的衍射现象否定了光的直线传播的结论
D.光的衍射现象说明了光具有波动性
9.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
10.唐代储光羲的《钓鱼湾》诗句“潭清疑水浅,荷动知鱼散”中“疑水浅”是由于发生了(  )
A.光的反射 B.光的折射 C.光的干涉 D.光的衍射
11.如图是甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样,对此实验分析正确的是(  )
A.甲光衍射本领更强 B.在水中乙光的传播速度大
C.光由玻璃射向空气时,乙光更易发生全反射 D.减小实验中的双缝间距,目镜中的条纹数会增加
12.如图所示,玻璃三棱镜底边上有两个单色光源,产生的单色光a、b照射到边上的同一点D,经过棱镜折射后,沿同一方向射出,a光与b光相比较,下列说法正确的是(  )
A.a光的波长小于b光的波长
B.a光的频率小于b光的频率
C.对于同一单缝,b光的衍射现象更明显
D.对于同一双缝装置,b光的干涉条纹间距较宽
13.如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,,。一束由a、b光组成的复色光线平行于底边BC由AB上M点射入棱镜。经棱镜折射后仅有a光从AC上N点射出。则(  )
A.与a光相比,b光的临界角较大
B.与a光相比,b光在棱镜中的传播速度更小
C.与a光相比,b光在空气中更容易发生明显的衍射
D.b光能从BC上射出
14.OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面,ON=OM,a、b两束可见单色光(关于OO′)对称,从空气垂直射入棱镜底面 MN,在棱镜侧面 OM、ON上反射和折射的情况如图所示,则下列说法正确的是(  )
A.在棱镜中a光束的折射率大于b光束的折射率
B.在棱镜中,a光束的传播速度小于b光束的传播速度
C.a、b 两束光用同样的装置分别做单缝衍射实验,a光束比b光束的中央亮条纹宽
D.a、b两束光用同样的装置分别做双缝干涉实验,a光束比b光束的条纹间距小
15.下列现象中,属于光的衍射现象的是(  )
A.雨后天空出现彩虹 B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C.镀膜后,望远镜的镜头透入光的亮度增强 D.海市蜃楼
二、填空题(共4题)
16.用单色平行光照射狭缝,当缝很窄时,光没有沿直线传播,它绕过了缝的边缘,传播到了_______的地方.这就是光的衍射现象。
17.将两支铅笔并排放在一起,中间留一条狭缝,通过这条狭缝去看与其平行的日光灯,能观察到彩色条纹,这是由于光的_____(选填“折射”“干涉”或“衍射”).当缝的宽度______(选填“远大于”或“接近”)光波的波长时,这种现象十分明显.
18.如图,在双缝干涉实验中,S1和S2为狭缝,P是光屏上的一点,已知双缝S1、S2和P点的距离差为m,用单色光A在空气中做双缝干涉实验,若光源到缝S1、S2距离相等,且A光频率为Hz。则P点处是___________(填“亮”或“暗”)条纹;若将S2用遮光片挡住,光屏上的明暗条纹___________ (填“均匀”或“不均匀”)分布。 (光在空气中的速度)
19.如图,在“观察光的衍射现象”试验中,保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将_______(选填:“增大”、“减小”或“不变”);该现象表明,光沿直线传播只是一种近似规律,只是在_______情况下,光才可以看作是沿直线传播的.
三、综合题(共4题)
20.在观察光的衍射现象的实验中,保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将如何变化 该现象表明,光沿直线传播只是一种近似规律。在什么情况下光才可视为直线传播
21.让一束红光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上,逐渐减小两个卡脚之间的距离,使缝越来越小,观察照在屏幕上光斑的变化.缝宽大约多大时屏幕上出现条纹?缝间距变小时,条纹有什么变化?
22.把游标卡尺的两个刀口充分靠近,通过由此形成的狭缝观看发光的日光灯,记录所看到的花样。
23.两人分别站在一堵墙的两侧,彼此看不见却能相互对话,这是为什么
参考答案
1.B
【详解】
雨后天空中的彩虹,阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的折射形成的,白光通过一个很窄的缝呈现的彩色条纹是的光的衍射.答案选B.
2.D
【详解】
由于声波的波长长,相对于墙能够发生明显的衍射现象,因此墙内的人能听到声音,而光波的波长短,相对于墙不能发生明显的衍射现象,因此墙内的人看不到说话的人。
故选D。
3.B
【详解】
A.演示简谐运动的图象实验中,若匀速拉动木板的速度较大,会导致图象的横标变大,但对应的时间仍不变,简谐运动的周期与单摆的固有周期相同,故A错误;
B.由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时,才出现共振现象,振幅才最大,则固有频率为f0,故B正确;
C.根据干涉产生的概念知:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,这种现象叫做波的干涉。频率相同的横波和纵波都能发生干涉,选项C错误;
D.泊松亮斑是圆板衍射形成的图样,故D错误。
故选B。
4.B
【详解】
彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴,造成色散及反射而成,所以A项错误;通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是单缝衍射的结果,所以B项正确;海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率,属于全反射的现象,所以C项错误;日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹,属于薄膜干涉现象,所以D项错误.
5.C
【详解】
若将其中一条缝挡住,那么屏上看到的是红光的衍射条纹,衍射条纹是宽度不相等的明暗条纹,与原来不同。
故选C。
6.D
【详解】
圆盘衍射和圆孔衍射的图样对比如下表所示:
种类 异同点 圆盘衍射 圆孔衍射
不同点 中心亮斑 较小。 较大。
亮(暗)环间距 随环的半径增大而减小。 随环的半径增大而增大。
背景 明亮。 黑暗。
相同点 均为明暗相间圆环,中心均有亮斑
由题图可知中央是大且亮的圆形亮斑,周围分布着明暗相间的同心圆环,可判断此图样为圆孔衍射图样,故D项正确。
圆盘衍射中央有较大黑斑,在黑斑中心有一个很小的亮斑,这个亮斑叫泊松亮斑。
7.C
【详解】
通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝,观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),白炽灯发出的是复色光,可以看到彩色的衍射条纹间距不同,条纹与狭缝平行,成为彩色直条纹,故C正确,ABD错误。
故选C。
8.C
【详解】
A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候,才能明显地产生光的衍射现象,选项A正确,不符合题意;
B.光通过单缝产生的衍射条纹间距不相等,中间宽,两侧窄,选项B正确,不符合题意;
C.光的直线传播是近似规律,光的衍射现象并没有否定光的直线传播的结论,故C错误,符合题意;
D.光的衍射现象说明了光具有波动性,选项D正确,不符合题意。
故选C。
9.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。
10.B
【详解】
人看到的水底是光从水中斜射入空气中时发生折射形成的虚像,属于光的折射,像的位置比实际物体要浅,所以看上去水底浅,实际上很深,故B正确、ACD错误。
故选B。
11.B
【详解】
A.根据双缝干涉条纹的间距公式
结合干涉图样,可知甲的波长较小,乙的波长较大,故乙光衍射本领更强,故A错误;
B.乙光波长较大,则频率较小,水中的折射率较小,根据
可知乙光在水中的传播速度大,故B正确;
C.由于甲光折射率大,乙光折射率小,根据全反射的临界角
可知,甲的临界角小,乙的临界角大,当光由玻璃射向空气时,甲光更易发生全反射,故C错误;
D.减小实验中的双缝间距d,根据
可知,条纹间距变大,则目镜中的条纹数会减少,故D错误。
故选B。
12.B
【详解】
A.设a光与b光经折射的入射角和折射角分别为、、,如图所示
由折射定律可知

因,则有,而波长越长的光折射率越小,则,故A错误;
B.由可知,因c一定,有,故B正确;
C.对于同一单缝衍射,波长越长的光衍射越明显,则a光的衍射现象更明显,故C错误;
D.对于同一双缝装置,由,因可知,a光的干涉条纹间距较宽,故D错误;
故选B。
13.B
【详解】
A.a、b光在AC边的入射角是一样的,为30°。b光发生了全发射,a光没有,所以b光的临界角较小,A错误;
B.根据公式
得到b光在棱镜中的折射率大,而
折射率大的,在棱镜中的传播速度小,B正确;
C.波长越小,折射率越大,故b光的波长小于a光的波长,所以a光更容易发生衍射现象,C错误;
D.由于b光发生了全反射,根据角度关系,分析可知到达BC边的光的入射角度也为30°,所以在BC边也发生全反射,故b光不能从BC边射出,D错误。
故选B。
14.C
【详解】
AB.由光路图看出,光束在面上发生了全反射,而光束在面上没有发生全反射,而入射角相同,说明光的临界角小于光的临界角,由
分析得知,玻璃对光束的折射率小于光束的折射率,由
得知在玻璃砖中光的传播速度比光大,故AB错误;
C.由于玻璃对光的折射率小于光的折射率,则光的频率比光的低,光的波长比光的长,所以光比光更容易发生明显的衍射现象,用同样的装置分别做单缝衍射实验,光束比光束的中央亮条纹宽,故C正确;
D.根据条纹间距公式
可知双缝干涉条纹间距与波长成正比,所以光束的条纹间距大,故D错误。
故选C。
15.B
【详解】
A.雨过天晴时,天空常出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的,白光经水珠折射以后,分成各种彩色光,这种现象叫光的色散现象,故A错误;
B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹的现象,属于单缝衍射,故B正确;
CD.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象,海市蜃楼是光的折射、全反射而形成的,故CD错误。
故选B。
16.相当宽
17.衍射 接近
【详解】
通过两支铅笔中间的缝能看到彩色条纹,说明光绕过缝而到人的眼睛,所以这是由于光的衍射现象,由发生明显衍射条件可知,当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明显衍射现象;
18.暗 不均匀
【详解】
[1]设A光在空气中波长为λ,由得,光的路程差,所以
即从S1和S2到P点的光的路程差δ是波长λ的3.5倍,所以P点为暗条纹。
[2]将S2用遮光片挡住。光屏上得到的是衍射条纹,所以是不均匀分布的。
19.减小 光的波长比障碍物小的多
【详解】
缝隙越窄,条纹宽度越小,衍射条纹越宽,衍射现象越明显,当增加缝宽时,衍射条纹变窄,条纹间距变小.
当条纹足够宽时,几乎看不到条纹,衍射不明显,所以只有在光的波长比障碍物小的多时才可以把光的传播看做直线传播.
20.减小;光的波长比障碍物小得多
【详解】
保持缝到光屏的距离不变,增加缝宽,屏上衍射条纹间距将减小;该现象表明,光沿直线传播只是一种近似规律,只有在光的波长比障碍物小得多的情况下,光才可以看作是沿直线传播的。
21.
大约0.8 mm时会出现条纹,当缝间距变小时,屏幕上条纹间距逐渐变宽,但亮度逐渐减弱
22.
通过靠近的游标卡尺的刀口形成的狭缝观看发光的日光灯,是光的单缝衍射现象,看到的是彩色条纹,中间条纹最宽,两侧条纹变窄,并且狭缝越宽衍射条纹间距越小。
23.
光的波长短,不容易发生衍射,在正常条件下,几乎沿直线传播,因此两人不能互相看到,但是声波的波长较长,和墙的高度相差不多,容易发生衍射,能绕过墙继续传播。