选修3-4 13.5 光的衍射 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 选修3-4 13.5 光的衍射 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 264.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-24 03:25:17 | ||
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文档简介
选修3-4 13.5 光的衍射 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示为观察光的衍射现象的装置，让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现衍射图样。现保持狭缝到光屏的距离不变，微微减小狭缝的宽度，则再观察到的条纹是
A. 间距相等的更窄条纹 B. 间距相等的更宽条纹
C. 间距不等的更窄条纹 D. 间距不等的更宽条纹
2. 如图所示，一束激光照在一个很小的不透明的圆盘上，在影的中心有一个亮斑
A. 能发生衍射 B. 能发生干涉 C. 能发生偏振 D. 能沿直线传播
3. 一束平行单色光照射不透明的小圆板，在其阴影中央可以观察到如图所示的泊松亮斑。这是光的
A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 直线传播现象 D. 光电效应现象
4. 如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显的衍射现象。下列措施可能使波发生较为明显的衍射现象的是
A. 增大波源的振动频率 B. 减小波源的振动频率
C. 增大障碍物的长度 D. 波源远离障碍物运动
5. 下列对衍射现象的定性分析，不正确的是
A. 光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B. 光的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沿直线传播的结论
6. 关于机械波的衍射，下列说法错误的是
A. 波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射
B. 一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象
C. 波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显
D. 波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
7. 通过游标卡尺的两个测脚之间形成的狭缝观察线状白炽灯，可以看到
A. 黑白相间的条纹，这是光的干涉现象
B. 黑白相间的条纹，这是光的衍射现象
C. 彩色的条纹，这是光的干涉现象
D. 彩色的条纹，这是光的衍射现象
8. 用如图 所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图 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
9. 某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条宽为 的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹可能是
A. B.
C. D.
10. 我们经常看到路边施工处挂有红色的灯，除了红色光容易引起人们的视觉反应外，这样做的另一个重要的原因是
A. 红光比其他可见光更容易发生衍射
B. 红光比其他可见光更容易发生干涉
C. 红光比其他可见光频率更大
D. 红光比其他可见光更容易发生反射
二、填空题（共4小题；共14分）
11. 如图所示，当用激光照射到直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后面光屏上的阴影中心出现了一个亮斑，这是光的 现象，这一现象支持了光的 说。
12. 使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列 。
A.圆形光斑
B.明暗相间的彩色条纹
C.变暗消失
D.正方形光斑
E.正方形光斑由大变小
13. 如图所示，甲、乙两图是单色光分别入射到两圆孔形成的图象，由图判断甲是光的 （选填“干涉”或“衍射”）图象。图甲所对应的圆孔孔径 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图乙所对应的圆孔孔径。
14. 如图所示，是由一束单色光分别通过两个圆孔而形成的图象，其中图（）是光的 （选填“干涉”或“衍射”）图象。由此可以判断出图（）所对应的圆孔的孔径 （选填“大于”或“小于”）图（）所对应的圆孔的孔径。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 光的衍射
（1）衍射现象：光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿 传播，它绕过了缝或孔的边缘，传播到了 的地方。
（2）衍射条纹的特点：一些 的条纹，中央条纹最 、最 ，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越 ，亮度越 。
（3）发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长 ，甚至比光的波长还 。
16. 光波和声波都是波，可是日常生活中常发生“闻其声不见其人”的现象，原因何在
17. 用某种单色光源垂直照射带有圆孔的不透明障碍板，下列几种情况中，在障碍板后面暗箱中的屏上各看到什么现象
（1）小孔的直径为 .
（2）小孔的直径为 .
（3）小孔的直径为 .
答案
第一部分
1. D
【解析】在观察光的衍射现象实验中，保持狭缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随缝宽的减小而增大，则减小狭缝的宽度，再观察到的条纹是间距不等的更宽条纹，选D。
2. A
【解析】当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，这就是泊松亮斑，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的、BCD错误。
故选：A。
3. B
4. B
【解析】波发生明显的衍射现象的条件为波的波长大于障碍物尺寸或与障碍物尺寸相差不多。机械波在介质中的传播速度 不变，增大波源的振动频率，由公式 可知，波长减小，则波不能发生明显的衍射现象，故A错误；机械波在介质中的传播速度 不变，减小波源的振动频率，由公式 可知，波长增大，则波可能发生明显的衍射现象，故B正确；增大障碍物的长度，则波不能发生明显的衍射现象，故C错误；波能否发生明显的衍射现象与波源和障碍物的相对运动无关，故D错误。
5. D
【解析】光的衍射是光在传播过程中能绕过障碍物继续向前传播的现象，说明光已偏离直线传播方向，但没有否定光沿直线传播的结论，为光的波动说提供了有力的证据，故A、C说法正确，D说法错误；衍射条纹图样是光波相互叠加的结果，故B说法正确。
6. D
【解析】波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射，故A正确，不符合题意；
一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象，故B正确，不符合题意；
波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显，故C正确，不符合题意；
波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越长衍射越明显，故D错误，符合题意。
7. D
【解析】通过游标卡尺的两个测脚之间形成狭缝观察以线状白炽灯为光源，为光的衍射现象，看到的是彩色条纹，中间条纹最大，衍射条纹的间距随狭缝变宽而变小，即狭缝越宽，衍射条纹间距越小。故ABC错误，D正确。
故选：D。
8. B
【解析】此实验中光绕过了孔的边缘，光的传播方向发生了改变，不能说明了光沿直线传播，选项A错误；
圆孔变小，衍射现象更明显，即衍射图样的范围反而变大，选项B正确；
圆孔变小时，光透过的能量会变小，而中央亮斑面积会变大，所以亮度会变暗，选项C错误；
用不同波长的光做实验，衍射图样不完全相同，相同孔径时，波长越长，则亮斑会越大，选项D错误。
9. B
【解析】衍射条纹与单缝平行，且中间宽、两边窄，故B正确，A、C、D错误。
10. A
【解析】红光的波长较长，频率较小，比其他可见光更容易发生衍射，更易被观察到，故选A。
第二部分
11. 衍射；波动
12. DEABC
【解析】由于光的波长很短，因此当孔很大时，不会发生明显的衍射现象，此时可看做光是近似沿直线传播的，在屏上得到孔的影；
当孔逐渐变小时，虽不能使光发生明显的衍射现象，但可以在屏上得到太阳的像，即小孔成像；
孔再逐渐变小时，光开始发生明显的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹；孔进一步变小直到闭合时，由于穿过光的能量减小而使光线变暗直至消失.
13. 衍射；小于
【解析】图甲所示，单色光通过小孔出现明暗相间且宽度不等的条纹，这是光的衍射现象。图乙是个圆亮斑，说明光沿直线传播，没有发生衍射，图乙所对应的圆孔孔径远大于单色光的波长，也大于发生衍射现象的图甲所对应的圆孔孔径。
14. 衍射；小于
第三部分
15. （1） 直线；障碍物后面
（2） 明暗相间；宽；亮；小；弱
（3） 相比；小
16. 光波和声波都是波，都具有波的特性，都能发生干涉、衍射等现象，但是波发生明显衍射现象是有条件的，即障碍物（或缝、孔）的尺寸与波长相差不多或者比波长更小。
声波的波长较长（约几米到十几米），与障碍物（房屋的墙壁、门窗等）的尺寸可以相比，能产生明显衍射现象，故能“闻其声”；而光波的波长很短（），比通常的障碍物的尺寸小得多，因此不能产生明显衍射现象，故“不见其人”。
17. （1） 当圆孔的直径为 时，在光屏上只能看到与圆孔形状相似的亮斑，这是光沿直线传播的结果。
【解析】当圆孔的直径为 时，在光屏上只能看到与圆孔形状相似的亮斑，这是光沿直线传播的结果。
（2） 当圆孔的直径为 时，在光屏上能看到单色光源倒立的像。这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果。
【解析】当圆孔的直径为 时，在光屏上能看到单色光源倒立的像。这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果。
（3） 当圆孔的直径为 时，在光屏上能看到衍射图样，这是由于小孔的尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射的结果。
【解析】当圆孔的直径为 时，在光屏上能看到衍射图样，这是由于小孔的尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射的结果。
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示为观察光的衍射现象的装置，让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现衍射图样。现保持狭缝到光屏的距离不变，微微减小狭缝的宽度，则再观察到的条纹是
A. 间距相等的更窄条纹 B. 间距相等的更宽条纹
C. 间距不等的更窄条纹 D. 间距不等的更宽条纹
2. 如图所示，一束激光照在一个很小的不透明的圆盘上，在影的中心有一个亮斑
A. 能发生衍射 B. 能发生干涉 C. 能发生偏振 D. 能沿直线传播
3. 一束平行单色光照射不透明的小圆板，在其阴影中央可以观察到如图所示的泊松亮斑。这是光的
A. 干涉现象 B. 衍射现象 C. 直线传播现象 D. 光电效应现象
4. 如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显的衍射现象。下列措施可能使波发生较为明显的衍射现象的是
A. 增大波源的振动频率 B. 减小波源的振动频率
C. 增大障碍物的长度 D. 波源远离障碍物运动
5. 下列对衍射现象的定性分析，不正确的是
A. 光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B. 光的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沿直线传播的结论
6. 关于机械波的衍射，下列说法错误的是
A. 波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射
B. 一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象
C. 波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显
D. 波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
7. 通过游标卡尺的两个测脚之间形成的狭缝观察线状白炽灯，可以看到
A. 黑白相间的条纹，这是光的干涉现象
B. 黑白相间的条纹，这是光的衍射现象
C. 彩色的条纹，这是光的干涉现象
D. 彩色的条纹，这是光的衍射现象
8. 用如图 所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图 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
9. 某同学使用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条宽为 的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹可能是
A. B.
C. D.
10. 我们经常看到路边施工处挂有红色的灯，除了红色光容易引起人们的视觉反应外，这样做的另一个重要的原因是
A. 红光比其他可见光更容易发生衍射
B. 红光比其他可见光更容易发生干涉
C. 红光比其他可见光频率更大
D. 红光比其他可见光更容易发生反射
二、填空题（共4小题；共14分）
11. 如图所示，当用激光照射到直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后面光屏上的阴影中心出现了一个亮斑，这是光的 现象，这一现象支持了光的 说。
12. 使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列 。
A.圆形光斑
B.明暗相间的彩色条纹
C.变暗消失
D.正方形光斑
E.正方形光斑由大变小
13. 如图所示，甲、乙两图是单色光分别入射到两圆孔形成的图象，由图判断甲是光的 （选填“干涉”或“衍射”）图象。图甲所对应的圆孔孔径 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图乙所对应的圆孔孔径。
14. 如图所示，是由一束单色光分别通过两个圆孔而形成的图象，其中图（）是光的 （选填“干涉”或“衍射”）图象。由此可以判断出图（）所对应的圆孔的孔径 （选填“大于”或“小于”）图（）所对应的圆孔的孔径。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 光的衍射
（1）衍射现象：光通过很窄的缝或很小的孔时，光没有沿 传播，它绕过了缝或孔的边缘，传播到了 的地方。
（2）衍射条纹的特点：一些 的条纹，中央条纹最 、最 ，离中央条纹越远，亮条纹的宽度越 ，亮度越 。
（3）发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长 ，甚至比光的波长还 。
16. 光波和声波都是波，可是日常生活中常发生“闻其声不见其人”的现象，原因何在
17. 用某种单色光源垂直照射带有圆孔的不透明障碍板，下列几种情况中，在障碍板后面暗箱中的屏上各看到什么现象
（1）小孔的直径为 .
（2）小孔的直径为 .
（3）小孔的直径为 .
答案
第一部分
1. D
【解析】在观察光的衍射现象实验中，保持狭缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随缝宽的减小而增大，则减小狭缝的宽度，再观察到的条纹是间距不等的更宽条纹，选D。
2. A
【解析】当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，这就是泊松亮斑，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的、BCD错误。
故选：A。
3. B
4. B
【解析】波发生明显的衍射现象的条件为波的波长大于障碍物尺寸或与障碍物尺寸相差不多。机械波在介质中的传播速度 不变，增大波源的振动频率，由公式 可知，波长减小，则波不能发生明显的衍射现象，故A错误；机械波在介质中的传播速度 不变，减小波源的振动频率，由公式 可知，波长增大，则波可能发生明显的衍射现象，故B正确；增大障碍物的长度，则波不能发生明显的衍射现象，故C错误；波能否发生明显的衍射现象与波源和障碍物的相对运动无关，故D错误。
5. D
【解析】光的衍射是光在传播过程中能绕过障碍物继续向前传播的现象，说明光已偏离直线传播方向，但没有否定光沿直线传播的结论，为光的波动说提供了有力的证据，故A、C说法正确，D说法错误；衍射条纹图样是光波相互叠加的结果，故B说法正确。
6. D
【解析】波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射，故A正确，不符合题意；
一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象，故B正确，不符合题意；
波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显，故C正确，不符合题意；
波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越长衍射越明显，故D错误，符合题意。
7. D
【解析】通过游标卡尺的两个测脚之间形成狭缝观察以线状白炽灯为光源，为光的衍射现象，看到的是彩色条纹，中间条纹最大，衍射条纹的间距随狭缝变宽而变小，即狭缝越宽，衍射条纹间距越小。故ABC错误，D正确。
故选：D。
8. B
【解析】此实验中光绕过了孔的边缘，光的传播方向发生了改变，不能说明了光沿直线传播，选项A错误；
圆孔变小，衍射现象更明显，即衍射图样的范围反而变大，选项B正确；
圆孔变小时，光透过的能量会变小，而中央亮斑面积会变大，所以亮度会变暗，选项C错误；
用不同波长的光做实验，衍射图样不完全相同，相同孔径时，波长越长，则亮斑会越大，选项D错误。
9. B
【解析】衍射条纹与单缝平行，且中间宽、两边窄，故B正确，A、C、D错误。
10. A
【解析】红光的波长较长，频率较小，比其他可见光更容易发生衍射，更易被观察到，故选A。
第二部分
11. 衍射；波动
12. DEABC
【解析】由于光的波长很短，因此当孔很大时，不会发生明显的衍射现象，此时可看做光是近似沿直线传播的，在屏上得到孔的影；
当孔逐渐变小时，虽不能使光发生明显的衍射现象，但可以在屏上得到太阳的像，即小孔成像；
孔再逐渐变小时，光开始发生明显的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹；孔进一步变小直到闭合时，由于穿过光的能量减小而使光线变暗直至消失.
13. 衍射；小于
【解析】图甲所示，单色光通过小孔出现明暗相间且宽度不等的条纹，这是光的衍射现象。图乙是个圆亮斑，说明光沿直线传播，没有发生衍射，图乙所对应的圆孔孔径远大于单色光的波长，也大于发生衍射现象的图甲所对应的圆孔孔径。
14. 衍射；小于
第三部分
15. （1） 直线；障碍物后面
（2） 明暗相间；宽；亮；小；弱
（3） 相比；小
16. 光波和声波都是波，都具有波的特性，都能发生干涉、衍射等现象，但是波发生明显衍射现象是有条件的，即障碍物（或缝、孔）的尺寸与波长相差不多或者比波长更小。
声波的波长较长（约几米到十几米），与障碍物（房屋的墙壁、门窗等）的尺寸可以相比，能产生明显衍射现象，故能“闻其声”；而光波的波长很短（），比通常的障碍物的尺寸小得多，因此不能产生明显衍射现象，故“不见其人”。
17. （1） 当圆孔的直径为 时，在光屏上只能看到与圆孔形状相似的亮斑，这是光沿直线传播的结果。
【解析】当圆孔的直径为 时，在光屏上只能看到与圆孔形状相似的亮斑，这是光沿直线传播的结果。
（2） 当圆孔的直径为 时，在光屏上能看到单色光源倒立的像。这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果。
【解析】当圆孔的直径为 时，在光屏上能看到单色光源倒立的像。这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果。
（3） 当圆孔的直径为 时，在光屏上能看到衍射图样，这是由于小孔的尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射的结果。
【解析】当圆孔的直径为 时，在光屏上能看到衍射图样，这是由于小孔的尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射的结果。
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