第四章 5光的衍射基础过关练(Word版含答案)

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名称 第四章 5光的衍射基础过关练(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 115.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-20 14:47:35

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文档简介

2022版高中同步人教版选择性必修第一册 第四章 5 光的衍射 基础过关练
一、单选题
1.如图所示,一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。以下说法正确的是(  )
A.真空中,a光的波长比b光的大
B.真空中,a光的传播速度比b光慢
C.a光和b光相遇,会发生光的干涉现象
D.a、b通过相同的单缝衍射实验装置,a光的中央亮条纹较窄
2.下列说法正确的是(  )
A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果
B.眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象
C.红光比其它可见光更容易发生衍射,所以警示灯常使用红光
D.拍摄玻璃橱窗内的物体时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
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.条纹形状与原来相同,但亮度减弱 B.仍有条纹,但形状与原来不同
C.一片红光 D.光源的像
4.用白炽灯通过双缝干涉实验装置得到彩色干涉条纹,若在光源与单缝之间加上红色滤光片后(  )
A.干涉条纹消失 B.中央条纹变成红色
C.中央条纹变成暗条纹 D.彩色条纹中的红色条纹消失
5.下列四种现象,不是光的衍射现象造成的是(  )
A.通过游标卡尺两卡脚间狭缝观察发出红光的灯管,会看到平行的明暗相间的条纹
B.不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑
C.太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子
D.用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环
6.生活中会遇到各种波,下列说法正确的是(  )
A.声波和光波均会发生偏振现象
B.用白光做单缝衍射与双缝干涉实验,均可看到彩色条纹
C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波都可以在真空中传播
D.手机在通话时既有电磁波又有声波,它们传播速度相同
7.如图所示是双缝干涉实验,使用波长为600 nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹;若用波长为400 nm的紫光重复上述实验,则P0点和P1点形成的明暗条纹情况是
A.P0点和P1点都是亮条纹
B.P0点是亮条纹,P1点是暗条纹
C.橙光的相邻亮条纹间距小于紫光的相邻亮条纹间距
D.若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验,紫光的衍射现象更明显
8.下列四个实验中,能说明光具有粒子性的是( )
A. B.
C. D.
9.如图,a表示单缝,b表示双缝,用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝,在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹),则(  )
A.图c表示单缝衍射条纹,图d表示双缝干涉条纹
B.单缝S越宽,越容易观察到对应的明暗条纹
C.双缝间距离越小,对应条纹间距越大
D.照射双缝的单色光波长越短,对应条纹间距越大
10.在观察光衍射的实验中,分别观察到如图甲、乙所示清晰的明暗相间图样,图中黑线为暗纹。那么障碍物应是(  )
A.乙图对应的是很小的不透明圆板
B.甲图对应的是很大的不透明圆板
C.乙图对应的是中间有大圆孔的不透明挡板
D.甲图对应的是中间有小三角形孔的不透明挡板
11.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,这是属于光的什么现象(  )
A.干涉 B.衍射 C.折射 D.偏振
12.能够证明光具有粒子性的实验是(  )
A.光电效应实验 B.光的干涉实验 C.光的衍射实验 D.泊松亮斑
二、多选题
13.用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示,其中光源为白炽灯泡,调整实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验,下列说法正确的是(  )
A.取下滤光片,光屏上将出现彩色的干涉条纹
B.若单缝向右平移一小段距离,光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大
C.若将双缝间的距离d增大,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
D.若将滤光片由红色换成绿色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
E.测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹的间距为Δx=
14.以下说法中正确的是(  )
A.光的偏振现象说明光是横波
B.根据相对论可知空间和时间与运动有关
C.麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
D.圆盘衍射图样是中心有亮斑的同心等距圆环
15.新冠肺炎疫情期间,红外线探测人体体温得到了更加广泛的应用,如火车站启用红外线热成像测量体温,旅客从探头前走过即可立即测温,如体温超过37.4度,仪器就会发出警报。可见物理常识在生活中无处不在,以下物理学知识的相关叙述中,正确的是(  )
A.红外线的显著作用是热效应,温度较低的物体不能辐射红外线
B.探测仪发出的红外线波长大于医院CT中使用的X射线波长
C.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,说明光具有波动性
16.在物理学发展的过程中,许多物理学家的发现推动了人类历史的进步,下列说法正确的是( )
A.伽利略发现了单摆振动的周期性,惠更斯确定了计算单摆周期的公式
B.杨氏干涉实验证明了光具有波动性
C.泊松亮斑的发现有力地支持了光的粒子学说
D.麦克斯韦预言并用实验证明了电磁波的存在
E.爱因斯坦的相对论认为,长度、质量和时间都是随速度而变化的
17.中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生物学或医学奖,屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人.在研究青蒿素化学结构中,研究人员用比可见光波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构.在做单缝衍射实验中,下列说法正确的是____________.(填正确答案的标号.选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.将入射光由可见光换成x射线,衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变小,衍射条纹间距变窄
C.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄
E.衍射条纹中央条纹最宽
18.用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像,则( )
A.图像甲表明光具有粒子性
B.图像乙表明光具有波动性
C.用紫外线观察不到类似的图像
D.实验表明光是一种概率波
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图看出,a光的偏折程度大于b光的偏折程度,则a光的折射率大于b光的折射率,所以a光的频率大于b光的频率,真空中a光的波长比b光的小,选项A错误;
B.真空中,a光和b光的传播速度相同,选项B错误;
C.a光的频率大于b光的频率,频率不同的两列光相遇不会发生光的干涉现象,选项C错误;
D.a光的波长小,波动性比b光弱,则知a、b通过相同的单缝衍射实验装置,a光的衍射条纹较小,选项D正确。
故选D。
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.太阳光通过三棱镜,因各种光的折射率不同,形成彩色光谱,这是光的折射的结果,故A错误;
B.眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹,这是光单缝衍射的现象,故B错误;
C.红光的波长比其它可见光长,因此更容易发生衍射,所以警示灯常使用红光,故C正确;
D.往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的透射强度,故D错误。
故选C。
3.B
【解析】
【分析】
【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,若将其中一个缝封住,属于单缝衍射,那么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B正确,ACD错误。
故选B。
4.B
【解析】
【详解】
A.加上红色滤光片后,在双缝中得到是频率相同的红光,因此能发生干涉现象,干涉条纹仍然存在,故A错误;
B.加上红色滤光片后,发生干涉的是红光,故中央条纹变成红色,故B正确;
C.在中央条纹,满足光程差为零,则是明条纹,并不会变成暗条纹,故C错误;
D.得到白光的干涉条纹后,在光源与单缝之间加上红色滤光片,通过光缝的光是红光,由于红光的频率相同,则能发生干涉,但不是彩色条纹,而是明暗相间的红色条纹,故D错误。
故选B。
5.C
【解析】
【分析】
【详解】
在选项C中,电线的直径要比光的波长大很多,根本不能发生明显的衍射现象。地面上没有留下电线的影子是由于电线直径与太阳相比,太阳相当于发光面积很大的光源,太阳光可以从电线的侧面照射到地面,使地面没有电线的影子。其他选项均是光的衍射现象造成的。故C符合题意。
故选C。
6.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.声波是纵波不能发生偏振现象,故A错误;
B.白光由各种色光组成,在单缝衍射和双缝干涉实验中,不同的色光叠加在光屏上产生彩色条纹,故B正确;
C.医院“B超”中的超声波传播需要介质,故C错误;
D.手机用电磁波传递信息,人用说话时发出声波,因此,手机在通话时涉及到的波既有电磁波又有声波,电磁波真空中传播速度为3×108m/s;声波常温下速度大约为340m/s;速度不同,故D错误。
故选B。
7.B
【解析】
【详解】
根据出现明暗条纹的条件可知,P0点到双缝的路程差为0,出现明条纹.用600nm的橙色光照射时,在光屏上的P0点和P0点上方的P1点恰好形成两列相邻的亮条纹,则,解得△x=λ1=600nm,则,可知P1点是暗条纹.故B正确,A错误.因橙光的波长大于紫光,则根据可知,橙光的相邻亮条纹间距大于紫光的相邻亮条纹间距,若分别用上述两种光通过同一装置做单缝衍射实验,橙光的衍射现象更明显,选项CD错误;故选B.
点睛:解决本题的关键知道波峰与波峰或波谷与波谷叠加,振动加强,波峰与波谷叠加,振动减弱.通过该关系知道形成明条纹或暗条纹的条件.
8.C
【解析】
【详解】
A.该实验是粒子散射实验,该实验揭示了原子的核式结构模型,A错误;
B.该实验是双缝干涉实验,该实验揭示了光具有波动性,B错误;
C.该实验是光电效应现象的实验,该实验揭示了光具有粒子性,C正确;
D.该实验是放射性现象的实验,从而得出射线的性质,D错误。
故选C。
9.C
【解析】
【详解】
A.根据单缝衍射条纹间距不等,而双缝干涉条纹间距相等,则有图c表示双缝干涉条纹,图d表示单缝衍射条纹,故A错误;
B.根据明显的衍射现象条件可知,当单缝S越窄时,相干性越强,越容易观察到对应的明暗条纹,故B错误;
CD.在波的干涉中,干涉条纹的间距,由公式可得,条纹间距与波长、缝屏之间的距离成正比,与双缝间的距离d成反比,故C正确,D错误。
故选C。
10.A
【解析】
【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圆板,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,则A项正确,BCD错误。
故选A。
11.B
【解析】
【详解】
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,这是单缝衍射现象,因此B正确,ACD错误。
故选B。
12.A
【解析】
【详解】
A.光电效应说明光具有粒子性,故A正确;
B.光的干涉是波特有的现象,不能说明粒子性,故B错误;
C.光的衍射是波特有的现象,不能说明粒子性,故C错误;
D.泊松亮斑证实的是光的波动性,不能说明粒子性,故D错误。
故选A。
13.ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.取下滤光片,不同色光的干涉图样叠加,在光屏上将出现彩色的干涉条纹,故A正确;
B.若单缝向右平移一小段距离,由于双缝到光屏的距离不变,则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变,故B错误;
C.根据
Δx=λ
知,将双缝的距离d增大,则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小,故C正确;
D.若将滤光片由红色换成绿色,色光的波长减小,根据
Δx=λ
知,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小,故D正确;
E.测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹的间距为
Δx=
故E错误。
故选ACD。
14.AB
【解析】
【详解】
A.光的偏振现象说明光是横波,选项A正确;
B.相对论认为:空间和时间与物质的运动快慢有关,选项B正确;
C.麦克斯韦预言了电磁波,赫兹用实验验证了电磁波的存在,选项C错误;
D.圆盘衍射图样是中心有亮斑的同心不等距圆环,选项D错误。
故选AB。
15.BD
【解析】
【详解】
A.红外线的显著作用是热效应,任何温度的物体均可以辐射红外线;故A错误;
B.探测仪发出的红外线波长大于医院CT中使用的X射线波长,选项B正确;
C.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉,选项C错误;
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,是光的衍射现象,说明光具有波动性,选项D正确。
故选BD。
16.ABE
【解析】
【详解】
A.伽利略发现了单摆振动的周期性,惠更斯研究了单摆的振动规律,确定了单摆振动的周期公式,A正确;
B.干涉是波的特有现象,杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波,B正确;
C.泊松亮斑是光的衍射现象造成的,泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动说,C错误;
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证明了电磁波的存在,D错误;
E.根据爱因斯坦的相对论,知长度、质量、时间都是变化的,E正确。
故选ABE。
17.ACE
【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,定性讨论,其中L为屏与缝的距离、d为缝宽、λ为波长.将入射光由可见光换成X射线,波长λ变小衍射条纹间距变窄,则衍射条纹间距变小,A正确;使单缝宽度变小,即d变小,则衍射条纹间距变宽,B错误;换用波长较长的光照射,根据公式可知衍射条纹间距变宽,C正确;增大单缝到屏的距离,即L变大,则衍射条纹间距变大,D错误;衍射条纹与干涉条纹不同,其中央条纹最宽,故E正确.
18.ABD
【解析】
【详解】
AB.图像甲曝光时间短,通过光子数很少,呈现粒子性。图像乙曝光时间长,通过了大量光子,呈现波动性,故A、B正确;
C.紫外线本质和可见光本质相同,也可以发生上述现象,可以用感光胶片观察到,故C错误;
D.同时也表明光是一种概率波,故D正确。
故选ABD。
答案第1页,共2页
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