4.5光的衍射 同步练习(word版含答案)

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名称 4.5光的衍射 同步练习(word版含答案)
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文件大小 277.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-08 06:36:22

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文档简介

4.5、光的衍射
一、选择题(共16题)
1.用点光源照射一个不透光的障碍物,其背后屏上阴影的中央出现了亮斑,原因是( )
A.光的反射 B.光的衍射 C.光的折射 D.光的干涉
2.如图是使用相同的实验装置,分别用红光和蓝光做实验所得到的干涉、衍射图样.则红光的干涉图样是其中的( )
A. B.
C. D.
3.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
4.关于光的衍射和干涉,下列说法正确的是( )小
A.只有当光的波长比圆孔的直径大时,才可以产生衍射现象
B.衍射现象的研究表明“光沿直线传播”是错误的
C.用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板,在圆板的后面发现圆板阴影中心处有一亮斑,这是光的干涉现象
D.用平行的单色光垂直照射一个刀片,发现屏上刀片阴影的边缘模糊不清,这是光的衍射现象
5.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
6.我们经常看到,凡路边施工处总挂有红色的灯,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.红光比其他可见光在玻璃中的折射率小
7.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
8.下列关于波的干涉和衍射说法正确的是(  )
A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
B.光的干涉和衍射都是光波叠加的结果
C.只有当障碍物或孔的尺寸可以跟波长相比,甚至比光的波长还小时,才能产生光的衍射现象
D.用单色光做双缝干涉实验时,将双缝中某一缝挡住,屏上不再出现亮、暗相间的条纹, 而是一片亮斑
9.如图所示的4幅明暗相间的条纹,分别是红光经过间距不同的双缝及宽度不同的单缝所形成的.则在下面的四幅图中(甲、乙、丙、丁)依次对应的是( )

甲 乙

丙 丁
A.双缝宽间距,双缝窄间距,宽单缝,窄单缝
B.双缝窄间距,双缝宽间距,窄单缝,宽单缝
C.宽单缝,窄单缝,双缝宽间距,双缝窄间距
D.窄单缝,宽单缝,双缝窄间距,双缝宽间
10.下列说法正确的是(  )
A.电容器外壳上标的工作电压比击穿电压要低
B.英国科学家泊松在实验中观察到了著名的“泊松亮斑”
C.法拉第通过严密的数学推理最早给出法拉第电磁感应定律
D.在LC振荡电路中,仅增大电容器的极板距离会使振荡电路的固有频率减小
11.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后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化(  )
A.这里应用的是光的干涉现象
B.这里应用的是光的偏振现象
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
12.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
13.关于衍射,下列说法中正确的是(  )
A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的后果
B.双缝干涉中不存在光的衍射现象
C.一切波都很容易发生明显的衍射现象
D.阳光下黑影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
14.下面的说法中正确的是(  )
A.圆盘阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射现象造成的
B.单色光通过某一狭缝形成的衍射条纹为间距相等的亮条纹
C.肥皂泡呈现彩色条纹是光的衍射现象造成的
D.光的干涉现象表明光是一种波
15.关于波的干涉和衍射,下列说法正确的是( )
A.对于同一列机械波,障碍物越小,越容易绕过去
B.如果波在传播过程中遇到尺寸比波长大得多的障碍物,该波就不能发生衍射
C.猛击音叉,围绕振动的音叉转一圈的过程中,会听到声音忽强忽弱,这是干涉现象
D.一束白光通过三棱镜后,在屏上出现彩色条纹,这是光的一种干涉现象
E.机械波、电磁波、光波均能产生衍射现象
16.做单缝衍射实验和双缝干涉实验时,用激光比普通光源效果更好,图像更清晰。如图甲所示,如果将感光元件置于光屏上,则不仅能在光屏上看到彩色条纹,还能通过感光元件中的信号转换,在电脑上看到光强的分布情况。下列说法正确的是( )
A.做单缝实验时,光强分布图如乙所示
B.做单缝实验时,光强分布图如丙所示
C.做双缝实验时,光强分布图如乙所示
D.做双缝实验时,光强分布图如丙所示
二、填空题
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.衍射光栅
(1)构成:由许多_______的狭缝_______地排列起来形成的光学元件
(2)增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度变_______,亮度_______
(3)种类:_______和_______
19.某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射,光电传感器可以测量光屏上光强的分布。某次实验时,在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布,这位同学在缝屏上安装的是________(填“单缝”或“双缝”)。当研究干涉现象时,若要使干涉条纹的间距变大,可选用宽度较________(填“宽”或“窄”)的双缝,或使双缝屏与光屏间的距离________(填“增大”或“减小”)。
20.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:_______________________________.
三、综合题
21.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
22.两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
23.在学习了光的衍射现象后,徐飞回家后自己设置了一个小实验。在—个发光的小电珠和光屏之间放一个圆孔大小可以调节的圆形孔屏,在圆孔从较大调至完全闭合的过程中,他在屏上看到什么现象?
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】
光屏上影的中心会出现一个亮斑,这是光的衍射现象,故B正确,ACD错误.
2.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A图与B图是衍射图样,且b图为红光的单缝衍射图样,故AB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CD图是两个双缝干涉现象,根据双缝干涉条纹间距.可知波长λ越大,△x越大,故C图与D图是干涉图样,且D图为红光的双缝干涉图样,故C错误,D正确.
3.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。
4.D
【详解】
A.当光的波长比圆孔的直径大时,可以产生明显的衍射现象,选项A错误;
B.衍射现象的研究表明“光沿直线传播”只是一种近似规律,选项B错误;
C.用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板,在圆板的后面发现圆板阴影中心处有一亮斑,这是光的衍射现象,选项C错误
D.用平行的单色光垂直照射一个刀片,发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清,这是光的衍射现象,选项D正确。
故选D。
5.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.
6.A
【详解】
AC.红色光的波长较长,而频率较小,所以比其他可见光更容易发生衍射,故A正确,C错误;
B.只要频率相同,均能发生干涉现象,故B错误;
D.频率越大,折射率越大,可见光中红光频率最小,折射率最小,但挂红灯的原因不是因为折射率小,故D错误。
故选A。
7.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。
8.B
【详解】
A.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的振幅要大,但其位移时刻在变化,所以位移不一定比减弱点的位移要大,故A错误;
B.光的干涉与衍射都遵循光波的叠加原理,故B正确;
C.当障碍物或孔的尺寸可以跟光波相比,甚至比光的波长还小时,才能明显地产生光的衍射现象,故C错误;
D.将双缝中某一缝挡住,光经过单缝后发生衍射,屏上出现间距不等的衍射条纹,故D错误。
故选B。
9.A
【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,故从甲、乙两个是双缝干涉现象,根据双缝干涉条纹间距△x=λ可知双缝间距越窄,△x越大,故甲是双缝宽间距,乙是双缝窄间距;单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,而单缝越窄,中央亮条纹越粗,故并是宽单缝,丁是窄单缝;
故选A
10.A
【详解】
A. 电容器外壳上标的工作电压是正常工作时的额定电压,比击穿电压要低,A正确;
B. 英国科学家泊松为了否定光的波动说,从理论上证明了圆板衍射的黑影中有一个亮点,他人在实验中观察到了亮点,后人把该亮点叫做“泊松亮斑”,B错误;
C. 法拉第发现了电磁感应现象,电磁感应定律是纽曼和韦伯提出来的,C错误;
D. 在LC振荡电路中,固有频率为
仅增大电容器的极板距离d,C减小,f增大,会使振荡电路的固有频率增大,D错误。
故选A。
11.D
【详解】
AB.激光通过细丝后在光屏上形成明暗相间的条纹,应用的是光的衍射现象,故AB错误;
CD.当光屏上的条纹变宽,即衍射现象更明显时,根据产生明显衍射现象的条件可知,对应的丝变细,故C错误,D正确。
故选D。
12.D
【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。
13.A
【详解】
A.衍射花纹图样是光波相互叠加的结果,故A正确;
B.双缝干涉中缝的宽度与波长差不多,光通过缝时,也发生了衍射现象,故B错误;
C.衍射是波特有的现象,一切波都能发生衍射。当波长比障碍物或孔的宽度大得多时,才能发生明显的衍射,故C错误;
D.当波长比障碍物或孔的宽度小得多时,不能发生明显的衍射,这时表现出直线传播的特征,出现了影。影的存在与衍射现象并不是相互矛盾的,故D错误。
故选A。
14.AD
【详解】
A.屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光绕过阻碍物射到中心位置,这是光的衍射现象造成的,故A正确;
B.单色光通过某一狭缝形成的衍射条纹间距不相等,中间宽两边窄,故B错误;
C.肥皂膜表面可看到彩色条纹,是因为肥皂膜的前后两面反射回来的两列光发生干涉时形成的彩色条纹,故C错误;
D.干涉是波的特性,故光的干涉现象充分表明光是一种波,故D正确。
故选AD。
15.ACE
【详解】
A.障碍物越小,机械波越容易绕过去,越容易发生衍射,A正确;
B.只有当障碍物的尺寸与波的波长差不多或比波长短时,才会发生明显的衍射现象,当障碍物的尺寸比波的波长大得多时,也能发生衍射现象,只是不明显,B错误;
C.围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果,C正确;
D.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射现象,D错误;
E.衍射是波的特性,一切波都能发生衍射,E正确。
故选ACE.
16.AD
【详解】
双缝干涉条纹等间距,单缝衍射条纹一定不等间距,即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹。若做单缝实验时,光强分布图如乙所示;若做双缝实验时,光强分布图如丙所示,故BC错误、AD正确。
故选AD。
17. 较大的中间有小圆孔 很小的不透明圆板
【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. 等宽 等距离 窄 增加 透射光栅 反射光栅
【详解】

19. 单缝 窄 增大
【详解】
由图乙可知,光强分布条纹中间宽、两边窄,可知是衍射条纹,所以在缝屏上安装的是单缝;
根据知,要使干涉条纹间距变大,双缝的宽度需减小,即选择宽度较窄的双缝或使双缝屏与光屏间的距离增大。
20. 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.
21.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。
22.见解析
【解析】
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。
23.先是圆形亮区,再是明暗相间的圆形亮环,最后完全黑暗
【详解】
在圆孔由大到小调节过程中,当孔较大时,光沿直线传播,在屏上得到圆形亮斑;当孔的直径减小到与光波的波长相近时,产生明显的衍射现象,屏上将出现明暗相间的亮环,当孔继续减小到完全闭合时,没有光到达屏上,屏上完全黑暗。
答案第1页,共2页