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)
格式 docx
文件大小 981.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-30 07:05:31

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文档简介

人教版(2019)选择性必修一 4.5 光的衍射 同步练习
一、单选题
1.关于波的干涉和衍射现象,下列正确的是(  )
A.一切波都能够发生衍射现象,衍射是波特有的现象
B.波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象
C.只要是两列波叠加,都能产生稳定的干涉图样
D.对于发生干涉现象的两列波,它们的振幅一定相同
2.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.医院手术室使用无影灯
3.如图所示是a、b两单色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样,则(  )
A.在同种均匀介质中,a光的传播速度比b光的大
B.在真空中a、b两单色光传播速度相同
C.从真空射入同种介质发生全反射时,a光全反射临界角小
D.在相同的条件下,a光比b光更容易产生明显的衍射现象
4.图为红光或紫光通过双缝或单缝后呈现的图样,则(  )
A.甲为紫光的干涉图样 B.乙为紫光的干涉图样
C.丙为红光的干涉图样 D.丁为红光的干涉图样
5.下列说法不正确的是(  )
A.图1为检验工件平整度的装置,利用了薄膜干涉的原理
B.图2为光照射不透明小圆板得到的衍射图样
C.图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象,其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大
D.图4的原理和照相机镜头表面加上增透膜的原理是不同的
6.如图为用光传感器演示双缝干涉现象的实验装置,红色光源在铁架台的最上端,中间是刻有双缝的挡板,下面是光传感器,传感器得到的光照信息经计算机处理后,在显示器上显示出来。则(  )
A.仅将红光换为蓝光,相邻两个亮条纹的中心间距将增大
B.仅将光传感器向上移,相邻两个亮条纹的中心间距将增大
C.仅将挡板换成单缝的挡板,显示器上一定不会显示出明暗相间的条纹
D.仅将挡板换成双缝间距更小的挡板,相邻两个亮条纹的中光传感器计算机处理器心间距将增大
7.抽制高强度纤维细丝时可用激光监测其粗细。如图所示,观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化。这一过程利用了光的(  )
A.干涉现象 B.衍射现象
C.折射现象 D.色散现象
8.下列现象中属于光的衍射现象的是(  )
A. B.
C. D.
9.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
10.如图所示的实验装置,光屏上出现的图像是(  )
A. B.
C. D.
11.对如图所示的图片、示意图或实验装置图,下列判断正确的是(  )
A.甲图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”
B.乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度,它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍,则P处是亮纹
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现竖直干涉条纹
12.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
二、填空题
13.利用图(a)所示的装置(示意图),观察蓝光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图(b)中甲和乙两种图样。则甲应是______(选填“干涉”或“衍射”)图样。若将蓝光换成红光,干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距______(选填“变长”“变短”或“不变”)。
14.下图所示的4种明暗相间的条纹,分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹).则在下面的四个图中从左往右排列,亮条纹的颜色依次是A___,B___,C___,D___ 选填(红、黄、蓝、紫)
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.分析下面所叙述的物理现象并进行分类,属于光的折射的是______;属于光的干涉的是_______________
①阳光经过厚玻璃角,在地面上的彩色条纹
②雨后路面上油墨上的彩色条纹
③单色光经过小孔后在屏上出现的明暗相间的圆环
④肥皂泡在阳光下看起来五颜六色
17.使太阳光垂直照射到一块遮光板,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
三、解答题
18.通过两个手指间的狭缝来观察光源,当狭缝宽度逐渐减小时,会观察到什么现象 请试一试,并作出解释。
19.太阳光照射一块遮光板,遮光板上有一个大的三角形孔,太阳光透过这个孔,在光屏上形成一个三角形光斑。请说明:遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时,光屏上的图形将怎样变化?请你说明其中的道理。
20.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?
21.用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔,用眼睛通过小孔观察太阳光,会观察到什么现象?
22.如图所示,让烛光照射到一块遮光板上,板上有一个可自由收缩的三角形孔,当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时,试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【解析】
【详解】
A.干涉和衍射是波特有的现象,一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象,故A正确;
B.明显的衍射现象必须是波的波长障碍物的尺寸大得多或相差不大,故B错误;.
C.要产生干涉现象的必要条件之一,就是两列波的频率相等,故C错误;
D.产生干涉的条件是两列波的频率相等,与振幅无关,故D错误。
故选A。
2.B
【解析】
【详解】
A.雨过天晴时,在天空常出现彩虹,这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而形成的,A错误;
B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹,属于单缝衍射,B正确;
C.照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜,即增透膜,增透膜利用的是光的干涉,C错误;
D.医院手术室使用无影灯利用的是光的直线传播,D错误。
故选B。
3.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.如图可知,b光经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样相邻条纹间距比a光的条纹间距大,根据,证明,由波速、波长和周期的公式
可知,所以,由光在介质中的传播速度
可知,故A错误;
B.在真空中a、b两单色光传播速度都为光速,故B正确;
C.发生全反射的临界条件为光从光密介质进入光疏介质,从真空射入同种介质不会发生全反射,故C错误;
D.在相同的条件下,由于 所以b光比a光更容易产生明显的衍射现象,故D错误。
故选B。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
由干涉图样条纹间距公式 知条纹是等间距的,甲乙是干涉条纹;由于衍射图样间距不等,丙丁是衍射条纹。由于红光的波长长,条纹间距大,所以甲为红光的干涉条纹,乙为紫光的干涉条纹,丙是红光的衍射条纹,丁是紫光的衍射条纹,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.D
【解析】
【详解】
A.图1中利用了薄膜干涉的原理,同一明条纹处空气膜的厚度相同,由弯曲的条纹可知,P处的空气膜厚度与其右边的空气膜厚度相同,即P处凹陷,而Q处的空气膜厚度与其左边的空气膜厚度相同,即Q处凸起,故A正确;
B.图2为光线照射不透明小圆板得到的衍射图样,即泊松亮斑,故B正确;
C.沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大,从远处物体射向地面的光发生全反射形成沙漠蜃景,故C正确;
D.肥皂泡在阳光下呈现彩色是光的干涉现象,照相机镜头表面加上增透膜是利用薄膜干涉,它们的原理相同,故D错误。
本题要求选不正确的,故选D。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据
仅将红光换为蓝光,波长变短,相邻两个亮条纹的中心间距将减小,A错误;
B.根据
仅将光传感器向上移,L变小,邻两个亮条纹的中心间距将减小,B错误;
C.仅将挡板换成单缝的挡板,会发生单缝衍射,显示器上一定会显示出明暗相间的条纹,C错误;
D.根据
仅将挡板换成双缝间距更小的挡板,即d变小,相邻两个亮条纹的中光传感器计算机处理器心间距将增大,D正确。
故选D。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
当障碍物的尺寸与波的波长相当,或小于波的波长,会发生明显的衍射,该装置的原理是运用光的衍射现象,如果屏上条纹变宽,则说明衍射现象更加明显,可知金属丝变细。
故选B。
8.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.A图为全反射的应用,所以A错误;
B.B图为光的衍射现象,所以B正确;
C.C图为光的折射现象,所以C错误;
D.D图为光的干涉现象,所以D错误;
故选B。
9.D
【解析】
【分析】
【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。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
用激光器照射直径小于激光束的不透明圆盘,会产生光的衍射现象,中央出现亮点。
故选B。
11.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.甲图是小孔衍射的图样,而“泊松亮斑”是圆板衍射,故不是“泊松亮斑”,A错误;
B.入射光经薄膜上表面反射后得第一束光,折射光经薄膜下表面反射,又经上表面折射后得第二束光,并不是被检测玻璃板的上下表面反射后的光,B错误;
C.丙图是双缝干涉原理图,若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍,则P处是亮纹,C正确;
D.丁图是薄膜干涉现象的实验装置图,在附有肥皂膜的铁丝圈上,出现水平干涉条纹,D错误。
故选C。
12.B
【解析】
【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。
13. 衍射 变长
【解析】
【分析】
干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象,而衍射条纹中,中间的亮纹的宽度最大。
【详解】
[1]干涉图样的条纹宽度相等,衍射图样的条纹宽度不等、中央最宽。故甲应是衍射图样,乙是干涉图样。
[2]干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距与波长成正比,若将蓝光换成红光,则波长变长,因此条纹间距也变长。
14. 红 紫 蓝 黄
【解析】
【详解】
AC、双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹,条纹宽度相同且等间距,故A、C两个是双缝干涉条纹,根据双缝干涉条纹间距x=可知,波长越大,x越大,红光的波长比蓝光大,故A是红光,C是蓝光.
BD、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,黄光的波长比紫光大,故B为紫光单缝衍射图样,D为黄光单缝衍射图样.
15. 衍射 小于
【解析】
【分析】
【详解】
[1]甲中出现明暗相间的条纹,是衍射现象,乙中出现圆形亮斑。
[2]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. ① ②④
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2] 阳光经过厚玻璃角,在地面上的彩色条纹,是由于光发生了色散现象,属于光的折射;雨后路面上油墨上的彩色条纹和肥皂泡在阳光下看起来五颜六色都属于薄膜干涉现象;单色光经过小孔后在屏上出现的明暗相间的圆环是属于光的衍射现象。
17.DEABC
【解析】
【详解】
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,此时光可看做是近似直线传播,在屏上得到孔的影即正方形光斑,随着孔的收缩正方形光斑由大变小;当孔继续减小时,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,小孔成像即圆形光斑;孔再继续减小时,光开始发生明显的衍射现象,出现明暗相间的彩色条纹;孔进一步减小直到闭合时,由于穿过光的能量减小而使光线变暗直至消失,故顺序为DEABC。
18.见解析
【解析】
【分析】
【详解】
随着手指间狭缝逐渐减小,通过两个手指间的狭缝来观察光源,可以看到彩色条纹,这是因为狭缝较小时,与光源波长相差不大,当光通过狭缝后发生单缝衍射现象,形成光的衍射图样。
19.见解析。
【解析】
【详解】
当孔足够大时,由于光的直线传播,所以屏首先出现的是三角形光斑;之后随卷小孔的继续绾小,出现小孔成像,成的是太阳的像,故为小圆形光斑;驻若小孔的进一步缩小,当尺寸与光波波长相当时,出现了明暗相间的衍射条纹。
20.先是圆形亮区,再是明暗相间的圆形亮环,最后完全黑暗
【解析】
【分析】
【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。
21.会观察到中央为亮圆,周围为彩色的圆环
【解析】
【分析】
【详解】

22.见解析
【解析】
【详解】
当三角形孔较大时,屏上出现一个三角形光斑,如图甲所示,随着三角形缓慢地收缩,光斑逐渐变小;当三角形孔小到一定程度时,屏上会出现倒立的烛焰,如图乙所示;继续使三角形孔缓慢收缩,可以观察到小孔衍射图样;当孔闭合时,屏上就会一片黑暗。
答案第1页,共2页
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