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 4.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-20 20:49:32

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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.在双缝干涉实验中,如果将其中一条缝遮住,那么,在屏上看到的情况是(  )
A.只剩下一条亮纹
B.仍有原来的干涉条纹,但亮度变暗
C.有明暗相间的条纹,但中央亮纹亮且宽,其余亮纹亮度迅速减弱
D.有明暗相间的条纹,但宽度相同,条纹变窄
2.在杨氏双缝干涉实验中,如果(  )
A.用白光作为光源,屏上将呈现黑白相间的条纹
B.用红光作为光源,屏上将呈现彩色条纹
C.用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹
D.用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹
3.下列说法不正确的是(  )
A.交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘
B.光在同一种介质中沿直线传播
C.用光导纤维束传输图象信息利用了光的全反射
D.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,形成的干涉条纹间距较大的是绿光
4.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
5.对于光的衍射现象的定性分析,下列说法错误的是(  )
A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比波长还要小的时候,才能产生明显的衍射现象
B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果
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
6.下列现象不能说明光的波动性的有(  )
A.牛顿环 B.彩色肥皂泡 C.小孔成像 D.泊松亮斑
7.下列属于光的衍射现象的是(  )
A.雨后的天空出现彩虹
B.光照射细金属丝,在其后放置的光屏上出现明暗相间条纹
C.在阳光照射下,肥皂泡呈现彩色条纹
D.白光通过棱镜在屏上呈现彩色光带
8.如图所示的四种光学现象,其中一种光学原理与其他几种不同的是(  )
A.光照射肥皂膜得到的图样 B.光通过圆孔得到的图样
C.泊松亮斑 D.光照射针尖得到的图样
9.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
10.下列唯一正确的说法是(  )
A.在单缝衍射实验中,将入射光由红色换成绿色,衍射条纹间距变宽
B.太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的折射现象
C.只有狭缝宽度要远小于波长才发生衍射现象
D.用光的干涉现象可以用检查工件平面的平整度
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
12.一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,经折射后分成两束单色光a和b,光路如图所示,下列说法正确的是(  )
A.该种玻璃对a光的折射率较大 B.在玻璃砖中,a光的传播速度比b光大
C.逐渐增大角,b光先消失 D.a光比b光更容易发生衍射现象
二、填空题
13.以下说法中正确的是____________
A光导纤维是应用了光的全反射
B.天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象
C.白光经玻璃三棱镜折射发生色散时,红光的偏折角最大
D.泊松亮斑是泊松在证明光具有波动性时发现的
E在沙漠中,向远方望去,有时能看到远方景物的倒影
14.如图所示,两束单色光a、b从水中射向A点,光线经折射后合成一束光c,用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉条纹间距______(填“大于”或“小于”)b光的干涉条纹间距;若a光与b光以相同入射角从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是______(填“a”或“b”)光;若用c光做单缝衍射实验,中央亮条纹的边缘为______(填“a”或“b”)光的颜色;a、b两种色光中,______(填“a”或“b”)光在水中传播的速度更快。
15.在一个小电灯和光屏之间,放一个带圆孔的遮光板,在圆孔直径从1 cm左右逐渐变小直到闭合的整个过程中,在屏上依次可看到_____、_____、_____、_____几种现象。(选择下列现象,将序号填入空中)
①完全黑暗 ②小孔成像 ③衍射光环 ④圆形亮斑
16.各种不同形状的障碍物都能使光发生_______,致使影的轮廓_______,出现_______的条纹。
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________.
三、解答题
18.查阅资料,简述菲涅耳圆孔衍射。
19.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
20.下列在生活中常常看到的自然现象,分别属于什么光学现象?
(1)漂浮在水面上的油花呈现彩色;
(2)透过尼龙纱巾看发光的电灯,可看到比纱巾方孔大的彩色网络;
(3)夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点。
21.用两支铅笔夹成一条狭缝,将眼睛紧贴着狭缝且让狭缝与日光灯管或其他线状光源平行,你会观察到怎样的现象?试解释这个现象。
22.如图所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片.
(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的宽度大小关系.
(2)试说明照片(4)中中央条纹的颜色及成因.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
在双缝干涉实验中,如果将其中一条缝遮住,属于单缝衍射,单缝衍射条纹是中间明亮且宽大,越向两侧宽度越小越暗,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.D
【详解】
A.白光作杨氏双缝干涉实验,屏上将呈现彩色条纹,故A错误;
B.用红光作光源,屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间,故B错误;
C.红光和紫光频率不同,不能产生干涉条纹,故C错误;
D.紫光作光源,遮住一条狭缝,屏上出现单缝衍射条纹,即间距不等的条纹,故D正确。
故选D。
3.B
【详解】
A.交通警示灯选用红灯是因为红光波长,更容易发生衍射现象,从而更容易穿透云雾烟尘,故A正确;
B.光在同一种均匀介质中才沿直线传播,故B错误;
C.用光导纤维束传输图象信息利用了光的全反射,故C正确;
D.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,因蓝光的波长小于绿光, ,因此形成的干涉条纹间距较大的是绿光,故D正确。
本题选择不正确的,故选B。
4.A
【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。
5.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波长还要小的时候,才能产生明显的衍射现象,故A正确;
B. 各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射,致使影的轮廓模糊不清,出现明暗相间的条纹,这些条纹是由于来自障碍物上不同位置的光通过障碍物之后叠加时加强活削弱的结果,所以光的衍射现象是光波相互叠加的结果,故B正确;
C.我们所说的“光沿直线传播”只是一种特殊情况。光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,衍射现象不明显,也可以认为光是沿直线传播的。但是,在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比,甚至比光的波长还小的时候,衍射现象十分明显,这时就不能说光沿直线传播了。因此衍射现象并没有否定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,故D正确。
故选C。
6.C
【详解】
A.牛顿环是光的干涉现象,能够说明光具有波动性,故A不符合题意;
B.彩色肥皂泡是光的干涉现象,能够说明光具有波动性,故B不符合题意;
C.小孔成像说明光在同种均匀介质中沿直线传播,不能说明光具有波动性,故C符合题意;
D.泊松亮斑是光的衍射现象,能够说明光具有波动性,故D不符合题意。
故选C。
7.B
【详解】
A.雨后的天空出现彩虹是光的折射现象,故A错误;
B.光照射细金属丝,在其后放置的光屏上出现明暗相间条纹,是光的衍射现象,故B正确;
C.在阳光照射下,肥皂泡呈现彩色条纹,是光的干涉现象,故C错误;
D.白光通过棱镜在屏上呈现彩色光带,是光的折射(色散)现象,故D错误。
故选B。
8.A
【详解】
A.光照射肥皂膜得到的图样,属于薄膜干涉现象;
B.光通过圆孔得到的图样,属于衍射现象;
C.泊松亮斑属于衍射现象;
D.光照射针尖得到的图样属于衍射现象。
本题选择光学原理与其他三种不同的,故选A。
9.B
【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。
10.D
【详解】
A.在单缝衍射实验中,入射光的波长越长,衍射现象越明显,条纹间距也越大,红色光的波长比绿色光的波长长,将入射光由红色换成绿色,衍射条纹间距变小,A错误;
B.在太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉现象,B错误;
C.只要狭缝足够小,任何光都能产生衍射现象,只有狭缝宽度与波长相差不大,或者比波长更小时,就能产生明显的衍射现象,C错误;
D.用光的干涉现象可以检查工件平面的平整度,D正确。
故选D。
11.C
【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.A
【详解】
A.a光的偏折程度较大,因此玻璃对a光的折射率较大,故A正确;
B.根据
可知,a光的传播速度比b光小,故B错误;
C.根据
可知,a光的临界角小,先消失,故C错误;
D.a光的折射率较大,频率较大,波长较短,更难发生衍射现象,故D错误。
故选A。
13.ABE
【详解】
A、光导纤维是应用了光的全反射,故A正确;
B.天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象,故B正确
C. 白光经玻璃三棱镜折射发生色散时,紫光的折射率大,所以紫光的偏折角最大,故C错误;
D、泊松亮斑是泊松在证明光具有粒子性时发现的,故D错误;
E、沙漠中,向远方望去,有时能看到远方景物的倒影,是因为远方的景物发出的光线经过全反射而出现,故E正确;
故选ABE
14. 大于 b a a
【详解】
[1]由折射光路可知,a光的折射率小于b光的折射率,因此a光的频率小于b光的频率,a光的波长大于b光的波长,根据可知,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距。
[2]折射率越大,临界角越小,越容易发生全反射,则若a光和b光以相同入射角从水中射向空气,在不断增大入射角时,水面上首先消失的是b光。
[3]a光的波长大于b光的波长,做单缝衍射实验时,a光的中央亮条纹更宽,因此用两种色光的复色光做单缝衍射实验,中央亮条纹的边缘应当为a光的颜色。
[4]a光的折射率小于b光的折射率,由可知,a光在水中传播的速度更快。
15. ④ ② ③ ①
【详解】
在圆孔较大时,光沿直线传播,在屏上得到一个光亮的圆,缩小圆孔,亮圆也随之缩小;然后在屏上得到小灯泡的倒立的像,这种现象叫小孔成像,光仍然是沿直线传播;圆孔缩小到一定程度时,发生衍射现象,在屏上就得到一些明暗相间的圆环,圆孔进一步缩小直到闭合,光环数增多、面积扩大,光环亮度减弱直到完全黑暗。所以依次是:④圆形亮斑、②小孔成像、③衍射光环、①完全黑暗。
16. 衍射 模糊不清 明暗相间
【详解】

17. 较大的中间有小圆孔 很小的不透明圆板
著名的泊松亮斑,是光照在小圆盘上却在屏上中央出现亮斑,说明光不在直线传播.单缝衍射图样与障碍物或孔的尺寸是有关系的,不同的障碍物或孔出现的衍射图样是不一样的.
【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.见解析
【详解】
光源发出的光束照向一小圆孔时,只要小孔的直径小到可以与光的波长相比拟时,光束通过小孔就能产生圆孔衍射图样,光屏上出现一圈一圈明暗相间的同心圆环。波长越长、圆孔越小,衍射现象越明显,衍射范围越大;圆孔越小,透光强度变小,中央亮斑和亮纹的亮度变弱;圆孔衍射进一步证明了光是一种波。
19.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。
20.(1)薄膜干涉;(2)衍射;(3)色散现象
【详解】
(1)漂浮在水面上的油花呈现彩色是薄膜干涉现象;
(2)透过尼龙纱巾看发光的电灯,可看到比纱巾方孔大的彩色网络是光的衍射现象;
(3)夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点是光的折射形成的色散现象。
21.会观察到明暗相间的彩色条纹,因为当两支铅笔夹成的狭缝与光波波长接近时,会发生光的衍射现象
【详解】
会观察到明暗相间的彩色条纹,因为当两支铅笔夹成的狭缝与光波波长接近时,会发生光的衍射现象。
22.(1)四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小 (2)白色
【详解】
(1)从四张照片的单缝衍射图样可以看出,由图甲到图丁,衍射现象越来越明显,说明两测量脚间的狭缝越来越小,因此由图甲到图丁四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小.
(2)图丁中中央条纹的颜色为白色,因为各种色光在屏中央均为亮条纹,七色光叠加后中央条纹仍为白色
思路分析:根据明显衍射现象的条件可以进行判断
试题点评:考查学生对明显衍射条件的掌握
答案第1页,共2页
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