4.5光的衍射 （同步练习）（含答案）高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.5光的衍射 （同步练习）（含答案）高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 499.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-30 10:59:56 | ||
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文档简介
4.5光的衍射
同步练习
一、单选题
1．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的．如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．在冰晶中，b光的传播速度较大
B．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
2．某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是（ ）
A．单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小
B．单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小
C．双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大
D．双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大
3．平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有（ ）
A．在衍射图样的中心都是亮斑
B．泊松亮斑中心亮点，周围的暗环较宽
C．如图是小孔衍射的衍射图样
D．小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑
4．下面四种现象中，不是由光的衍射现象造成的有（ ）
A．通过游标卡尺观察两卡脚间狭缝中发光的日光灯管，会看到平行的彩色条纹
B．不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑
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
5．如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的衍射图样，图丙是光的干涉图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将变宽
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
6．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
7．中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理医学奖，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的波长更短的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，下列说法中不正确的是（ ）
A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄
B．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
C．衍射条纹中央条纹最宽
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄
8．在用卡尺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约0.5mm宽的狭缝，并隔着红色滤光玻璃，观看远处与狭缝平行的线状白炽灯丝时，若将狭缝的宽度逐渐缩小（但并不完全闭合），看到的衍射条纹及其变化是（ ）
A．间隔均匀的彩色条纹，条纹间隔逐渐变窄
B．间隔不均匀的彩色条纹，条纹间隔逐渐变宽
C．间隔不均匀的红黑相间条纹，条纹间隔逐渐变宽
D．间隔均匀的红黑相间条纹，条纹间隔逐渐变窄
二、多选题
9．关于光的现象，下列说法正确的是( )
A．如果某单色光线从空气射入普通玻璃，光线传播速度一定减小
B．发生全反射时，反射光的能量几乎等于入射光的能量
C．光导纤维传输信号和全息照相利用的都是光的全反射现象
D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象
10．如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心点，经过玻璃砖后有、、三束光射出，下列说法正确的有______。
A．光折射率比光折射率小
B．光频率比光频率高
C．入射光的入射角从零开始增大，光比光先消失
D．在真空中光的波长比光的短
E．光比光更容易发生明显的衍射现象
11．下列现象与产生原因不属于光的衍射的是（ ）
A．通过尼龙伞看太阳，观察到彩色的花边
B．晴天汽车开过积水的地面后，留下一些油使水面出现彩色薄膜
C．“光导纤维”使光沿纤维传播
D．医院手术室使用无影灯的原理
12．下列说法中正确的是（ ）
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉造成的
B．天空中彩虹是光的干涉造成的
C．圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射造成的
D．在阳光照射下，电线下面没有影子，是光的衍射造成的
三、实验题
13．某同学自己动手利用如图所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：
（1）该同学用一束太阳光照射A屏时，屏C上没有出现干涉条纹；移去B后，在屏上出现不等间距条纹；此条纹是由于________产生的；
（2）移去A后，遮住缝S1或缝S2中的任一个，C上均出现一窄亮斑，出现以上实验结果的主要原因是________。
14．细丝和单缝有相似的衍射图样．在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示．已知细丝Ⅰ的直径为，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图2所示，细丝Ⅱ的直径为______图1中的______填“a”或“b”是细丝Ⅱ的衍射图样．
四、解答题
15．如图（a）所示为光分别通过狭缝、正方形孔与圆孔后产生的衍射图样（缝和孔的形状标于各图的右下方）。当光通过正六边形孔时，会在光屏上产生如图（b）所示的衍射图样。根据图（a）中提供的信息，分析说明产生图（b）衍射图样的原因。
16．柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如下图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。这一技术利用了光的什么现象？如果发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝粗细发生了怎样的变化？为什么？
17．某同学做了三个单缝，如下图所示为用激光分别照射三个单缝得到的衍射图样。比较三个单缝的宽度。
18．什么是光的衍射现象？在什么情况下能观察到明显的光的衍射现象？
参考答案：
1．C2．A3．A4．C5．B6．C7．D8．C
9．AB
10．ACE
11．BCD
12．ACD
13．光的衍射 双缝S1，S2太宽
14．0.999； a；
15．衍射为光绕过障碍物偏离原来直线传播的现象，由图（a）中提供的信息可知，光通过狭缝（两边）时光向两边衍射，光通过四边形孔时光向四边衍射，光通过圆孔时，光向整个圆周围衍射（展开），即衍射的方向数与缝或孔的边数有关，当光通过正六边形孔时，向六边的方向发生衍射，故呈现图（b）衍射图样。
16．衍射；衍射现象更明显说明抽制的丝变细了
17．单缝的宽度依次变大
18．光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射，光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。
根据波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，可知，当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小会发生明显的衍射现象。
同步练习
一、单选题
1．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的．如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A．在冰晶中，b光的传播速度较大
B．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
2．某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是（ ）
A．单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小
B．单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小
C．双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大
D．双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大
3．平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的有（ ）
A．在衍射图样的中心都是亮斑
B．泊松亮斑中心亮点，周围的暗环较宽
C．如图是小孔衍射的衍射图样
D．小孔衍射的衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑
4．下面四种现象中，不是由光的衍射现象造成的有（ ）
A．通过游标卡尺观察两卡脚间狭缝中发光的日光灯管，会看到平行的彩色条纹
B．不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑
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
5．如图甲所示为研究光的干涉与衍射现象的实验装置，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（ ）
A．图乙是光的衍射图样，图丙是光的干涉图样
B．遮住一条狭缝，仅减小另一狭缝的宽度，图丙中亮条纹宽度将变宽
C．照射双缝时，仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小
D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹
6．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
7．中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理医学奖，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的波长更短的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，下列说法中不正确的是（ ）
A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄
B．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
C．衍射条纹中央条纹最宽
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄
8．在用卡尺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约0.5mm宽的狭缝，并隔着红色滤光玻璃，观看远处与狭缝平行的线状白炽灯丝时，若将狭缝的宽度逐渐缩小（但并不完全闭合），看到的衍射条纹及其变化是（ ）
A．间隔均匀的彩色条纹，条纹间隔逐渐变窄
B．间隔不均匀的彩色条纹，条纹间隔逐渐变宽
C．间隔不均匀的红黑相间条纹，条纹间隔逐渐变宽
D．间隔均匀的红黑相间条纹，条纹间隔逐渐变窄
二、多选题
9．关于光的现象，下列说法正确的是( )
A．如果某单色光线从空气射入普通玻璃，光线传播速度一定减小
B．发生全反射时，反射光的能量几乎等于入射光的能量
C．光导纤维传输信号和全息照相利用的都是光的全反射现象
D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象
10．如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心点，经过玻璃砖后有、、三束光射出，下列说法正确的有______。
A．光折射率比光折射率小
B．光频率比光频率高
C．入射光的入射角从零开始增大，光比光先消失
D．在真空中光的波长比光的短
E．光比光更容易发生明显的衍射现象
11．下列现象与产生原因不属于光的衍射的是（ ）
A．通过尼龙伞看太阳，观察到彩色的花边
B．晴天汽车开过积水的地面后，留下一些油使水面出现彩色薄膜
C．“光导纤维”使光沿纤维传播
D．医院手术室使用无影灯的原理
12．下列说法中正确的是（ ）
A．肥皂泡呈现彩色条纹是光的干涉造成的
B．天空中彩虹是光的干涉造成的
C．圆屏阴影中心的亮斑(泊松亮斑)是光的衍射造成的
D．在阳光照射下，电线下面没有影子，是光的衍射造成的
三、实验题
13．某同学自己动手利用如图所示的装置观察光的干涉现象，其中A为单缝屏，B为双缝屏，整个装置位于一暗箱中，实验过程如下：
（1）该同学用一束太阳光照射A屏时，屏C上没有出现干涉条纹；移去B后，在屏上出现不等间距条纹；此条纹是由于________产生的；
（2）移去A后，遮住缝S1或缝S2中的任一个，C上均出现一窄亮斑，出现以上实验结果的主要原因是________。
14．细丝和单缝有相似的衍射图样．在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示．已知细丝Ⅰ的直径为，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图2所示，细丝Ⅱ的直径为______图1中的______填“a”或“b”是细丝Ⅱ的衍射图样．
四、解答题
15．如图（a）所示为光分别通过狭缝、正方形孔与圆孔后产生的衍射图样（缝和孔的形状标于各图的右下方）。当光通过正六边形孔时，会在光屏上产生如图（b）所示的衍射图样。根据图（a）中提供的信息，分析说明产生图（b）衍射图样的原因。
16．柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如下图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。这一技术利用了光的什么现象？如果发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝粗细发生了怎样的变化？为什么？
17．某同学做了三个单缝，如下图所示为用激光分别照射三个单缝得到的衍射图样。比较三个单缝的宽度。
18．什么是光的衍射现象？在什么情况下能观察到明显的光的衍射现象？
参考答案：
1．C2．A3．A4．C5．B6．C7．D8．C
9．AB
10．ACE
11．BCD
12．ACD
13．光的衍射 双缝S1，S2太宽
14．0.999； a；
15．衍射为光绕过障碍物偏离原来直线传播的现象，由图（a）中提供的信息可知，光通过狭缝（两边）时光向两边衍射，光通过四边形孔时光向四边衍射，光通过圆孔时，光向整个圆周围衍射（展开），即衍射的方向数与缝或孔的边数有关，当光通过正六边形孔时，向六边的方向发生衍射，故呈现图（b）衍射图样。
16．衍射；衍射现象更明显说明抽制的丝变细了
17．单缝的宽度依次变大
18．光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射，光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性。
根据波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，可知，当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小会发生明显的衍射现象。