2020-2021学年高一第一学期物理人教版2019选修第一册第四章5.
光的衍射
1.如图所示,四个图是不同的单色光采用相同装置形成的双缝干涉或单缝衍射图样,分析各图样的特点可以得出的正确结论是(
)
A.是光的干涉图样
B.是光的干涉图样
C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
D.形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短
2.单缝衍射实验中所产生图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系,和双缝干涉实验中所产生图样的相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系相同。利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数,线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。下图是实验的示意图,挡光片A固定,挡光片B固定在待测金属棒上端,间形成平直的狭缝,激光通过狭缝,在光屏上形成衍射图样,温度升高,金属棒膨胀使得狭缝宽度发生变化,衍射图样也随之发生变化。在激光波长已知的情况下,通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度,可算出狭缝宽度及变化,进而计算出金属的线膨胀系数。下列说法正确的是(
)
A.使用的激光波长越短,其他实验条件不变,中央亮条纹宽度越宽
B.相同实验条件下,金属的膨胀量越大,中央亮条纹宽度越窄
C.相同实验条件下,中央亮条纹宽度变化越大,说明金属膨胀量越大
D.狭缝到光屏距离越大,其他实验条件相同,测得金属的线膨胀系数越大
3.用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图样,它们的特点是(
)
A.用小圆盘时中央是暗的,用小孔时中央是亮的
B.用小圆盘时中央是亮的,用小孔时中央是暗的
C.中央均为亮点的同心圆条纹
D.中央均为暗点的同心圆条纹
4.某同学使用激光器做光源,在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05
mm的窄缝,进行光的衍射实验,如图所示。则他在光屏上看到的条纹是(
)
A.
B.
C.
D.
5.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后,分别得到如图所示的衍射图样。据此可以判断出(
)
A.甲是光线射到圆孔后的衍射图样,乙是光线射到圆板后的衍射图样
B.乙是光线射到圆孔后的衍射图样,甲是光线射到圆板后的衍射图样
C.甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样,甲对应的圆孔直径较大
D.甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样,乙对应的圆板直径较大
6.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
7.关于光的衍射现象,下列说法不正确的是(
)
A.衍射条纹是光波相互叠加的结果
B.光的衍射现象是光在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物继续传播的现象
C.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论
D.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
8.在一次观察光的衍射实验中,观察到如图所示清晰的亮暗相间的图样,那么障碍物可能是(
)
A.很小的不透明圆板
B.很大的中间有大圆孔的不透明挡板
C.很大的不透明圆板
D.很大的中间有小圆孔的不透明挡板
9.观察单缝衍射现象时,把缝宽由0.
2mm逐渐增大到0.8mm,看到的现象是(
)
A.衍射条纹的间距逐渐变小,衍射现象逐渐不明显
B.衍射条纹的间距逐渐变大,衍射现象越来越明显
C.衍射条纹的间距不变,只是亮度增强
D.以上现象都不会发生
10.对衍射现象的定性分析,不正确的是(
)
A.光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B.衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D.光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论
11.对于单缝衍射现象,下列说法正确的是(
)
A.缝的宽度d越小,衍射条纹越亮
B.缝的宽度d越小,衍射现象越明显
C.缝的宽度d越小,光的传播路线越接近直线
D.入射光的波长越短,衍射现象越明显
12.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.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹
13.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.这里应用的是光的衍射现象
B.这里应用的是光的直线传播性
C.
这里应用的是光的干涉现象
D.如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细
14.关于光的衍射现象,下列说法不正确的是(??
)
A.衍射条纹是光波相互叠加的结果
B.光的衍射现象是光在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物继续传播的现象
C.光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论
D.光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
15.在单缝衍射实验中,下列说法不正确的是(??
)
A.将入射光由黄光换成绿光,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,衍射条纹间距变宽
16.某同学以线状白炽灯为光源,利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝观察光的衍射。
(1)若某次观察光的衍射时游标卡尺的示数如图所示,则卡尺两测脚间的狭缝宽度为__________。
(2)在利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝观察光的衍射总结出的以下几点中,正确的说法是_____________。
A.衍射条纹与狭缝平行
B.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关,狭缝越窄,衍射条纹越窄
C.衍射条纹的间距与光的波长有关,光的波长越长,衍射条纹越宽
D.衍射条纹的间距与光的频率有关,光的频率越大,衍射条纹越宽
17.如图所示是通过游标卡尺两测脚间的狭缝观察白炽灯光源时所拍下的四张照片,这四张照片表明了光通过狭缝后形成的图样。从照片甲到丁的图样分析可知,游标卡尺两测脚间的宽度由_______变_______(均选填“大”或“小”),照片丁中央条纹的颜色应是_______色。
18.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,这是由于光的__________(选填“折射”“干涉”或“衍射”)。当缝的宽度_________(选填“远大于”或“接近”)光波的波长时,这种现象十分明显。
19.如图所示,
、两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样,其中图是光的__________(填“干涉”或“衍射”)图样.由此可以判断出图所对应的圆孔的孔径__________(填“大于”或“小于”)图所对应的圆孔的孔径.
参考答案
1.答案:A
解析:干涉图样的条纹等间距,故A正确,B错误;无论是干涉还是衍射,形成的条纹间距大的波长长,故CD错误。
2.答案:C
解析:使用的激光波长越短,其他实验条件不变,中央亮条纹宽度越窄,故A错误;相同实验条件下,金属的膨胀量越大,即狭缝越窄,那么中央亮条纹宽度越宽,故B错误;相同实验条件下,中央亮条纹宽度变化越大,说明狭缝宽度变化量越大,说明金属膨胀量越大,故C正确;测得的金属的线膨胀系数仅与狭缝的大小有关,与狭缝到光屏的距离无关,故D错误。
3.答案:C
解析:小孔或小圆盘的衍射图样,都会得到一系列明暗相间的圆形衍射条纹,这些条纹是一系列同心圆,且中央均为亮点,故C正确。
4.答案:D
解析:此为单缝衍射,故条纹间距不等,单缝水平方向,条纹也水平,故D正确。
5.答案:A
解析:甲图样为明暗相间的圆环,而乙图样在影的中心有一个亮斑——泊松亮斑,故甲为光线通过圆孔后形成的衍射图样,乙为光线射到不透光的圆板上形成的衍射图样,故A正确。
6.答案:C
解析: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。
7.答案:C
解析:衍射与干涉一样,都是光波叠加产生的,只不过干涉是两个相干光源发出的光进行叠加,而衍射是同一个光源的不同部分发出的光进行叠加,所以A正确;选项B实际上就是衍射现象的概念,显然正确;光的衍射现象并没有否定光沿直线传播,光沿直线传播就是明显衍射条件不能满足时的情况,C错误;衍射是波所特有的现象,而光的衍射现象正好证明光是一种波,D正确。故选C。
8.答案:D
解析:本题的解答关鍵是理解衍射现象以及图样特点。用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点,A错误;用光照射很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞,B错误;用光照射很大的不透明圆板时后面是一片阴影,C错误;用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样,D正确。
9.答案:A
解析:观察衍射图样发现:狭缝的宽度逐渐变小,衍射现象越明显,衍射条纹间距变大。本题是缝宽增大,所以选项A正确。
10.答案:D
解析:衍射现象是波绕过障碍物发生传播的现象,衍射条纹是波的叠加的结果,干涉、衍射是一切波所具有的特性,所以选项A、B、C正确。光的直线传播只是近似的,只有在光的波长比障碍物小的多的情况
下,光才看做沿直线传播的,所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的,所以选项D错误。
11.答案:B
解析:单缝衍射现象中,波长越长越容易衍射,中央亮纹越宽,所以d减小,相对波长变长,因此衍射现象越明显,B对。缝宽度d越小,越体现光子的随机性,衍射越明显,入射光的波长越长,衍射现象越明显,所以答案为B
点评:本题考查了衍射现象的现状,以及发生明显衍射的条件的理解和应用。
12.答案:B
解析:雨后彩虹是光的折射现象:太阳光在穿过雨后的水滴微粒时不同颜色的光折射角度不同,使七种颜色的光排列起来,形成彩虹。故A项错误。光在传播过程中,遇到障碍物或小孔(窄缝)时,它有离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象,这种现象叫光的衍射。非单一色光衍射后会有不同颜色的衍射条纹出现。故B项正确。海市蜃楼现象为光的折射,将远处的景像反射的光折射,使景像看似就在眼前。故C项错误。肥皂泡上的彩色条纹是由于发生了薄膜干涉现象。故D项错误。综上所述,本题正确答案为B。
13.答案:A
14.答案:C
解析:衍射与干涉一样,都是光波叠加产生的,只不过干涉是两个相干光源发出的光进行叠加,而衍射是同一个光源的不同部分发出的光进行叠加,所以A正确;选项B实际上就是衍射现象的概念,显然正确;光的衍射现象并没有否定光的直线传播,光的直线传播就是明显衍射条件不能满足时的情况,C错误;衍射是波所特有的现象,而光的衍射现象正好证明光是一种波,D正确。故选C。
15.答案:B
解析:当单缝宽度一定时,波长越长,衍射现象越明兄,条纹间距也越宽,A、C正确;当光的波长一定时,单缝宽度越小,衍射现象越明显,
条纹间距越宽,B错误;光的波长一定、单缝宽度也一定时,增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距也会变宽,D正确。
16.答案:(1)0.25
mm
(2)AC
解析:(1)游标卡尺的游标尺为20分度,其精度为,读数=固定刻度+可动刻度=。(2)由光的衍射现象可知,衍射条纹与狭缝平行,A正确;衍射现象明显与否与缝宽和光波长有关,狭缝越窄,光波长越长,现象越明显,故B错误,C正确;由知,频率越高则光波长越短,衍射现象越不明显,故D错误。
17.答案:大;小;白
解析:光在直线传播情况下,缝宽变窄,光屏上亮条纹变窄,从照片甲到照片乙就是这种情况;照片丙中已发生了明显的衍射现象,说明从照片乙到照片丙,窄缝进一步变窄;从照片丙到照片丁可见衍射条纹变多,中央亮条纹变宽,说明窄缝更窄。因此,从照片甲到照片丁,游标卡尺两测脚间的宽度由大变小。由于入射光是白光,因此衍射条纹的中央亮条纹是白色的,其两侧是彩色的条纹。
18.答案:衍射;接近
解析:通过两支并排放在一起的铅笔观察与其平行的日光灯,看到的彩色条纹是单缝衍射条纹,是由光的衍射产生的。当缝的宽度接近光的波长时,单缝衍射现象十分明显。
19.答案:衍射;
小于