新教材2024高中物理第四章光4.5光的衍射同步測(cè)試新人教版選擇性必修第一冊(cè)

第四章光5光的衍射【基礎(chǔ)鞏固】1.(2024·北京模擬)下列現(xiàn)象不屬于衍射的是()

A.白光經(jīng)過(guò)狹窄的單縫得到彩色圖樣B.白光照耀肥皂膜呈現(xiàn)出彩色圖樣C.光照耀刀片的陰影輪廓模糊不清D.光照耀不透亮圓盤的陰影中心出現(xiàn)亮斑解析:白光經(jīng)過(guò)狹窄的單縫得到彩色圖樣是光的單縫衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)A不符合題意;白光照耀肥皂膜呈現(xiàn)出彩色圖樣,是光在肥皂膜前后兩個(gè)表面反射后產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象,選項(xiàng)B符合題意;光照耀刀片的陰影輪廓模糊不清屬于光的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)C不符合題意;光照耀不透亮圓盤的陰影中心出現(xiàn)的亮斑是泊松亮斑,屬于光的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)D不符合題意.答案:B2.對(duì)衍射現(xiàn)象的定性分析,不正確的是 ()A.光的衍射是光在傳播過(guò)程中繞過(guò)障礙物發(fā)生傳播的現(xiàn)象B.衍射條紋圖樣是光波相互疊加的結(jié)果C.光的衍射現(xiàn)象為光的波動(dòng)說(shuō)供應(yīng)了有力的證據(jù)D.光的衍射現(xiàn)象完全否定了光的直線傳播結(jié)論解析:衍射現(xiàn)象是波繞過(guò)障礙物發(fā)生傳播的現(xiàn)象,衍射條紋是波疊加的結(jié)果,干涉、衍射是一切波所具有的特性,所以選項(xiàng)A、B、C說(shuō)法正確.光的直線傳播只是近似的,在障礙物的尺寸很大的狀況下,可以認(rèn)為光是沿直線傳播的,所以光的衍射現(xiàn)象和直線傳播是不沖突的,選項(xiàng)D說(shuō)法錯(cuò)誤.答案:D3.關(guān)于衍射現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是 ()A.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象B.當(dāng)障礙物的尺寸很大時(shí),能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C.縫的寬度越小,光的傳播路途越接近直線D.只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象,縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象解析:若在單色光傳播的路徑上放一個(gè)較小的圓形障礙物,則會(huì)發(fā)覺(jué)在陰影中心有一個(gè)亮斑,這就是聞名的泊松亮斑,是光的衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)A正確.當(dāng)障礙物或狹縫的尺寸足夠小時(shí),衍射現(xiàn)象特別明顯,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.在障礙物的尺寸很大的狀況下,近似認(rèn)為光是沿直線傳播的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.不論橫波還是縱波都能發(fā)生衍射,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:A4.關(guān)于光的干涉和衍射現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是()

A.光的干涉現(xiàn)象遵循波的疊加原理,衍射現(xiàn)象不遵循波的疊加原理B.光的干涉條紋是彩色的,衍射條紋是黑白相間的C.光的干涉現(xiàn)象說(shuō)明光具有波動(dòng)性,光的衍射現(xiàn)象不能說(shuō)明這一點(diǎn)D.光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果解析:從成因分析,光的干涉現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結(jié)果,二者都表明光是一種波,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確;從條紋特點(diǎn)看,雖然條紋寬度、間距方面二者有區(qū)分,但單色光的干涉條紋、衍射條紋都是明暗相間的,顏色由單色光的顏色確定,白光的干涉條紋、衍射條紋都是彩色的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.答案:D5.在一次視察光的衍射現(xiàn)象的試驗(yàn)中,視察到如圖所示的清楚的明暗相間圖樣,障礙物應(yīng)是 ()A.很小的不透亮的圓板B.很大的中間有大圓孔的不透亮的圓板C.很大的不透亮圓板D.很大的中間有小圓孔的不透亮的圓板解析:由題圖可知中心是大且亮的圓形亮斑,四周分布著明暗相間的同心圓環(huán),且越向外,圓形條紋寬度越小,可推斷此圖樣為圓孔衍射圖樣,選項(xiàng)D正確.答案:D6.(多選)關(guān)于下列圖片或示意圖的推斷,精確無(wú)誤的是 ()甲乙丙丁A.甲圖是小孔衍射的圖樣,乙圖為泊松亮斑B.甲圖為泊松亮斑,乙圖是小孔衍射的圖樣C.丙圖是雙縫干涉圖樣,丁圖是單縫衍射圖樣D.丙圖是單縫衍射圖樣,丁圖是雙縫干涉圖樣解析:泊松亮斑是光通過(guò)小圓盤產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象,形成的衍射圖樣中心有一個(gè)亮斑,而小孔衍射的圖樣中間有大且亮的亮斑,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.丙圖是雙縫干涉的圖樣,圖樣中的條紋間距相等;丁圖是單縫衍射圖樣,單縫衍射圖樣中的條紋間距是不相等的,中間最寬、最亮,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:AC7.(多選)下圖為紅光或藍(lán)光通過(guò)同一雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣,則 ()甲乙丙丁A.甲為藍(lán)光的干涉圖樣B.乙為藍(lán)光的干涉圖樣C.丙為紅光的衍射圖樣D.丁為紅光的衍射圖樣解析:藍(lán)光的波長(zhǎng)較紅光短,干涉條紋間距窄,所以選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.丙、丁均為衍射圖樣,紅光波長(zhǎng)長(zhǎng),衍射后在屏上產(chǎn)生的中心亮條紋較寬,所以選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:BC8.使太陽(yáng)光垂直照耀到一塊遮光板上,板上有可以收縮的正方形孔,孔的后面放置一個(gè)光屏,在正方形孔漸漸減小直至閉合的過(guò)程中,光屏上依次可以看到幾種不同的現(xiàn)象,試把下列現(xiàn)象依次排列.

A.圓形光斑B.明暗相間的彩色條紋C.變暗消逝D.正方形光斑E.正方形光斑由大變小解析:由于光的波長(zhǎng)很短,當(dāng)孔很大時(shí),不會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,此時(shí)在屏上得到正方形光斑;隨著孔的減小,正方形的光斑漸漸減小;當(dāng)孔接著減小時(shí),雖不能使光發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,但可以在屏上得到太陽(yáng)的像,即圓形光斑;孔再接著減小時(shí),光起先發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,出現(xiàn)明暗相間的彩色條紋;孔進(jìn)一步減小直到閉合時(shí),由于穿過(guò)的光的能量減小而使光變暗直至消逝.因此,合理依次為DEABC.答案:DEABC【拓展提高】9.(多選)下列說(shuō)法正確的是()

A.增加光柵的狹縫的個(gè)數(shù),亮條紋變窄B.增加光柵的狹縫的個(gè)數(shù),亮條紋變寬C.增加光柵的狹縫的個(gè)數(shù),條紋亮度變暗D.增加光柵的狹縫的個(gè)數(shù),條紋亮度變亮解析:依據(jù)光柵的特點(diǎn)可知選A、D正確.答案:AD10.(多選)用激光做單縫衍射試驗(yàn)和雙縫干涉試驗(yàn)比用一般光源效果更好,圖像更清楚.如圖甲所示,若將感光元件置于光屏上,不僅能在光屏上看到條紋,還能通過(guò)感光元件中的信號(hào)轉(zhuǎn)換,在電腦上看到光強(qiáng)的分布狀況.下列說(shuō)法正確的是 ()甲乙丙A.當(dāng)做單縫試驗(yàn)時(shí),光強(qiáng)分布圖如乙圖所示B.當(dāng)做單縫試驗(yàn)時(shí),光強(qiáng)分布圖如丙圖所示C.當(dāng)做雙縫試驗(yàn)時(shí),光強(qiáng)分布圖如乙圖所示D.換用太陽(yáng)光做單縫試驗(yàn),光屏上會(huì)出現(xiàn)彩色的不等寬的條紋解析:當(dāng)做單縫試驗(yàn)時(shí),中間是亮條紋,往兩側(cè)條紋亮度漸漸降低,且亮條紋的寬度不等,所以其光強(qiáng)分布圖如乙圖所示,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.當(dāng)做雙縫試驗(yàn)時(shí),在屏上呈現(xiàn)的是寬度相等的明暗相間的條紋,所以其光強(qiáng)分布圖如丙圖所示,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.換用太陽(yáng)光做單縫試驗(yàn),太陽(yáng)光通過(guò)單縫衍射形成彩色不等寬的條紋,選項(xiàng)D正確.答案:AD11.一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板,在薄板后面的光屏上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋.現(xiàn)將其中一條縫攔住,讓這束紅光只通過(guò)一條縫,則在光屏上可以看到 ()A.與原來(lái)相同的明暗相間的條紋,只是亮條紋比原來(lái)暗些B.與原來(lái)不相同的明暗相間的條紋,而中心亮條紋變寬些C.只有一條與縫寬對(duì)應(yīng)的亮條紋D.無(wú)條紋,只存在一片紅光解析:這束紅光通過(guò)雙縫時(shí)發(fā)生了干涉現(xiàn)象,說(shuō)明每一條縫都很窄,滿意這束紅光發(fā)生干涉的條件,在光屏上形成的干涉圖樣的特點(diǎn)是中心出現(xiàn)亮條紋,兩側(cè)對(duì)稱地出現(xiàn)等間距的明暗相間條紋;而這束紅光通過(guò)單縫時(shí)形成的衍射圖樣的特點(diǎn)是中心出現(xiàn)較寬的亮條紋,兩側(cè)出現(xiàn)對(duì)稱的不等間距的明暗相間條紋,且距中心亮條紋遠(yuǎn)的亮條紋亮度快速減弱,所以衍射圖樣看上去明暗相間的條紋數(shù)量較少,故選項(xiàng)B正確.答案:B12.視察單縫衍射現(xiàn)象時(shí),把縫寬由0.2mm漸漸增大到0.8mm,看到的現(xiàn)象是 ()A.衍射條紋的間距漸漸變小,衍射現(xiàn)象漸漸不明顯B.衍射條紋的間距漸漸變大,衍射現(xiàn)象越來(lái)越明顯C.衍射條紋的間距不變,只是亮度增加D.衍射條紋的間距不變,只是亮度減弱解析:狹縫寬度越小,衍射現(xiàn)象越明顯,衍射條紋越寬,條紋間距也越大.將縫調(diào)寬,現(xiàn)象向相反方向變更,選項(xiàng)A正確.答案:A13.(多選)在單縫衍射試驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是 ()A.將入射光由紅光換成綠光,衍射條紋間距變窄B.單縫寬度變小,衍射條紋間距變窄C.換用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照耀,衍射條紋間距變寬D.增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距變寬解析:當(dāng)單縫寬度肯定時(shí),波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射現(xiàn)象越明顯,即光偏離直線傳播的路徑越遠(yuǎn),條紋間距也越大;當(dāng)光的波長(zhǎng)肯定時(shí),單縫寬度越小,衍射現(xiàn)象越明顯,條紋間距越大;光的波長(zhǎng)肯定、單縫寬度也肯定時(shí),增大單縫到屏的距離,衍射條紋間距也會(huì)變寬.故選項(xiàng)A、C、D正確.答案:ACD14.用一單色光源垂直照耀帶有圓孔的不透亮光屏,下列幾種狀況中,在圓孔后面的光屏上各看到什么現(xiàn)象?(單色光的波長(zhǎng)約為5×10-7m)(1)圓孔的直徑為1cm.(2)圓孔的直徑為1mm.(3)圓孔的直徑為0.5μm.答案:(1)當(dāng)圓孔的直徑為1cm時(shí),小孔尺寸比光的波長(zhǎng)大得多,在光屏上能看到與圓孔形態(tài)相同的亮斑,這是光沿直線傳播的結(jié)果.(2)當(dāng)圓孔的直徑為1mm時(shí),在光屏上能看到單色光源倒立的像,這是小孔成像,是光沿直線傳播的結(jié)果.(3)當(dāng)圓孔的直徑為0.5μm時(shí),小孔的尺寸足夠小,在光屏上能看到衍射條紋,這是光發(fā)生衍射的結(jié)果.【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】15.在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今日,光盤是存儲(chǔ)信息的一種重要媒介.光盤上的信息通常是通過(guò)激光束來(lái)讀取的.假設(shè)一束復(fù)合激光束不是垂直投射到盤面上,則光在通過(guò)透亮介質(zhì)層時(shí)會(huì)發(fā)生偏折而變更行進(jìn)的方向,如圖所示.下列說(shuō)法正確的是 ()光盤截面示意圖A.圖中光束①是紅光,光束②是藍(lán)光B.在光盤的透亮介質(zhì)層中,光束①比光束②傳播速度大C.若光束①②先后通過(guò)同一單縫衍射裝置,則光束①的中心亮紋比光束②的