新教材適用2024-2025學(xué)年高中物理第4章光5光的衍射提能作業(yè)新人教版選擇性必修第一冊(cè)

第四章5.一、選擇題(本題共7小題，每題6分，共42分)1．下列現(xiàn)象中屬于光的衍射現(xiàn)象的是(B)A．太陽(yáng)光通過透亮的裝滿水的金魚缸后在地面上形成彩色光帶B．通過遮光板上的小孔視察遠(yuǎn)處光明的電燈，看到電燈四周有一圈彩色光環(huán)C．油滴滴在潮濕水泥路面上形成油膜，在陽(yáng)光照耀下油膜上有一圈圈的彩色光環(huán)D．吹出的肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋解析：太陽(yáng)光通過透亮的裝滿水的金魚缸后在地面上形成彩色光帶是光的折射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；通過遮光板上的小孔視察遠(yuǎn)處光明的電燈，看到電燈四周有一圈彩色光環(huán)是光的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)B正確；油滴滴在潮濕水泥路面上形成油膜，在陽(yáng)光照耀下油膜上有一圈圈的彩色光環(huán)，是薄膜干涉，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；吹出的肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．(多選)中國(guó)女科學(xué)家屠呦呦因發(fā)覺青蒿素而獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，屠呦呦也成為首位獲得該獎(jiǎng)的中國(guó)人。在探討青蒿素化學(xué)結(jié)構(gòu)時(shí)，探討人員用比可見光波長(zhǎng)更短的X射線衍射的方法，最終確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。在做單縫衍射試驗(yàn)時(shí)，下列說法正確的是(AC)A．將入射光由可見光換成X射線，衍射條紋間距變窄B．使單縫寬度變小，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，衍射條紋間距變窄解析：將入射光由可見光換成X射線，波長(zhǎng)變短，衍射條紋間距變窄，換成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光照耀，衍射條紋間距變寬，故A、C正確；使單縫寬度變窄，衍射條紋間距變寬，B錯(cuò)誤；增大單縫到屏的距離，衍射條紋間距變寬，D錯(cuò)誤。3．(多選)關(guān)于衍射光柵，下列說法正確的是(ABD)A．衍射光柵是由很多等寬度的狹縫組成的B．衍射光柵分為透射光柵和反射光柵兩類C．透射光柵中刻痕的部分相當(dāng)于透光的狹縫D．透射光柵中未刻痕的部分相當(dāng)于透光的狹縫解析：對(duì)于透射光柵來說，當(dāng)光照耀到刻痕上時(shí)，光發(fā)生漫反射而不能透過，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，A、B、D正確。4．(多選)沙塵暴是由于土地的沙化引起的一種惡劣的天氣現(xiàn)象，發(fā)生沙塵暴時(shí)能見度只有十幾米，天氣變黃變暗，這是由于這種狀況下(BD)A．只有波長(zhǎng)較短的一部分光才能到達(dá)地面B．只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一部分光才能到達(dá)地面C．只有頻率較大的一部分光才能到達(dá)地面D．只有頻率較小的一部分光才能到達(dá)地面解析：據(jù)光明顯衍射的條件，發(fā)生沙塵暴時(shí)，只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一部分光線能到達(dá)地面，據(jù)λ＝eq\f(c,f)知，到達(dá)地面的光是頻率較小的部分。5．(多選)平行光通過小圓孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說法中正確的是(AB)A．在衍射圖樣的中心都是亮斑B．泊松亮斑中心亮點(diǎn)四周的暗環(huán)較寬C．圓孔衍射圖樣的中心是暗斑，泊松亮斑圖樣的中心是亮斑D．圓孔衍射圖樣中亮、暗條紋的間距是勻稱的，泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋的間距是不勻稱的解析：圓孔衍射的圖樣是中心亮斑，向外依次為明暗相間的環(huán)狀條紋；泊松亮斑的圖樣是中心亮斑，向外是圓板的黑影，再向外是明暗相間的環(huán)狀條紋。6．(多選)圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則(BC)A．甲為紅光的衍射圖樣B．乙為紫光的干涉圖樣C．丙為紅光的衍射圖樣D．丁為紫光的干涉圖樣解析：當(dāng)單色光通過雙縫時(shí)形成的干涉圖樣為等間距的，而通過單縫時(shí)的圖樣是中間寬、兩邊窄的衍射圖樣，因此甲、乙為干涉圖樣，而丙、丁為衍射圖樣。由于紅光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，干涉圖樣中相鄰條紋間距較大，而紫光的波長(zhǎng)較短，干涉圖樣中相鄰條紋間距較小，衍射圖樣中中心亮條紋寬度較窄；因此選項(xiàng)B、C正確。7．(多選)做單縫衍射試驗(yàn)和雙縫干涉試驗(yàn)時(shí)，用激光比一般光源效果更好，圖像更清楚。如圖甲所示，假如將感光元件置于光屏上，則不僅能在光屏上看到彩色條紋，還能通過感光元件中的信號(hào)轉(zhuǎn)換，在電腦上看到光強(qiáng)的分布狀況。下列說法正確的是(AD)A．做單縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示B．做單縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示C．做雙縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示D．做雙縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示解析：雙縫干涉條紋等間距，單縫衍射條紋肯定不等間距，即中心寬、兩邊窄的明暗相間的條紋。若做單縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如乙所示，故A正確、B錯(cuò)誤；若做雙縫試驗(yàn)時(shí)，光強(qiáng)分布圖如丙所示，故C錯(cuò)誤、D正確。二、非選擇題(共18分)8．(18分)光盤是一種常見的信息載體，其結(jié)構(gòu)可分為五層，即基板、記錄層、反射層、愛護(hù)層、印刷層。光盤的信息記錄在密集分布于其上的光道上。光道上布滿了一個(gè)個(gè)長(zhǎng)短不一的“凹坑”(如圖甲)。由于反射層的作用，光盤(局部看)相當(dāng)于一種一維反射光柵。利用這個(gè)光柵，可以進(jìn)行某些測(cè)量?，F(xiàn)在給出下列器材：紅色激光筆一支，CD光盤一張，白色光屏一個(gè)，鋼卷尺一把。測(cè)量裝置如圖乙所示，將光盤D和白屏P平行直立，讓激光器L位于兩者之間，光束接近垂直于盤面射到盤上，則屏上會(huì)出現(xiàn)衍射條紋。中心最亮的光點(diǎn)為0級(jí)(k＝0)條紋，兩側(cè)對(duì)稱分布的是1級(jí)(k＝1)、2級(jí)(k＝2)……衍射條紋，各級(jí)條紋的衍射角θ不同。已知衍射公式dsinθ＝kλ，式中d為光柵常數(shù)，即光盤上相鄰光道間的距離。若激光的波長(zhǎng)λ已知，便可通過上述試驗(yàn)測(cè)定d值。(1)假如要測(cè)定d，試驗(yàn)中須要測(cè)定哪些物理量？在圖中畫出示意圖表示這些物理量。(2)用測(cè)出的物理量寫出光盤上相鄰光道之間的距離d的表達(dá)式。答案：(1)見解析(2)d＝eq\f(kλc,b)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(d＝\f(kλ\r(a2＋b2),b)))解析：(1)還須要知道的物理量已標(biāo)示在圖中，即要測(cè)出光盤到光屏的水平距離a，取k＝1，第1級(jí)條紋和0級(jí)條紋的水平距離b(或第1級(jí)條紋到激光入射點(diǎn)的距離c)。(2)sinθ＝eq\f(b,c)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或sinθ＝\f(b,\r(a2＋b2)