2024年高中物理第十三章光第5節(jié)光的衍射課后課時作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGE4-第5節(jié)光的衍射A組：合格性水平訓練1.(衍射現(xiàn)象)點光源照在一個剃須刀片上，在屏上形成了它的影子，其邊緣較為模糊，緣由是()A．光的反射B．光強太小C．光的干涉D．光的衍射答案D解析這是由于光在刀片邊緣處產生衍射現(xiàn)象，在陰影邊緣部分有光線到達，從而使其影子的邊緣輪廓變得模糊不清，D正確。2．(衍射圖樣的特點)如圖所示是通過用兩個刀片組成的寬度可以調整的狹縫視察日光燈光源時所看到的四個圖象。當狹縫寬度從1.8mm漸漸變小時，所看到的四個圖象的依次是()A．abcdB．dcbaC．bacdD．badc答案A解析當孔、縫的寬度或障礙物的尺寸與波長相近甚至比波長更小時即能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。明顯狹縫寬度1.8mm遠大于光的波長，故不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，依據光的直線傳播原理，此時我們看到的應當是條紋狀的光斑，即圖象a，隨狹縫的寬度的減小，光斑的寬度漸漸減小，在發(fā)生明顯衍射前看到圖象b；當發(fā)生明顯衍射時，隨狹縫的寬度漸漸變小，衍射條紋的寬度漸漸變大，而條紋寬度較小的是c，條紋寬度較大的是d，所以先視察到c，再視察到d。綜上所述，當狹縫寬度從0.8mm漸漸變小時，我們依次看到的四個圖象的依次是abcd，A正確。3．(衍射圖樣的特點)視察單縫衍射現(xiàn)象時，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)象越來越明顯C．衍射條紋的間距不變，只是亮度增加D．以上現(xiàn)象都不會發(fā)生答案A解析由單縫衍射試驗的調整與視察可知，狹縫寬度越大，衍射現(xiàn)象越不明顯，衍射條紋越窄，條紋間距也越小，A正確，B、C、D錯誤。4．(圓孔衍射與圓盤衍射的區(qū)分)用單色光通過小圓盤與小圓孔做衍射試驗時，在光屏上得到衍射圖樣，它們的特點是()A．用小圓盤時中心是暗的，用小孔時中心是亮的B．用小圓盤時中心是亮的，用小孔時中心是暗的C．中心均為亮點的同心圓條紋D．中心均為暗點的同心圓條紋答案C解析小孔或小圓盤的衍射圖樣，都是一系列明暗相間的圓形衍射條紋，這些條紋是一系列同心圓，且中心均為亮點，故C正確。5．(衍射光柵)(多選)關于衍射光柵，下列說法正確的是()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于透光的狹縫D．透射光柵中未刻痕的部分相當于透光的狹縫答案ABD解析衍射光柵是由很多等寬度的狹縫組成的，分為透射光柵和反射光柵兩類，對于透射光柵來說，當光照到刻痕上時，由于光發(fā)生漫反射而不太透光，未刻痕的部分相當于透光的狹縫，故A、B、D正確，C錯誤。6．(光的干涉和衍射的區(qū)分)關于光的干涉和衍射現(xiàn)象，下列說法正確的是()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．白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)象說明光具有波動性，光的衍射現(xiàn)象不能說明這一點D．光的干涉和衍射現(xiàn)象都是光波疊加的結果答案D解析光的干涉現(xiàn)象和光的衍射現(xiàn)象都是波的特有現(xiàn)象，都是光波疊加的結果；從條紋特點看，雖然在條紋寬度、間距方面有所區(qū)分，但單色光的干涉條紋、衍射條紋都是明暗相間的，白光的干涉條紋、衍射條紋都是彩色的，D正確，A、B、C錯誤。7．(衍射圖樣的特點)A、B兩圖是由某單色光分別照耀到兩個不同的圓孔所形成的圖樣，其中圖A是光的________(填“干涉”或“衍射”)圖樣。由此可以推斷出圖A所對應的圓孔的孔徑________(填“大于”或“小于”)圖B所對應的圓孔的孔徑。答案衍射小于解析圖A是明暗相間的不等間距的圓環(huán)，是光的衍射圖樣。圖B出現(xiàn)亮斑，是因為孔徑較大，光沿直線傳播，所以圖A所對應的圓孔的孔徑小于圖B所對應的圓孔的孔徑。B組：等級性水平訓練8．(光的干涉和衍射的區(qū)分)一束紅光射向一塊有雙縫的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈現(xiàn)明暗相間的干涉條紋?，F(xiàn)將其中一條窄縫攔住，讓這束紅光只通過一條窄縫，則在光屏上可以看到()A．與原來相同的明暗相間的條紋，只是亮條紋比原來暗些B．與原來不相同的明暗相間的條紋，而中心亮條紋變寬些C．只有一條與縫寬對應的亮條紋D．無條紋，只存在一片紅光答案B解析紅光射向雙縫時，光屏上呈現(xiàn)了干涉條紋，說明兩縫都很窄，能夠滿意使紅光發(fā)生明顯衍射的條件，則攔住一條窄縫后，在屏上得到的是單縫衍射圖樣。衍射圖樣和干涉圖樣的異同點：中心都出現(xiàn)亮條紋，但衍射圖樣中心亮條紋較寬；兩側都出現(xiàn)明暗相間的條紋，干涉圖樣兩側為等間距的明暗相間的條紋，而衍射圖樣兩側為不等間距的明暗相間的條紋，且亮條紋的亮度由中心向兩側漸漸減弱，故選B。9．(衍射圖樣的比較)如圖所示的甲、乙、丙、丁圖形中，屬于有聞名的泊松亮斑的衍射圖樣和單縫衍射圖樣的分別是()A．甲、丙B．甲、丁C．乙、丙D．乙、丁答案A解析甲圖是有泊松亮斑的衍射圖樣，乙圖是圓孔衍射圖樣，丙圖是單縫衍射圖樣，丁圖是雙縫干涉圖樣，A正確，B、C、D錯誤。10．(光的衍射的應用)(多選)抽制細絲時可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同，則()A．這是利用光的干涉現(xiàn)象B．這是利用光的衍射現(xiàn)象C．假如屏上條紋變寬，表明抽制的絲粗了D．假如屏上條紋變寬，表明抽制的絲細了答案BD解析當障礙物的尺寸與波的波長相當或小于波的波長時，會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，該裝置利用了光的衍射現(xiàn)象；假如屏上條紋變寬，表明細絲變細，故B、D正確。11.(折射與干涉、衍射的綜合)如圖所示，a、b兩束光以不同的入射角由介質射向空氣，結果有相同的折射角。下列說法正確的是()A．b光在該介質中的折射率比a光大B．做單縫衍射試驗時，若其他條件相同，用b光產生的中心亮條紋要比用a光產生的中心亮條紋寬C．用a光更易觀測到泊松亮斑D．做雙縫干涉試驗時，若其他條件相同，用a光產生的干涉圖樣中的條紋間距要比用b光產生的條紋間距大答案B解析由光路圖可知，a光偏折程度較大，故其在該介質中的折射率較大，頻率較大，波長較短；b光偏折程度較小，在該介質中的折射率較小，波長較長，易發(fā)生衍射，故用b光更易觀測到泊松亮斑，A、C錯誤。做單縫衍射試驗時，若其他條件相同，波長越長，中心亮紋越寬，所以用b光產生的中心亮條紋較寬，B正確。做雙縫干涉試驗時，若其他條件相同，用b光產生的干涉圖樣中的條紋間距較大，D錯誤。12．(綜合)(1)(多選)下列說法正確的是()A．光在任何狀況下都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B．單縫的寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯C．光的衍射現(xiàn)象為光的波動說供應了有力的證據D．光的衍射現(xiàn)象并未否定光的直線傳播結論E．陽光下茂密的樹陰中地面上的圓形亮斑是太陽的像(2)某同學以線狀白熾燈為光源，利用游標卡尺兩腳之間形成的狹縫視察光的衍射。①若某次視察光的衍射時游標卡尺的示數如圖所示，則卡尺兩腳間的狹縫寬度為________。②(多選)在利用游標卡尺兩腳之間形成的狹縫視察光的衍射總結出的以下幾點中，正確的說法是________。A．若狹縫與燈絲平行，則衍射條紋與狹縫平行B．衍射條紋的疏密程度與狹縫的寬度有關，狹縫越窄，衍射條紋越窄C．衍射條紋的間距與光的波長有關，光的波長越長，衍射條紋越寬D．衍射條紋的間距與光的頻率有關，光的頻率越大，衍射條紋越寬答案(1)BCDE(2)①0.25mm②AC解析(1)依據光發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，A錯誤；單縫的寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，B正確；因衍射是波特有的現(xiàn)象，所以光的衍射現(xiàn)象為光的波動說供應了有力的證據，C正確；當障礙物較大時，光的衍射不明顯，光幾乎沿直線傳播，即光的直線傳播只是特別狀況下的近似，二者并不沖突，D正確；陽光下茂密的樹陰中地面上的圓形亮斑是小孔成像，即為太陽的像，故E正確。(2)①游標卡尺的游標尺