人教版选修34 光的衍射 第1课时 作业 (1).docx

高中人教版物理选修3-4第十三章 第五节 光的衍射 同步测试一、单选题（共10题；共20分）1.下列现象中，属于光的衍射现象的是（ ） a.通过一狭缝观察日光灯可看到彩色条纹b.日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹c.一束白光通过三棱镜形成彩色光带d.雨后天空出现彩虹2.在单缝衍射实验中，中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，则该光子（ ） a.一定落在中央亮条纹上b.一定落在亮条纹处c.不可能落在暗条纹处d.落在中央亮条纹处的可能性最大3.一列水波穿过小孔产生衍射，衍射后的水波（ ） a.波长增大b.周期增大c.频率减小d.振幅减小4.已知空气中的声速为340m/s现有几种声波：周期为 s，频率为104 hz，波长为10m，它们传播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是（ ） a.和b.和c.和d.都可以5.在不透光的挡板上有一个宽度可调节的狭缝，缝后放一光屏用平行单色光照射狭缝，我们看到（ ） a.缝越宽，屏上被照亮的宽度越大，亮度越大b.缝越窄，屏上被照亮的宽度越大，亮度越大c.缝很窄时，屏上被照亮的宽度反而增大，亮度减小d.缝很窄时，屏上中心亮条纹宽度减小，亮度减小6.单色光通过双缝产生干涉现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象，在光屏上都得到明暗相间的条纹，比较这两种条纹() a.干涉、衍射条纹间距都是均匀的b.干涉、衍射条纹间距都是不均匀的c.干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀d.干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀7.下列说法正确的是（） a.在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大b.单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长有关c.变化的电场能在其周围空间产生磁场d.拍摄玻璃厨窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度8.用单色光分别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.用前者做实验时中央是暗的，用后者做实验时中央是亮的b.用前者做实验时中央是亮的，用后者做实验时中央是暗的c.中央均为亮点的同心圆形条纹d.中央均为暗点的同心圆形条纹9.关于光学现象在科学技术、生产和生活中的应用，下列说法中正确的是（） a.用x光机透视人体是利用光电效应现象b.门镜可以扩大视野是利用光的衍射现象c.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象d.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象10.我们经常看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人们的视觉反应外，还有一个重要的原因是() a.红光比其他色光更容易发生衍射b.红光比其他色光更容易发生干涉c.红光比其他可见光频率更大d.红光比其他可见光在玻璃中的折射率小二、填空题（共4题；共10分）11.在学习了光的衍射现象后，徐飞同学回家后自己设置了一个小实验在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏，在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，他在屏上看到的现象是：先是_，再是_，最后_ 12.如图（a）所示，p为一堵高墙，m为高h=0.8m的矮墙，s为一点光源，三者水平距离如图，s以速度v0=10m/s竖直向上抛出，在落回地面前，矮墙在高墙上的影子消失的时间为_s（取g=10m/s2）；如图b是用激光束对准前钢珠球心后，在屏上观察到钢球暗影中心有一亮斑，屏上显现的是光的_图样 13.如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。这是光的_(填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的_(填“波动说”“微粒说”或“光子说”)。14.在用游标卡尺观察光的衍射现象实验中，可以调节游标卡尺的狭缝宽度，如图是a、b两把卡尺的游标位置，它们的下脚狭缝的宽度，a尺是_mm，b尺是_mm，通过它们能观察到明显衍射图样的是_尺 三、解答题（共1题；共5分）15.某同学把卡尺间的窄缝调节0.5mm去观察某一单色线光源，看到了明暗相间的条纹；这是光的什么现象？若把缝的宽度减小到0.2mm ， 则看到的现象是条纹宽度多少？亮度怎么变化？这说明衍射现象中，什么时候？衍射现象更为明显 四、综合题（共2题；共25分）16.某居住地a位于某山脉的一边，山脉的另一边p处建有一无线电波发射站，如图所示该发射站可发送频率为400khz的中波和频率为400mhz的微波，已知无线电波在空气中的传播速度都为3108m/s ， 求：（1）该中波和微波的波长各是多少； （2）发射站发出的电磁波是经过干涉还是衍射后到达居住地a处； （3）若两种波的接收效果不同，请说明哪一种波的接收效果更好？为什么？ 17.如图所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片。（1）试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的宽度大小关系。 （2）试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因。 答案解析部分一、单选题1.【答案】a 【解析】【解答】解：a、通过一个狭缝观察日光灯可以看到彩色条纹，是光绕过障碍物传播的现象，故属于光的衍射现象，而之所以看到彩色条纹，是由于不同的色光波长不同发生叠加造成的，故a正确；b、日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，故b错误；c、一束白光通过三棱镜形成彩色光带属于光的折射现象，故c错误；d、雨后天空出现彩虹属于光的折射现象，故d错误；故选：a【分析】光的衍射是指光绕过障碍物传播的现象，只有当障碍物尺寸或缝宽与波长相差不大或小于波长时会明显发生，通过单缝时衍射条纹是中间亮纹最宽最亮，两次宽度和亮度都是逐渐递减2.【答案】d 【解析】【解答】解：根据光是概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不确定的，但由题意知中央亮条纹的光强占入射光光强的95%以上，故概率最大落在中央亮纹处也有可能落在暗纹处，但是落在暗纹处的几率很小，故d正确 故选：d【分析】根据概率波的概念作答3.【答案】d 【解析】【解答】解：由题意可知，水波发生衍射现象，由于频率不变，则周期也不变，因绕过阻碍物继续向前传播的现象叫波的衍射，由于波速不变，则波长也不变，因振动能量的减弱，导致振幅减小，故d正确，abc错误 故选：d【分析】根据衍射原理，绕过阻碍物继续向前传播，则周期与频率不变，面，而波长与波速有关，因介质确定水波的速度，从而即可求解4.【答案】c 【解析】【解答】解：由公式v= ，得周期为 s的声波的波长为： 1=vt=340 发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，故能产生显著的衍射现象；由公式v=f得频率为104hz的声波的波长为：发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，故不能产生显著的衍射现象；波长为10m的声波，障碍物宽度为13m与该声波长相差不大，故能产生显著的衍射现象；因此能产生显著的衍射现象的是和，故c正确，a、b、d错误；故选：c【分析】衍射是指波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大根据波速公式求出两列波的波长，即可比较5.【答案】c 【解析】【解答】解：在不透光的挡板上有一个宽度可调节的狭缝，缝后放一光屏用平行单色光照射狭缝，缝越窄，屏上被照亮的宽度越大；缝越窄，通过缝的光越少，光的亮度越小故选项c正确，abd错误 故选：c【分析】根据衍射条纹的特点进行判断，光的衍射条纹与狭缝平行，且中间宽、两边窄6.【答案】d 【解析】【解答】干涉条纹间距相同，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽d正确【分析】区分干涉与衍射要抓住以下两点：(1)双缝是干涉，条纹间距相等(2)单缝是衍射，条纹间距不相等中央亮条纹最宽，两侧为不等间距的明暗相间的条纹。7.【答案】c 【解析】【解答】a、在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的振幅要大，但其位移时刻在变化，所以位移不一定比减弱点的位移要大故a错误；b、单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，与单摆的固有周期无关，故与摆长无关故b不正确；c根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场故c正确；d、拍摄玻璃厨窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射的偏振光的强度故d错误；故选：c【分析】在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的振幅要大；受迫振动的频率有驱动力的频率决定；变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场；拍摄玻璃厨窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以玻璃反射的偏振光的强度；根据相对论分析火箭的长度的变化8.【答案】c 【解析】【解答】前者为障碍物小盘的衍射，障碍物后的阴影中央是一个亮斑，这就是著名的泊松亮斑，是光绕过盘的边缘后在中央叠加后形成的，在亮斑的周围有一个大的影区，在影区的边沿有明暗相间的圆环圆孔衍射形成的图样是明暗相间的同心圆环，中央是明亮的。【分析】单色光通过小圆盘得到衍射图形，称为泊松亮斑，小圆孔做衍射实验，衍射图样，它们中央均为亮点的同心圆形条纹，从而即可求解。9.【答案】d 【解析】【解答】a、用x光机透视人体是利用x光的穿透性，a错误；b、门镜可以扩大视野是利用光的折射现象，b错误；c、光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，c错误；d、光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象d正确故选：d【分析】x光具有穿透性，光导纤维是利用全反射，门镜是利用折射的原理10.【答案】a 【解析】【解答】色光的波长较长，而频率较小，所以比其他可见光更容易发生衍射；只要频率相同，均能发生干涉现象；频率都是相同的，但是在不同的介质中其折射率是不同的。【分析】红色光的波长较长，容易发生衍射现象，能使较大范围内的人看到红色的电灯二、填空题11.【答案】圆形亮斑；圆形亮环；完全黑暗 【解析】【解答】由题意可知，当圆孔的尺寸比前两者障碍物（或孔）的尺寸要大时，则破坏明显衍射条件，故不能看到衍射图样若光的波长比阻碍物或孔的尺寸大得多或相差不大时，就能发生明显的衍射现象；在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，他在屏上看到的现象是：先是光的直线传播形成的光斑，即为圆形亮斑；接着出现光的衍射图样，即为圆形亮环，最后完全看不见，故答案为：圆形亮斑；圆形亮环；完全黑暗【分析】光的波长比阻碍物或孔的尺寸大得多或相差不大时，就能发生明显的衍射现象；而小孔成像则说明光沿直线传播12.【答案】1.2；衍射 【解析】【解答】解：连接m上端点与o点，设h为高墙上没有影子时s上升的最小高度，由相似三角形知 ，解得h=3.2m，由竖直上抛公式h= 解得：t1=0.4st2=1.6s， t1、t2分别为上升和下降到达h时时间，则矮墙在高墙上的影子消失的时间为1.60.4=1.2s；在屏上观察到钢球暗影中心有一亮斑，屏上显现的是光的衍射图样故答案为：1.2，衍射【分析】根据相似三角形和竖直上抛运动的知识求时间，光线绕过障碍物的现象是衍射现象13.【答案】衍射；波动说 【解析】【解答】该图片中的亮斑为“泊松亮斑”，从图看亮条纹为从里向外越来越窄，越来越暗，为典型的衍射条纹，故这是光的衍射现象。光的衍射现象是光的波动性的独有特征，故该实验支持了光的波动说。【分析】本题的突破口是：当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，可见是光绕过障碍物传到了障碍物的后面，即光发生了衍射现象14.【答案】21.3；0.3；b 【解析】【解答】解：a尺、游标卡尺的固定刻度读数为21mm，游标尺上第3个刻度游标读数为0.13mm=0.3mm，所以最终读数为：21.3mm； b尺、游标卡尺的固定刻度读数为0mm，游标尺上第3个刻度游标读数为0.13mm=0.3mm，所以最终读数为：0.3mm；根据光的明显衍射条件可知，通过它们能观察到明显衍射图样的是b尺，故答案为：21.3，0.3，b【分析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读，并根据光的波长比狭缝大得多，或相差不大时，会发生明显的衍射现象三、解答题15.【答案】观察某一单色线光源，看到了明暗相间的条纹，这是光的衍射现象；衍射条纹的宽度与缝的宽度有关，缝变宽，条纹变窄，亮度增大，缝变窄，条纹变宽，亮度减弱知衍射现象中，衍射图样条纹的宽度及亮度与单缝宽度有关当缝的宽度与障碍物尺寸差不多或比障碍物尺寸小，可以发生明显的衍射所以缝的宽度变窄时，衍射现象更明显故答案为：衍射；变大；变暗；障碍物或孔的尽寸越小 【解析】【分析】衍射条纹的宽度和亮度与单缝的宽度有关，宽度越窄，亮度越弱，条纹的宽度越宽，当缝的宽度与障碍物尺寸差不多或比障碍物尺寸小，可以发生明显的衍射四、综合题16.【答案】（1）波长、波速、频率之间的关系，即：c=f ， 可得= 、则有中波的波长1= =7.5x m而微波的波长2= =0.75m（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地a处（3）中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显 【解析】【解答】（1）波长、波速、频率之间的关系，即：c=f ， 可得=、则有中波的波长1= =7.5x m而微波的波长2= =0.75m（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地a处，若是干涉则必须频率相同，明显不可能是干涉现象所以电磁波是经过波的衍射后绕过高山，到达居住地a处（3）要发生明显的波衍射现象，则波长必须与阻碍物尺寸差不比，所以两种波的接收效果明显不同，波长越长的波接收效果更好因此中波接收效果更好答：（1）该中波和微波的波长各是750m ， 0.75m；（2）发射站发出的电磁波是经过衍射后到达居住地a处；（3）中波的接收效果更好，因为中波的波长较长，衍射现象明显【分析】本题主要考查两个方面的知识：（1）电磁波在传播过程中以光速传播且保持不变；（2