双缝衍射专项试题及完整答案

双缝衍射专项试题及完整答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每小题只有一个选项正确，请将正确选项的字母填在题后的括号内。每小题3分，共30分）1.下列现象中，不属于光的衍射现象的是（）。A.阳光下看到肥皂泡或油膜上的彩色条纹B.光通过狭缝后，在屏幕上出现明暗相间的条纹C.小孔成像D.光的反射2.在双缝衍射实验中，下列说法正确的是（）。A.双缝是光源，屏幕上是干涉条纹B.单缝是光源，双缝起分波作用，屏幕上是衍射条纹C.光通过双缝后，屏幕上出现的是单一的亮条D.双缝是分波源，屏幕上出现的是干涉和衍射的总效果3.在双缝衍射实验中，观察到中央亮纹的位置（）。A.在两条缝的中垂线上B.在屏幕中心C.条件是L≈dD.与缝宽有关，与波长无关4.在双缝衍射实验中，保持双缝间距d和双缝到屏幕的距离L不变，若使屏上中央亮纹的宽度变为原来的两倍，应采取的措施是（）。A.将入射光的波长λ加倍B.将入射光的波长λ减半C.将双缝到屏幕的距离L加倍D.将双缝到屏幕的距离L减半5.在双缝衍射实验中，如果用白光光源替换单色光光源，则屏幕上中央亮纹将（）。A.变窄B.变宽C.仍然是白色的D.变成彩色的6.在双缝衍射实验中，已知光的波长为λ，双缝间距为d，双缝到屏幕的距离为L。若测得中央亮纹两侧第五级暗纹之间的距离为Δy，则下列关系正确的是（）。A.Δy=10λL/dB.Δy=8λL/dC.Δy=5λL/dD.Δy=λL/d7.在双缝衍射实验中，对于给定的双缝和屏幕，如果减小双缝到屏幕的距离L，则（）。A.中央亮纹宽度变窄B.中央亮纹宽度变宽C.条纹间距变大D.条纹间距变小8.在双缝衍射实验中，若将其中一条缝逐渐变窄，同时保持其他条件不变，则屏幕上的衍射图样将发生的变化是（）。A.中央亮纹宽度不变，两侧条纹间距变宽B.中央亮纹宽度变窄，两侧条纹间距变窄C.中央亮纹宽度变窄，两侧条纹间距变宽D.中央亮纹宽度不变，两侧条纹间距变窄9.衍射现象是光波动性的重要体现。与衍射现象相比，光的干涉现象（）。A.只能产生在特定条件下B.不能产生明暗相间的图样C.不需要满足相干条件D.产生的图样亮度均匀10.根据公式Δy=(λL)/d，下列说法中正确的是（）。A.该公式适用于任何衍射图样的亮度分布B.公式中的L是单缝到屏幕的距离C.公式表明条纹间距与波长成正比，与缝距成反比D.该公式是计算中央亮纹宽度的一半二、多项选择题（每小题有多个选项正确，请将所有正确选项的字母填在题后的括号内。每小题4分，共20分）1.关于双缝衍射实验，下列说法正确的有（）。A.双缝的作用是将光源发出的光波分成两列相干波B.衍射条纹的间距与双缝到屏幕的距离L成正比C.入射光的波长越长，衍射现象越明显D.双缝的宽度对衍射图样的中央亮纹宽度有影响2.在双缝衍射实验中，观察到屏幕上某处是亮纹，则该处（）。A.光波振动始终加强B.光波振动始终减弱C.可能来自两条缝的光波相位差为2kπ(k=0,±1,±2,...)D.可能来自两条缝的光波相位差为(2k+1)π(k=0,±1,±2,...)3.下列哪些因素会影响双缝衍射实验中条纹的疏密程度？（）A.入射光的波长λB.双缝的间距dC.双缝到屏幕的距离LD.光源的强度4.在双缝衍射实验中，如果将屏幕向双缝靠近，则（）。A.中央亮纹的位置不变B.条纹间距变小C.中央亮纹的宽度变窄D.条纹亮度可能变暗5.衍射现象普遍存在于波的传播过程中。下列关于衍射的说法正确的有（）。A.衍射是光波绕过障碍物或小孔后偏离直线传播的现象B.只有当障碍物或孔的尺寸与波长相近时，才能观察到明显的衍射现象C.衍射现象是光波频率决定的D.衍射现象否定了光的直线传播规律三、填空题（请将答案填在横线上。每空3分，共30分）1.光的衍射是指光绕过________而传播的现象，它是光的________性的重要表现。2.在双缝衍射实验中，屏幕上出现的明暗相间的条纹是________和________共同作用的结果。3.双缝衍射实验中，中央亮纹最________，两侧亮纹的亮度随着离中央亮纹距离的增大而________。4.根据双缝衍射条纹间距公式Δy=(λL)/d，若λ________，Δy将________（填“增大”或“减小”）。5.在双缝衍射实验中，双缝到屏幕的距离L=1.0m，双缝间距d=0.2mm，使用波长λ=500nm的光照射，则中央亮纹两侧第五级暗纹之间的距离Δy=________mm（结果保留两位有效数字）。6.衍射和干涉都是波动特有的现象，其中________现象是两列或多列相干波叠加时产生的，而________现象是波遇到障碍物或小孔时发生的。四、计算题（请写出必要的文字说明、公式、代入数据和计算过程，并将答案写在横线上。每小题10分，共40分）1.在双缝衍射实验中，已知双缝间距d=0.5mm，双缝到屏幕的距离L=1.0m，入射光的波长λ=600nm。求：（1）中央亮纹的宽度；（2）第三级亮纹（即离中央亮纹第三条亮纹）离中央亮纹中心的距离。2.用波长λ=550nm的单色光进行双缝衍射实验，测得屏上第10级暗纹的位置离中央亮纹中心2.0cm。已知双缝到屏幕的距离L=1.5m。求双缝的间距d是多少？3.在双缝衍射实验中，如果将钠光灯（波长λ≈589nm）换成氦氖激光器发出的红光（波长λ≈632.8nm），其他条件不变。问：（1）中央亮纹的宽度如何变化？（2）要使中央亮纹的宽度保持不变，应该如何调整双缝到屏幕的距离L？4.在双缝衍射实验中，双缝间距d=0.1mm，双缝到屏幕的距离L=1.0m。如果用波长λ=500nm的绿光照射，求相邻两亮纹（例如，第一级亮纹与第二级亮纹中心之间）的间距是多少？如果改用λ=400nm的紫光照射，这个间距又变为多少？比较两种情况下的条纹间距。试卷答案一、单项选择题1.D2.D3.B4.A5.D6.A7.B8.C9.A10.C二、多项选择题1.ABCD2.CD3.ABC4.B5.AB三、填空题1.障碍物（或小孔）；波动2.干涉；衍射3.宽；逐渐减弱4.增大；增大5.0.506.干涉；衍射四、计算题1.(1)Δy中央=2(λL/d)=2*(600nm*1.0m/0.5mm)=2*(6*10^-7m*1m/(0.5*10^-3m))=2*(6*10^-7/0.5*10^-3)m=2*(1.2*10^-3)m=2.4*10^-3m=2.4mm(2)第十级暗纹m=10，位置x10=(10+0.5)λL/d=10.5λL/d=10.5*600nm*1.0m/0.5mm=10.5*(6*10^-7m)/(0.5*10^-3m)=10.5*(6/0.5)*10^-4m=10.5*12*10^-4m=126*10^-4m=0.0126m=1.26cm答：中央亮纹宽度为2.4mm；第三级亮纹离中央亮纹中心的距离为1.26cm。2.第十级暗纹m=10，位置x10=(10-0.5)λL/d=>x10=9.5λL/d=>d=9.5λL/x10=9.5*550nm*1.5m/0.02m=9.5*(5.5*10^-7m)*1.5/0.02m=9.5*8.25*10^-5m/0.02m=78.375*10^-3m/0.02m=3.91875mm≈3.92mm答：双缝的间距d是3.92mm。3.(1)λ红>λ钠，根据Δy=(λL)/d，λ增大，Δy增大。所以中央亮纹宽度变宽。(2)要使中央亮纹宽度Δy保持不变，而λ红>λ钠，根据Δy=(λL)/d，需要λ增大，则L必须减小。答：中央亮纹宽度变宽；要使中央亮纹宽度保持不变，应该减小双缝到屏幕的距离L。4.相邻亮纹间距Δy=(λL)/d绿光：Δy绿=(500nm*1.0m)/0.1mm=(5*10^-7m*1m)/(0.1*10^-3m)=(5*10^-4)/0.1m=5*10^-3m=5.0