新教材适用2024-2025学年高中物理第4章光5光的衍射提能作业新人教版选择性必修第一册

第四章5.一、选择题(本题共7小题，每题6分，共42分)1．下列现象中属于光的衍射现象的是(B)A．太阳光通过透亮的装满水的金鱼缸后在地面上形成彩色光带B．通过遮光板上的小孔视察远处光明的电灯，看到电灯四周有一圈彩色光环C．油滴滴在潮湿水泥路面上形成油膜，在阳光照耀下油膜上有一圈圈的彩色光环D．吹出的肥皂泡上出现彩色条纹解析：太阳光通过透亮的装满水的金鱼缸后在地面上形成彩色光带是光的折射现象，选项A错误；通过遮光板上的小孔视察远处光明的电灯，看到电灯四周有一圈彩色光环是光的衍射现象，选项B正确；油滴滴在潮湿水泥路面上形成油膜，在阳光照耀下油膜上有一圈圈的彩色光环，是薄膜干涉，选项C错误；吹出的肥皂泡上出现彩色条纹是光的干涉现象，选项D错误。2．(多选)中国女科学家屠呦呦因发觉青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人。在探讨青蒿素化学结构时，探讨人员用比可见光波长更短的X射线衍射的方法，最终确定了其化学结构。在做单缝衍射试验时，下列说法正确的是(AC)A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄C．换用波长较长的光照耀，衍射条纹间距变宽D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄解析：将入射光由可见光换成X射线，波长变短，衍射条纹间距变窄，换成波长较长的光照耀，衍射条纹间距变宽，故A、C正确；使单缝宽度变窄，衍射条纹间距变宽，B错误；增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽，D错误。3．(多选)关于衍射光栅，下列说法正确的是(ABD)A．衍射光栅是由很多等宽度的狭缝组成的B．衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类C．透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝D．透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝解析：对于透射光栅来说，当光照耀到刻痕上时，光发生漫反射而不能透过，故选项C错误，A、B、D正确。4．(多选)沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的天气现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是由于这种状况下(BD)A．只有波长较短的一部分光才能到达地面B．只有波长较长的一部分光才能到达地面C．只有频率较大的一部分光才能到达地面D．只有频率较小的一部分光才能到达地面解析：据光明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据λ＝eq\f(c,f)知，到达地面的光是频率较小的部分。5．(多选)平行光通过小圆孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法中正确的是(AB)A．在衍射图样的中心都是亮斑B．泊松亮斑中心亮点四周的暗环较宽C．圆孔衍射图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑D．圆孔衍射图样中亮、暗条纹的间距是匀称的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹的间距是不匀称的解析：圆孔衍射的图样是中心亮斑，向外依次为明暗相间的环状条纹；泊松亮斑的图样是中心亮斑，向外是圆板的黑影，再向外是明暗相间的环状条纹。6．(多选)图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则(BC)A．甲为红光的衍射图样B．乙为紫光的干涉图样C．丙为红光的衍射图样D．丁为紫光的干涉图样解析：当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的，而通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的衍射图样，因此甲、乙为干涉图样，而丙、丁为衍射图样。由于红光的波长较长，干涉图样中相邻条纹间距较大，而紫光的波长较短，干涉图样中相邻条纹间距较小，衍射图样中中心亮条纹宽度较窄；因此选项B、C正确。7．(多选)做单缝衍射试验和双缝干涉试验时，用激光比一般光源效果更好，图像更清楚。如图甲所示，假如将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布状况。下列说法正确的是(AD)A．做单缝试验时，光强分布图如乙所示B．做单缝试验时，光强分布图如丙所示C．做双缝试验时，光强分布图如乙所示D．做双缝试验时，光强分布图如丙所示解析：双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹肯定不等间距，即中心宽、两边窄的明暗相间的条纹。若做单缝试验时，光强分布图如乙所示，故A正确、B错误；若做双缝试验时，光强分布图如丙所示，故C错误、D正确。二、非选择题(共18分)8．(18分)光盘是一种常见的信息载体，其结构可分为五层，即基板、记录层、反射层、爱护层、印刷层。光盘的信息记录在密集分布于其上的光道上。光道上布满了一个个长短不一的“凹坑”(如图甲)。由于反射层的作用，光盘(局部看)相当于一种一维反射光栅。利用这个光栅，可以进行某些测量。现在给出下列器材：红色激光笔一支，CD光盘一张，白色光屏一个，钢卷尺一把。测量装置如图乙所示，将光盘D和白屏P平行直立，让激光器L位于两者之间，光束接近垂直于盘面射到盘上，则屏上会出现衍射条纹。中心最亮的光点为0级(k＝0)条纹，两侧对称分布的是1级(k＝1)、2级(k＝2)……衍射条纹，各级条纹的衍射角θ不同。已知衍射公式dsinθ＝kλ，式中d为光栅常数，即光盘上相邻光道间的距离。若激光的波长λ已知，便可通过上述试验测定d值。(1)假如要测定d，试验中须要测定哪些物理量？在图中画出示意图表示这些物理量。(2)用测出的物理量写出光盘上相邻光道之间的距离d的表达式。答案：(1)见解析(2)d＝eq\f(kλc,b)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(d＝\f(kλ\r(a2＋b2),b)))解析：(1)还须要知道的物理量已标示在图中，即要测出光盘到光屏的水平距离a，取k＝1，第1级条纹和0级条纹的水平距离b(或第1级条纹到激光入射点的距离c)。(2)sinθ＝eq\f(b,c)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或sinθ＝\f(b,\r(a2＋b2)