2024年高中物理第十三章光第5节光的衍射课后课时作业含解析新人教版选修3-4

PAGE4-第5节光的衍射A组：合格性水平训练1.(衍射现象)点光源照在一个剃须刀片上，在屏上形成了它的影子，其边缘较为模糊，缘由是()A．光的反射B．光强太小C．光的干涉D．光的衍射答案D解析这是由于光在刀片边缘处产生衍射现象，在阴影边缘部分有光线到达，从而使其影子的边缘轮廓变得模糊不清，D正确。2．(衍射图样的特点)如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调整的狭缝视察日光灯光源时所看到的四个图象。当狭缝宽度从1.8mm渐渐变小时，所看到的四个图象的依次是()A．abcdB．dcbaC．bacdD．badc答案A解析当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近甚至比波长更小时即能发生明显的衍射现象。明显狭缝宽度1.8mm远大于光的波长，故不能发生明显的衍射现象，依据光的直线传播原理，此时我们看到的应当是条纹状的光斑，即图象a，随狭缝的宽度的减小，光斑的宽度渐渐减小，在发生明显衍射前看到图象b；当发生明显衍射时，随狭缝的宽度渐渐变小，衍射条纹的宽度渐渐变大，而条纹宽度较小的是c，条纹宽度较大的是d，所以先视察到c，再视察到d。综上所述，当狭缝宽度从0.8mm渐渐变小时，我们依次看到的四个图象的依次是abcd，A正确。3．(衍射图样的特点)视察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm渐渐增大到0.8mm，看到的现象是()A．衍射条纹的间距渐渐变小，衍射现象渐渐不明显B．衍射条纹的间距渐渐变大，衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增加D．以上现象都不会发生答案A解析由单缝衍射试验的调整与视察可知，狭缝宽度越大，衍射现象越不明显，衍射条纹越窄，条纹间距也越小，A正确，B、C、D错误。4．(圆孔衍射与圆盘衍射的区分)用单色光通过小圆盘与小圆孔做衍射试验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是()A．用小圆盘时中心是暗的，用小孔时中心是亮的B．用小圆盘时中心是亮的，用小孔时中心是暗的C．中心均为亮点的同心圆条纹D．中心均为暗点的同心圆条纹答案C解析小孔或小圆盘的衍射图样，都是一系列明暗相间的圆形衍射条纹，这些条纹是一系列同心圆，且中心均为亮点，故C正确。5．(衍射光栅)(多选)关于衍射光栅，下列说法正确的是()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答案ABD解析衍射光栅是由很多等宽度的狭缝组成的，分为透射光栅和反射光栅两类，对于透射光栅来说，当光照到刻痕上时，由于光发生漫反射而不太透光，未刻痕的部分相当于透光的狭缝，故A、B、D正确，C错误。6．(光的干涉和衍射的区分)关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是()A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理B．白光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的C．光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果答案D解析光的干涉现象和光的衍射现象都是波的特有现象，都是光波叠加的结果；从条纹特点看，虽然在条纹宽度、间距方面有所区分，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的，D正确，A、B、C错误。7．(衍射图样的特点)A、B两图是由某单色光分别照耀到两个不同的圆孔所形成的图样，其中图A是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样。由此可以推断出图A所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径。答案衍射小于解析图A是明暗相间的不等间距的圆环，是光的衍射图样。图B出现亮斑，是因为孔径较大，光沿直线传播，所以图A所对应的圆孔的孔径小于图B所对应的圆孔的孔径。B组：等级性水平训练8．(光的干涉和衍射的区分)一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。现将其中一条窄缝拦住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到()A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗些B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中心亮条纹变宽些C．只有一条与缝宽对应的亮条纹D．无条纹，只存在一片红光答案B解析红光射向双缝时，光屏上呈现了干涉条纹，说明两缝都很窄，能够满意使红光发生明显衍射的条件，则拦住一条窄缝后，在屏上得到的是单缝衍射图样。衍射图样和干涉图样的异同点：中心都出现亮条纹，但衍射图样中心亮条纹较宽；两侧都出现明暗相间的条纹，干涉图样两侧为等间距的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间距的明暗相间的条纹，且亮条纹的亮度由中心向两侧渐渐减弱，故选B。9．(衍射图样的比较)如图所示的甲、乙、丙、丁图形中，属于有闻名的泊松亮斑的衍射图样和单缝衍射图样的分别是()A．甲、丙B．甲、丁C．乙、丙D．乙、丁答案A解析甲图是有泊松亮斑的衍射图样，乙图是圆孔衍射图样，丙图是单缝衍射图样，丁图是双缝干涉图样，A正确，B、C、D错误。10．(光的衍射的应用)(多选)抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同，则()A．这是利用光的干涉现象B．这是利用光的衍射现象C．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了D．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了答案BD解析当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长时，会发生明显的衍射现象，该装置利用了光的衍射现象；假如屏上条纹变宽，表明细丝变细，故B、D正确。11.(折射与干涉、衍射的综合)如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果有相同的折射角。下列说法正确的是()A．b光在该介质中的折射率比a光大B．做单缝衍射试验时，若其他条件相同，用b光产生的中心亮条纹要比用a光产生的中心亮条纹宽C．用a光更易观测到泊松亮斑D．做双缝干涉试验时，若其他条件相同，用a光产生的干涉图样中的条纹间距要比用b光产生的条纹间距大答案B解析由光路图可知，a光偏折程度较大，故其在该介质中的折射率较大，频率较大，波长较短；b光偏折程度较小，在该介质中的折射率较小，波长较长，易发生衍射，故用b光更易观测到泊松亮斑，A、C错误。做单缝衍射试验时，若其他条件相同，波长越长，中心亮纹越宽，所以用b光产生的中心亮条纹较宽，B正确。做双缝干涉试验时，若其他条件相同，用b光产生的干涉图样中的条纹间距较大，D错误。12．(综合)(1)(多选)下列说法正确的是()A．光在任何状况下都能发生明显的衍射现象B．单缝的宽度越小，衍射现象越明显C．光的衍射现象为光的波动说供应了有力的证据D．光的衍射现象并未否定光的直线传播结论E．阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑是太阳的像(2)某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝视察光的衍射。①若某次视察光的衍射时游标卡尺的示数如图所示，则卡尺两脚间的狭缝宽度为________。②(多选)在利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝视察光的衍射总结出的以下几点中，正确的说法是________。A．若狭缝与灯丝平行，则衍射条纹与狭缝平行B．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关，狭缝越窄，衍射条纹越窄C．衍射条纹的间距与光的波长有关，光的波长越长，衍射条纹越宽D．衍射条纹的间距与光的频率有关，光的频率越大，衍射条纹越宽答案(1)BCDE(2)①0.25mm②AC解析(1)依据光发生明显衍射现象的条件可知，A错误；单缝的宽度越小，衍射现象越明显，B正确；因衍射是波特有的现象，所以光的衍射现象为光的波动说供应了有力的证据，C正确；当障碍物较大时，光的衍射不明显，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特别状况下的近似，二者并不冲突，D正确；阳光下茂密的树阴中地面上的圆形亮斑是小孔成像，即为太阳的像，故E正确。(2)①游标卡尺的游标尺