发布时间 : 星期三 文章人教版 高中物理 选修3-4 第十三章 第五节《光的衍射》同步练习更新完毕开始阅读de29172f951ea76e58fafab069dc5022abea46f6
第五节光的衍射
一、多选题
1、下列说法正确的是( )
A．增加光栅的狭缝的个数，亮条纹变窄 B．增加光栅的狭缝的个数，亮条纹变宽 C．增加光栅的狭缝的个数，条纹亮度变暗 D．增加光栅的狭缝的个数，条纹亮度变亮 【答案】AD
【解析】根据光栅的特点可知选项A、D正确。 2、关于衍射，下列说法正确的是( )
A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果 B．双缝干涉中也存在衍射现象 C．一切波都很容易发生明显的衍射现象
D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 【答案】AB
【解析】衍射图样是复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过二个狭缝时均发生衍射现象，一般现象中既有干涉又有衍射。一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件。
3、关于光的干涉现象，下列说法正确的是
( )
A．在波峰与波峰叠加处，将出现亮条纹；在波谷与波谷叠加处，将出现暗条纹 B．在双缝干涉实验中，光屏上距两狭缝的路程差为1个波长的某位置，将出现亮纹 C．把入射光由黄光换成紫光，两相邻亮条纹间的距离变窄
D．当薄膜干涉的条纹是等间距的平行线时，说明薄膜的厚度处处相等 【答案】 BC
【解析】 在波峰与波峰叠加处，或在波谷与波谷叠加处，都是振动加强区，将出现亮条纹，选项A错误；在双缝干涉实验中，出现亮纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为波长的整数倍，出现暗纹的条件是光屏上某位置距两狭缝的路程差为半波长的奇数倍，选项B正确；条纹间距公式?x?形”空气膜，选项D错误．
4、对光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是( )
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比拟甚至比波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B．衍射现象是光特有的现象，只有光才会发生衍射
l?，λ黄>λ紫，选项C正确；薄膜干涉实验中的薄膜是“楔dC．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论 D．光的衍射现象说明了光具有波动性 【答案】AD
【解析】光的干涉现象和衍射现象无疑说明了光具有波动性，而小孔成像说明光沿直线传播，而要出现小孔成像，孔不能太小，光的直线传播规律只是近似的，只有在光波长比障碍物小的情况下，光才可以看作是直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，它们是在不同条件下出现的两种现象，衍射现象是波特有的现象。故上述选项中正确的是A、D。
5、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几十米，天气变黄发暗，这是由于这种情况下( )
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 【答案】 BD
【解析】 根据光发生明显衍射条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光发生衍射绕过沙尘到达地面，故BD选项正确．
二、填空题
1、观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的是衍射条纹的间距逐渐 （填“变大”，“不变”或“变小”），衍射现象逐渐 （明显，不明显）
【答案】变小 不明显
【解析】观察衍射图样发现：狭缝的宽度逐渐变小，衍射现象越明显，衍射条纹间距变大。本题是缝宽增大，所以填变小和不明显
2、如图所示，甲、乙两图是单色光分别入射到两圆孔形成的图象，由图判断甲是光的________(选填“干涉”或“衍射”)图象。图甲所对应的圆孔孔径________(选填“大于”、“小于”或“等于”)图乙所对应的圆孔孔径。
【答案】衍射 小于
【解析】图甲所示，单色光通过小孔出现明暗相间且宽度不等的条纹，这是光的衍射现象。图乙是个圆亮斑，说明光沿直线传播，没有发生衍射，图乙所对应的圆孔孔径远大于单色光的波长，也大于发生衍射现象的图甲所对应的圆孔孔径。
3、在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)，可以看到
【答案】彩色的直条纹
【解析】白炽灯发出的是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的衍射条纹间距不同，各单色光相互叠加，成为彩色直条纹
4、在做杨氏双缝干涉实验时，将其中一条狭缝挡住，在屏上仍能观察到明暗相间的条纹，此条纹是
【答案】 衍射条纹
【解析】 通过单缝在屏上观察到的明暗相间的条纹，是单缝衍射的现象． 5、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，原因是 【答案】光的衍射
【解析】这是光在刀片边缘处产生的衍射现象，在边缘呈现明暗相间的衍射图样，从而使其影像轮廓变得模糊不清。
三、计算题
1、使太阳光垂直照射到一块遮光板上，板上有可以自由收缩的正方形孔，孔的后面放置一个光屏，在正方形孔逐渐变小直至闭合的过程中，光屏上依次可以看到几种不同的现象，试把下列现象依次排列：________。
A．圆形光斑
B．明暗相间的彩色条纹 C．变暗消失 D．正方形光斑 E．正方形光斑由大变小 【答案】DEABC
【解析】由于光的波长很短，因此当孔很大时，不会发生明显的衍射现象，此时光可看做是近似直线传播，在屏上得到遮光板的影；当孔继续减小时，虽不能使光发生明显的衍射现象，但可以在屏上得到太阳的像，即小孔成像；孔再继续减小时，光开始发生明显的衍射现象，出现明暗相间的彩色条纹；孔进一步减小直到闭合时，由于穿过光的能量减小而使光线变暗直至消失。
2、在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差Δr＝0.6 μm；分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则求P点出现明、暗条纹的情况
【答案】 见解析
【解析】 根据c＝λf，可得两种单色光波长分别为：
c3?108?1??m＝0.6 μm 14f15?10c3?108?2??m＝0.4 μm 14f27.5?10与题给条件(Δr＝0.6 μm)比较可知
3?r??1??2，
2故用频率为f1的光照射双缝时，P点出现明条纹；用频率为f2的光照射双缝时，P点出现暗条纹．
3、如图所示，在双缝干涉实验中，已知SS1＝SS2，且S1、S2到光 屏上P点的路程差Δr＝1.5×106 m.
－
(1)当S为λ＝0.6 μm的单色光源时，在P点处将形成______条纹． (2)当S为λ＝0.5 μm的单色光源时，在P点处将形成______条纹． 选填“明”或“暗”)
【答案】 (1)暗 (2)明
【解析】 (1)当λ＝0.6 μm＝0.6×106 m时，
－
(均
Δr＝1.5×106 m＝2－
1λ.在P点处将形成暗条纹． 2－
－
(2)当λ＝0.5 μm＝0.5×106 m时，Δr＝1.5×106 m＝3λ，在P点处将形成明条纹. 4、用某一单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离为0.25 mm，在距离双缝为1.2 m处的光屏上，测得5条亮纹间的距离为7.5 mm.
(1)求这种单色光的波长；
(2)若用这种单色光照射到增透膜上，已知增透膜对这种光的折射率为1.3，则增透膜的厚度应取多少？
【答案】(1)3.9×107 m (2)7.5×108 m
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【解析】(1)根据公式?x?得??l? dd?x l