4.5光的衍射提升優(yōu)化(含解析)一、單選題1.關(guān)于光的本質(zhì)下列說法正確的是(               A. 在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光不具有波動(dòng)性B. 在光的干涉、衍射現(xiàn)象中,光不具有粒子性C. 在任何情況下,光都既具有波動(dòng)性、同時(shí)又具有粒子性D. 光的波動(dòng)性和粒子性是相互矛盾的2.下列四種電磁波中,最容易表現(xiàn)衍射現(xiàn)象的是(                 A. 紅外線                               B. 紫外線                               C. 無線電波                               D. γ射線3.下列現(xiàn)象中,屬于光的衍射現(xiàn)象的是(   A. 通過一狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋               B. 日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋C. 一束白光通過三棱鏡形成彩色光                      D. 雨后天空出現(xiàn)彩虹4.一束單色光由空氣斜射入水中,始終保持不變的是該光的(   A. 速度                                  B. 波長(zhǎng)                                  C. 頻率                                  D. 傳播方向5.X射線( ?。?/span>A. 不是電磁波         B. 具有反射和折射的特性         C. 只能在介質(zhì)中傳播         D. 不能發(fā)生干涉和衍射6.下列現(xiàn)象屬于波的衍射現(xiàn)象的是()A. 在空曠的山谷里喊叫,可以聽到回聲                   B. “空山不見人,但聞人語響”C. “余音繞梁,三日而不絕”                                    D. 夏日的雷聲有時(shí)轟鳴不絕7.對(duì)于單縫衍射現(xiàn)象,下列說法正確的是()A. 縫的寬度d越小,衍射條紋越亮                           B. 縫的寬度d越大,衍射現(xiàn)象越明顯C. 縫的寬度d越小,光的傳播路線越接近直線         D. 入射光的波長(zhǎng)越大,衍射現(xiàn)象越明顯8.在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中,中央亮條紋的最寬最亮.假設(shè)現(xiàn)在只讓一個(gè)光子通過單縫,下列說法正確的是()A. 該光子一定落在中央亮條紋處                             B. 該光子一定落在亮條紋處C. 該光子可能落在暗條紋處                                    D. 該光子不確定落在哪里,所以不具備波動(dòng)性9.以線狀白熾燈為光源,通過狹縫觀察該光源,可以看到(               A. 黑白相間的條紋,這是光的干涉                         B. 黑白相間的條紋,這是光的衍射C. 彩色的條紋,這是光的干涉                                D. 彩色的條紋,這是光的衍射10.如圖,a、b兩圖是由單色光分別入射到a圓孔和b圓孔形成的圖像,由兩圖可以得出(     A. a圖是衍射圖像,a孔直徑小于b孔直徑                B. a圖是干涉圖像,a孔直徑大于b孔直徑C. b圖是衍射圖像,a孔直徑小于b孔直徑               D. b圖是干涉圖像,a孔直徑大于b孔直徑11.關(guān)于甲、乙、丙、丁四個(gè)實(shí)驗(yàn),以下說法正確的是(   )   A. 四個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋均為干涉條紋.                              B. 甲、乙兩實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋均為等距條紋C. 丙實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生的條紋間距越大,該光的頻率越大.     D. 丁實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生的明暗條紋為光的衍射條紋12.利用金屬晶格(大小約10-10m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣,方法是讓電子通過電場(chǎng)加速,然后讓電子束照射到金屬晶格上,從而得到電子的衍射圖樣。已知電子質(zhì)量為m、電量為e、初速度為零,加速電壓為U  , 普朗克常量為h  則下列說法中不正確的是  (   )            A. 該實(shí)驗(yàn)說明電子具有波動(dòng)性B. 實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波長(zhǎng)為 C. 加速電壓U越大,電子的衍射現(xiàn)象越不明顯D. 若用相同動(dòng)能的質(zhì)子代替電子,衍射現(xiàn)象將更加明顯13.下面四種與光有關(guān)的敘述中,哪些說法是錯(cuò)誤的(               A. 用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào),是利用了光的全反射原理B. 光的偏振證明了光是橫波C. 通過兩枝鉛筆的狹縫所看到的遠(yuǎn)處日光燈的彩色條紋,是光的干涉所致D. 在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由黃光改為綠光,則條紋間距變窄14.關(guān)于下列四圖,以下說法正確的是(   ) 甲圖可能是單色光線形成的雙縫干涉圖樣            在乙漫畫中,由于光的折射,魚的實(shí)際位置比人看到的要深一些C. 丙圖為一束含有紅光、紫光的復(fù)色光c,沿半徑方向射入半圓形玻璃磚,由圓心O點(diǎn)射出,分為a、b兩束光,則用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),用a光要比用b光條紋間距更大          D. 丁圖是光從玻璃射入空氣時(shí)的光路圖,其入射角是60°15.對(duì)于紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光,下列表述正確的是(              A. 在相同介質(zhì)中,綠光的折射率最大                      B. 紅光的頻率最高C. 在相同介質(zhì)中,藍(lán)光的波長(zhǎng)最短                         D. 黃光光子的能量最小16.一列聲波在空氣傳播的過程中通過一個(gè)障礙物,發(fā)生了一定程度的衍射,以下哪種情況可以使衍射現(xiàn)象更明顯(   A. 增大障礙物的尺寸,同時(shí)增大波的頻率               B. 增大障礙物的尺寸,同時(shí)縮小波的頻率C. 縮小障礙物的尺寸,同時(shí)增大波的頻率               D. 縮小障礙物的尺寸,同時(shí)減小波的頻率二、綜合題17.用一單色光源垂直照射帶有圓孔的不透明光屏,下列幾種情況中,在小孔后面的光屏上各看到什么現(xiàn)象?    1)小孔的直徑為1cm    2)小孔的直徑為1mm    3)小孔的直徑為0.5μm    18.如圖所示的4種明暗相間的條紋,分別是紅光、藍(lán)光各自通過同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮紋).則在下面的四個(gè)圖中說明:  1)干涉圖樣的是________(填A B C D    2)衍射圖樣的是________(填A B C D    3)從左到右的色光ABCD順序是________    19.如圖所示是通過游標(biāo)卡尺兩測(cè)量腳間的狹縫觀察白熾燈線光源時(shí)所拍下的四張照片。1)試通過圖樣分析四張照片對(duì)應(yīng)的兩測(cè)量腳間的寬度大小關(guān)系。2)試說明照片丁中中央條紋的顏色及成因。
答案解析一、單選題1.【答案】 C   【解析】A.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光體現(xiàn)粒子性,同時(shí)也具有波動(dòng)性,A不符合題意; B.在光的干涉、衍射現(xiàn)象中,光體現(xiàn)波動(dòng)性,同時(shí)也具有粒子性,B不符合題意;C.由于光具有波粒二象性,則在任何情況下,光都既具有波動(dòng)性、同時(shí)又具有粒子性,C符合題意;D.光的波粒二象性是指光有時(shí)表現(xiàn)為波動(dòng)性,有時(shí)表現(xiàn)為粒子性,二者是統(tǒng)一的,D不符合題意。故答案為:C2.【答案】 C   【解析】在上述電磁波中,無線電波的波長(zhǎng)最大,所以最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象,C符合題意,ABD不符合題意。 故答案為:C3.【答案】 A   【解析】解:A、通過一個(gè)狹縫觀察日光燈可以看到彩色條紋,是光繞過障礙物傳播的現(xiàn)象,故屬于光的衍射現(xiàn)象,而之所以看到彩色條紋,是由于不同的色光波長(zhǎng)不同發(fā)生疊加造成的,故A正確;B、日光照射在肥皂泡上出現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象,故B錯(cuò)誤;C、一束白光通過三棱鏡形成彩色光帶屬于光的折射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;D、雨后天空出現(xiàn)彩虹屬于光的折射現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤;故選:A【分析】光的衍射是指光繞過障礙物傳播的現(xiàn)象,只有當(dāng)障礙物尺寸或縫寬與波長(zhǎng)相差不大或小于波長(zhǎng)時(shí)會(huì)明顯發(fā)生,通過單縫時(shí)衍射條紋是中間亮紋最寬最亮,兩次寬度和亮度都是逐漸遞減.4.【答案】 C   【解析】解:A、單色光由空氣斜射入水中,速度要減小,故A錯(cuò)誤.BC、光的頻率由光源決定,與介質(zhì)無關(guān),所以單色光由空氣斜射入水中時(shí)頻率保持不變,波速減小,由v=λf知波長(zhǎng)減小,故B錯(cuò)誤,C正確.D、單色光由空氣斜射入水中時(shí)要發(fā)生折射,傳播方向發(fā)生改變,故D錯(cuò)誤.故選:C【分析】單色光在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān),頻率由光源決定,波長(zhǎng)由介質(zhì)和光源共同決定,根據(jù)各個(gè)量的決定因素分析.5.【答案】 B   【解析】X射線屬于電磁波的一種,它具有波的一切性質(zhì),如反射、折射、干涉及衍射等;它可以在真空中傳播;故只有B正確,ACD錯(cuò)誤;故選:B【分析】解答本題應(yīng)明確X射線為電磁波的一種,它具有電磁波的一切性質(zhì).6.【答案】 B   【解析】A、空曠的山谷里叫喊,可以聽到回聲,這是聲波的反射現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤.B、波遇到障礙物或小孔后通過散射繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的衍射,“空山不見人,但聞人語響”是聲波的衍射現(xiàn)象.故B正確.C、“余音繞梁,三日而不絕”,是聲波的反射,故C錯(cuò)誤;D、雷聲有時(shí)轟鳴不絕,也是聲波的反射,故D錯(cuò)誤.故選:B【分析】衍射又稱為繞射,波遇到障礙物或小孔后通過散射繼續(xù)傳播的現(xiàn)象.衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象,一切波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象.發(fā)生明顯衍射的條件是孔徑、障礙物尺寸小于波長(zhǎng)或者與波長(zhǎng)相差不大.7.【答案】 D   【解析】A、縫的寬度d越小,衍射條紋越寬,但亮度變暗.故A錯(cuò)誤;B、縫的寬度d越小,衍射條紋越寬,衍射現(xiàn)象越明顯,故B錯(cuò)誤;C、縫的寬度d越小,光的傳播路線越偏離直線,故C錯(cuò)誤;D、入射光的波長(zhǎng)越短,衍射條紋越小,衍射現(xiàn)象越不明顯;入射光的波長(zhǎng)越大,衍射現(xiàn)象越明顯.故D正確;故選:D【分析】要使發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,必須使得孔或阻礙物的尺寸比水波的波長(zhǎng)要小得多或相差不大.8.【答案】 C   【解析】根據(jù)光是概率波的概念,對(duì)于一個(gè)光子通過單縫落在何處,是不確定的,但由題意知中央亮條紋,故概率最大落在中央亮紋處,也有可能落在暗紋處,但是落在暗紋處的幾率很小,綜上所述,只有C的敘述準(zhǔn)確,故ABD錯(cuò)誤,C正確.故選:C【分析】首先知道光是概率波,根據(jù)光是概率波的概念,對(duì)于一個(gè)光子通過單縫落在何處,是不確定的.9.【答案】 D   【解析】AC.由題可知該現(xiàn)象為光的衍射現(xiàn)象,AC不符合題意; BD.線狀白熾燈發(fā)出的光是復(fù)色光,其中各種色光的波長(zhǎng)不同,產(chǎn)生的單縫衍射的圖樣中條紋寬度和間距都不相同,因此各單色光的亮條紋或暗條紋不能完全重疊在一起,所以形成彩色條紋,B不符合題意,D符合題意。故答案為:D。  【分析】當(dāng)光的傳播受到限制后,傳播方向會(huì)發(fā)生偏著,即衍射,當(dāng)孔的大小與波長(zhǎng)相近時(shí),衍射現(xiàn)象比較明顯。10.【答案】 A   【解析】BD.因?yàn)楦缮鎴D樣為等寬度的亮暗條紋,a圖是衍射圖像,所以BD不符合題意; AC.衍射發(fā)生的條件是縫隙寬度小于光的波長(zhǎng)才能有清晰的衍射圖像,如果縫隙寬度過大會(huì)觀察不到衍射圖像,光會(huì)沿直線傳播,根據(jù)圖像信息可知,a孔直徑小于b孔直徑,故答案為:項(xiàng)A符合題意B不符合題意。故答案為:A。  【分析】利用干涉和衍射圖像的特點(diǎn)可以判別對(duì)應(yīng)的圖像和直徑的特點(diǎn)。11.【答案】 D   【解析】A項(xiàng):甲、乙、丙實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋均為干涉條紋,而丁實(shí)驗(yàn)是光的衍射條紋,A不符合題意; B項(xiàng):甲實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的條紋為等距條紋,而乙是牛頓環(huán),空氣薄層不均勻變化,則干涉條紋間距不相等,B不符合題意;C項(xiàng):根據(jù)干涉條紋間距公式 ,丙實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生的條紋間距越大,則波長(zhǎng)越長(zhǎng),那么頻率越短,C不符合題意;D項(xiàng):丁實(shí)驗(yàn)中,產(chǎn)生的明暗條紋間距不相等,且通過單縫,則為光的衍射條紋,D符合題意。故答案為:D  【分析】丁圖是單縫衍射條紋;甲乙由于空氣層不均勻所以條紋間距不相等;條紋間距大,光的波長(zhǎng)大小頻率則比較小。12.【答案】 D   【解析】A、該實(shí)驗(yàn)觀察電子的衍射圖樣,衍射現(xiàn)象說明粒子的波動(dòng)性,A不符合題意; B、電子束通過電場(chǎng)加速,由動(dòng)能定理可得: ,故有: ,所以,實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波的波長(zhǎng)為: ,B不符合題意;C、由B可知:加速電壓U越大,波長(zhǎng)越小,那么,衍射現(xiàn)象越不明顯,C不符合題意;D、若用相同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子,質(zhì)量變大,那么粒子動(dòng)量 變大,故德布羅意波的波長(zhǎng) 變小,故衍射現(xiàn)象將不明顯,D錯(cuò)誤,符合題意。故答案為:D  【分析】當(dāng)光的傳播受到限制后,傳播方向會(huì)發(fā)生偏著,即衍射,當(dāng)孔的大小與波長(zhǎng)相近時(shí),衍射現(xiàn)象比較明顯。13.【答案】 C   【解析】A 用光導(dǎo)纖維傳播信號(hào),是利用了光的全反射原理,A正確,不符合題意; B 光的偏振是光沿特定方向振動(dòng)且與傳播方向相垂直,則光的偏振說明是一種橫波,B正確,不符合題意;C 通過兩枝鉛筆的狹縫所看到的遠(yuǎn)處日光燈的彩色條紋,這是光的衍射現(xiàn)象,C錯(cuò)誤,符合題意;D 在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由黃光改為綠光,波長(zhǎng)變短,則條紋間距變窄,D正確,不符合題意。故答案為:C。  【分析】?jī)芍汇U筆的夾縫看到的彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象;波長(zhǎng)變短時(shí)條紋間距變小。14.【答案】 B   【解析】A.中央條紋寬,是單縫衍射的圖樣。A不符合題意。B.光從空氣射入水中發(fā)生折射時(shí),入射角大于折射角,魚的實(shí)際位置比人看到的要深。B符合題意。C.紫光的折射率比紅光大,相同入射角,當(dāng)光從玻璃射入空氣時(shí),紫光的折射角大,a光束是紫光,b光束是紅光。紅光的波長(zhǎng)長(zhǎng),干涉條紋間距大。C不符合題意。D.光從玻璃射入空氣里時(shí)入射角小于折射角,故其入射角是30°.D不符合題意;故答案為:B。【分析】圖乙可以利用光的折射畫圖求解,需要注意的是人的眼睛總是認(rèn)為光是沿直線傳播的。15.【答案】 C   【解析】紅、黃、綠、藍(lán)四種單色光的頻率依次增大,光從真空進(jìn)入介質(zhì),頻率不變,B錯(cuò)。由色散現(xiàn)象,同一介質(zhì)對(duì)頻率大的光折射率大,A錯(cuò)。頻率大的光在真空中和介質(zhì)中的波長(zhǎng)都小,藍(lán)光的波長(zhǎng)最短,C正確。頻率大,光子能量大,紅光光子的能量最小,D錯(cuò)。【分析】根據(jù)能量子的關(guān)系式分析。16.【答案】 D   【解析】解:波在介質(zhì)中傳播時(shí)波速是由介質(zhì)決定的,與波的頻率無關(guān),所以改變波的頻率不會(huì)改變波速,但由v=λf可知,當(dāng)波速一定時(shí),減小頻率則波長(zhǎng)增大,而發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔、縫的尺寸比波長(zhǎng)小或相差不多,所以縮小障礙物的尺寸,同時(shí)減小波的頻率會(huì)使衍射現(xiàn)象更明顯,D選項(xiàng)正確.故選:D【分析】要使發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,必須使得孔或阻礙物的尺寸比水波的波長(zhǎng)要小得多或相差不大.二、綜合題17.【答案】 1)解:小孔的直徑大小決定屏上的現(xiàn)象.當(dāng)孔的直徑較大,比光的波長(zhǎng)大得多時(shí),光的衍射極不明顯,光沿直線傳播;當(dāng)孔的直徑很小,可以與光波的波長(zhǎng)相比時(shí),光的衍射現(xiàn)象明顯.  當(dāng)圓孔的直徑為1cm時(shí),在光屏上只能看到與圓孔形狀相同的亮斑.這是光沿直線傳播的結(jié)果 2)解:當(dāng)圓孔的直徑為1mm時(shí),在光屏上能看到單色光源倒立的像.這是小孔成像,也是光沿直線傳播的結(jié)果3)解:當(dāng)圓孔的直徑為0.5 μm時(shí),在光屏上能看到衍射條紋.這是由于小孔尺寸與光波的波長(zhǎng)差不多,光發(fā)生明顯衍射的結(jié)果   【解析】【分析】用點(diǎn)光源S照射小孔,當(dāng)小孔直徑較大時(shí)光直線傳播,隨著孔直徑的逐漸減小,光會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,形成明暗相間的同心圓環(huán).18.【答案】 1AC2BD3)紅光、紫光、藍(lán)光、黃光   【解析】解:雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋,所有條紋寬度相同且等間距,故從左邊兩個(gè)是雙縫干涉現(xiàn)象,根據(jù)雙縫干涉條紋間距△x= λ可知波長(zhǎng)λ越大,△x越大,故A第一個(gè)是紅光,C是藍(lán)光.  單縫衍射條紋是中間明亮且寬大,越向兩側(cè)寬度越小越暗,而波長(zhǎng)越大,中央亮條紋越粗,故D為黃光單縫衍射圖樣.故從左向右依次是紅光(雙縫干涉)、紫光(單縫衍射)、藍(lán)光(雙縫干涉)和黃光(單縫衍射).故答案為:(1AC;(2BD;(3)紅光、紫光、藍(lán)光、黃光.【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋間距△x= λ可判定哪個(gè)圖樣是雙縫干涉,它們的波長(zhǎng)又有什么關(guān)系;根據(jù)單縫衍射條紋是中間亮條紋明亮且寬大,越向兩側(cè)寬度越小,而波長(zhǎng)越大,中央亮條紋越粗進(jìn)行判斷.19.【答案】 1)從四張照片的單縫衍射圖樣可以看出,由圖甲到圖丁,衍射現(xiàn)象越來越明顯,說明兩測(cè)量腳間的狹縫越來越小,因此由圖甲到圖丁四張照片對(duì)應(yīng)的兩測(cè)量腳間的寬度越來越小。 2)圖丁中中央 條紋的顏色為白色,因?yàn)楦鞣N色光在屏中央均為亮條紋,七色光疊加后,中央條紋即為白色。【解析】【分析】如何分析干涉、衍射圖樣在分析干涉、衍射圖樣時(shí),主要注意圖樣條紋寬度的情況:若條紋寬度相等,則是干涉條紋;若中間條紋最寬,兩邊越來越窄,則是衍射條紋。

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