4.5光的衍射同步练习基础过关--2021_2022学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修一
练习
一、单选题,共10小题
1.在下列情况下,发生的是光的哪一种现象,说法错误的是( )
A.通过狭缝看日光灯可见彩色花纹,是光的衍射现象
B.通过三棱镜看书上的字的边缘有彩色,是光的色散现象
C.阳光下,水面上的油膜会出现彩色花纹,是偏振现象
D.增透膜是利用光的干涉现象来使反射光的强度减至最小的
2.下列说法正确的是( )
A.泊松亮斑是光的衍射现象
B.受迫振动的物体总以它的固有频率振动
C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的干涉现象
D.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
3.以下是对一些生活中的现象进行的解,你认为不正确的是( )
A.太阳光下的肥皂泡呈现出五彩缤纷的颜色,是因为太阳光经肥皂液薄膜发生了干涉现象
B.“海市蜃楼”是因为大气密度不均匀,物体反射的太阳光发生了色散现象
C.用手把两片无色透明的玻璃片捏在一起,阳光下能看到彩色花纹,是因为光产生了干涉现象
D.用两支铅笔夹成一条狭缝,将眼睛紧贴着狭缝观看远处的日光灯管或线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝)可以看到彩色条纹,是因为发生了衍射现象
4.下列实验现象或应用中,与光的波动性无关的是( )
A. B.
C. D.
5.下列说法正确的是( )
A.轮船航行时通过改变航向,使波浪冲击力的方向与轮船摇摆的方向不一致,同时改变航速,使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率,这是应用共振规律防止共振
B.平静的水面上任意位置放一片纸屑,用笔尖轻点水面,纸屑会随着水波向外传播而向外运动
C.制作透射光栅要在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等间距的平行刻痕,这些刻痕就相当于透光的狭缝
D.可见光的波长在400-760 nm之间,太阳辐射的能量集中在可见光这一个区域
6.如图所示,某同学在水槽底部点先后放置两个单色点光源1、2,他在水面上先后观察到两个圆形发光区域。放置光源1时,发光区域的直径为,放置光源2时,发光区域的直径为。水面上方可认为是真空区域,水的深度为,下列说法正确的是( )
A.在真空中,光源1所发光的波长小于光源2所发光的波长
B.光源2所发的光比光源1所发的光更容易发生衍射现象
C.在水中,光源1所发光的传播速度小于光源2所发光的传播速度
D.水对光源1所发光和光源2所发光的折射率之比为
7.在旅游景点经常见到人造彩虹,彩虹是太阳光射入球形水珠经折射、内反射、再折射后形成的,其光线传播路径如图所示,图中的圆面代表水珠过球心的截面,太阳光平行截面射入球形水珠后,最后出射光线a、b分别代表两种不同颜色的光线,则a、b两光相比较( )
A.水珠对a光的折射率小于对b光的折射率
B.在同一介质中,a光的传播速度大
C.分别照射同一狭縫,a光通过狭缝时的衍射现象更明显
D.从水中射入空气时,b光发生全反射的临界角更大
8.下列说法正确的是( )
A.纵波传播时,其振动方向与传播方向相互垂直
B.做简谐运动的物体,在其平衡位置加速度一定为0
C.两列波发生干涉时,其振动减弱的点,位移不一定为0
D.要使波发生明显的衍射,障碍物的尺寸比波的波长大得多
9.如图所示,一束复色光由某介质射入真空后分解为a、b两束单色光。以下说法正确的是( )
A.真空中,a光的波长比b光的大
B.真空中,a光的传播速度比b光慢
C.a光和b光相遇,会发生光的干涉现象
D.a、b通过相同的单缝衍射实验装置,a光的中央亮条纹较窄
10.若甲、乙两束单色光,经过同一单缝后的衍射图样如甲、乙所示。则下列说法正确的是( )
A.若单缝宽度变窄,则两种衍射条纹宽度均变窄,条纹亮度也变暗
B.若单缝宽度变窄,则两种衍射条纹宽度都变宽,条纹亮度也变亮
C.在同一介质中传播,甲光比乙光的传播速度小
D.甲光和乙光以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是甲光
二、多选题,共5小题
11.关于光的干涉、衍射及其应用,下列说法正确的是( )
A.在光的干涉和衍射现象中,都呈现明暗相间的条纹或彩色条纹,因此干涉现象和衍射现象是相同的
B.泊松亮斑是衍射现象
C.阳光照射下,树影中呈现的一个个小圆斑是光的衍射现象
D.肥皂泡看起来是彩色的,这是光的干涉现象
12.下列说法正确的是( )
A.通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管,会看到彩色条纹,这是光的衍射现象
B.减小游标卡尺两个卡脚之间狭缝的宽度,单色线光源通过狭缝产生的衍射条纹中央亮纹变窄
C.太阳光通过三角形孔,当孔缩小时,先形成三角形光斑,最后形成太阳的像
D.透过羽毛观察白炽灯,会看到彩色光晕,这是光的衍射
E.减小不透光的挡板上的狭缝宽度,单色线光源通过狭缝产生的衍射现象更明显
13.两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖,O是圆心,MN是法线,PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r。下列说法正确的是( )
A.乙光以入射角i入射时一定发生全反射
B.甲光在玻璃砖中的临界角C满足
C.甲光的频率大于乙光频率
D.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,PQ上可能接收不到甲光
14.下列不属于光的衍射现象的是( )
A.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹
B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D.眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
15.现有a、b两束光通过同一狭缝,分别产生了如图甲和乙所示的衍射图样,则下列说法正确的是( )
A.a光的波长小于b光
B.若用a光照射某金属板产生了光电效应,则用b光照射该板一定会产生光电效应
C.将a、b两束光分别通过同一杨氏双缝干涉仪,条纹间距较大的是a光
D.将分别能发出a光和b光的两个点光源安装在水下同一深度,水面上的人从光源的正上方看下去,感觉到a光的深度大
三、填空题,共3小题
16.如图所示,当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时,在圆盘后面屏上的阴影中心出现了一个亮斑,被称为泊松亮斑,这是光的_______现象,这一实验有力地支持了光的_________说。
17.用单色平行光照射狭缝,当缝很窄时,光没有沿直线传播,它绕过了缝的边缘,传播到了_______的地方.这就是光的衍射现象。
18.凡是波都具有衍射现象,而把光看做直线传播的条件是_______,要使光产生明显的衍射的条件是______。
四、解答题,共2小题
19.用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔,用眼睛通过小孔观察太阳光,会观察到什么现象?
20.在挡板上安装一个宽度可以调节的狭缝,缝后放一个光屏。用平行单色光照射狭缝,当缝的宽度较小时,我们会从光屏上看到衍射条纹。此时,如果进一步调小狭缝的宽度,所看到的衍射条纹有什么变化?做这个实验,看你的判断是否正确。也可以用游标卡尺两个卡脚之间的缝隙做单缝,用眼睛通过这个单缝观察线状光源。
试卷第2页,共2页
试卷第1页,共1页
参考答案
1.C
【详解】
A.通过狭缝看日光灯可见彩色花纹,属于单缝衍射,是光的衍射现象。故A正确,与题意不符;
B.通过三棱镜看书上的字的边缘有彩色,是光的色散现象。故B正确,与题意不符;
C.阳光下,水面上的油膜会出现彩色花纹.是薄膜干涉现象。故C错误,与题意相符;
D.增透膜是利用光的干涉现象来使反射光的强度减至最小的。故D正确。与题意不符。
故选C。
2.A
【详解】
A.泊松亮斑是光的衍射现象,选项A正确;
B.受迫振动的物体总以它的驱动力的频率振动,选项B错误;
C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的折射造成的色散现象,选项C错误;
D.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象,选项D错误。
故选A。
3.B
【详解】
A.太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹,这是光的薄膜干涉现象,A正确,不符合题意;
B.海市蜃楼是光的全反射,故B错误,符合题意;
C.将两块平玻璃片紧紧捏在一起,会从玻璃片面上看到许多彩色花纹,是薄膜干涉产生的,C正确,不符合题意;
D.通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯,会看到彩色条纹,是衍射现象,故D正确,不符合题意;
故选B。
4.D
【详解】
A.这是单缝衍射实验,与光的波动性有关,A错误;
BC.这是薄膜干涉实验装置,与光的波动性有关,BC错误;
D.这是光的色散实验,与光的波动性无关,D正确。
故选D。
5.A
【详解】
A.当驱动力的频率等于固有频率时,振动的幅度最大,达到共振。轮船航行时通过改变航向,使波浪冲击力的方向与轮船摇摆的方向不一致,同时改变航速,使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率,这是应用共振规律防止共振,A正确;
B.平静的水面上任意位置放一片纸屑,用笔尖轻点水面,纸屑只会在平衡位置附近往复运动,不会随着水波向外传播而向外运动,B错误;
C.制作透射光栅要在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等间距的平行刻痕,那些没有刻痕地方相当于透光的狭缝,C错误;
D.可见光的波长在400-760 nm之间,太阳辐射的能量除了可见光之外还有红外线,紫外线等区域,D错误。
故选A。
6.D
【详解】
AB.由题图可知光源1所发光的临界角较大,所以其折射率较小,频率较小,在真空中的波长较长,更容易发生衍射现象,AB错误;
C.由可知,在水中光源1所发光的传播速度大于光源2所发光的传播速度,C错误;
D.由折射定律可分别有
解得
所以
D正确。
故选D。
7.D
【详解】
A.由光路图可知,a光的偏折较大,a光的折射率大于b光的折射率,A错误;
B.根据
可知,a光折射率大,在同一种介质中速度较小,B错误;
C. a光的折射率大于b光的折射率,a光的频率大于b光的频率,根据
可知,a光的波长小于b光的波长,b光发生衍射现象更明显,C错误;
D.根据
可知,b 光发生全反射的临界角更大,D正确;
故选D。
8.C
【详解】
A.纵波传播时,其振动方向与传播方向相互平行,故A错误;
B.做简谐运动的物体,在其平衡位置加速度不一定为0,在如单摆模型在平衡位置时,合力不为零,其加速度也不为零;故B错误;
C.两列波发生于涉时,其振动减弱的点,位移不一定为0,两列波的振幅相等时,位移为0;振幅不相等,则位移不为0,故C正确;
D.障碍物的尺寸比波的波长小得多将发生明显的衍射现象,故D错误。
故选C。
9.D
【详解】
A.由图看出,a光的偏折程度大于b光的偏折程度,则a光的折射率大于b光的折射率,所以a光的频率大于b光的频率,真空中a光的波长比b光的小,选项A错误;
B.真空中,a光和b光的传播速度相同,选项B错误;
C.a光的频率大于b光的频率,频率不同的两列光相遇不会发生光的干涉现象,选项C错误;
D.a光的波长小,波动性比b光弱,则知a、b通过相同的单缝衍射实验装置,a光的衍射条纹较小,选项D正确。
故选D。
10.C
【详解】
AB.若单缝宽度变窄,则两种衍射条纹宽度都变宽,因为通过的光变少,所以亮度变暗。AB错误;
C.甲、乙两束单色光,经过同一单缝后乙光的中央亮条纹较宽,说明乙光波长较长,则在同一介质中乙光的折射率较小,根据
可知,甲光比乙光的传播速度小。C正确;
D.乙光的折射率较小,根据
所以乙光的临界角较大,则甲光和乙光以相同的入射角从水中射入空气,在空气中只能看到一种光时,一定是乙光。D错误。
故选C。
11.BD
【详解】
A.光的干涉和衍射虽然有很多共性,但属于不同的光现象,故A错误;
B.泊松亮斑是很小的圆斑,是光衍射产生的,故B正确;
C.阳光照射下,树影中呈现一个个小圆斑,属于小孔成像,故C错误;
D.肥皂泡看起来是彩色的,是光的干涉引起的,故D正确。
故选BD。
12.ADE
【详解】
ADE.当缝的宽度与光的波长差不多或比波长小时,会发生明显的衍射,且缝的宽度越小,衍射现象越明显,ADE正确;
B.光的波长不变时,狭缝越窄,衍射时中央亮纹越宽,B错误;
C.当三角形孔减小时,太阳光通过它先形成影,然后是小孔成像,当其尺寸与光的波长差不多时,会出现衍射图样,C错误。
故选ADE。
13.BD
【详解】
AC.根据单缝衍射图样图甲、乙对比可知,甲光衍射现象明显,说明甲光的波长比乙光的长,甲光的频率比乙光的小,对同一种介质,甲的折射率小。根据全反射的临界角
可知甲的临界角大,乙的临界角小,当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r,可知当乙光以i入射时可能大于乙的临界角,也可能小于临界角,即不一定会发生全反射,AC错误;
B.对甲光的折射,由折射定律有
根据
得
B正确;
D.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,随i的增大,如果入射角大于甲的临界角时发生全反射,所以PQ上可能接收不到甲光,D正确。
故选BD。
14.AD
【详解】
A.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹,是光线绕过障碍物传播的现象,属于光的衍射现象,故A正确;
B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹,是属于薄膜干涉现象,故B错误;
C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹,时由于光发生了色散现象即属于光的折射现象,故C错误;
D.眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹,是光线绕过障碍物传播的现象,属于光的衍射现象,故D正确。
故选AD。
15.BCD
【详解】
A.由衍射图样可知,a光的衍射比较明显,则a光的波长较长,选项A错误;
B.a光的波长较长,则频率较小,若用a光照射某金属板产生了光电效应,则用b光照射该板一定会产生光电效应,选项B正确;
D.a光频率较小,则折射率较小,折射率越小,则由水中射向空气时偏折程度越小,则视深越大,选项D正确;
C.将a、b两束光分别通过同一杨氏双缝干涉仪,根据
和a光波长长,可知条纹间距较大的是a光,选项C正确。
故选BCD。
16.衍射 波动
【详解】
[1]当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时,在圆盘后面屏上的阴影中心出现了一个亮斑,被称为泊松亮斑,光偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播,这是光的衍射现象。
[2]衍射现象是波特有的现象,这一实验有力地支持了光的波动说。
17.相当宽
【详解】
略
18.见解析 见解析
【解析】
【详解】
[1]光看做直进的条件是障碍物与孔的尺寸比波长大得多;
[2]要使光产生明显衍射的条件是障碍物与孔的尺寸与波长差不多或比波长小。
19.会观察到中央为亮圆,周围为彩色的圆环
【详解】
略
20.调小狭缝的宽度时,我们看到衍射条纹宽度增大。
【详解】
单色光的波长一定,当光经过狹缝时发生衍射,继越小,衍射现象越明显,所以调小狭继的宽度时,我们看到衍射条纹宽度增大。
故答案为:调小狭缝的宽度时,我们看到衍射条纹宽度增大。答案第1页,共2页
答案第1页,共2页