4.5光的衍射新学期同步练习基础过关--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
1.一单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上,可观察到的图像是( )
A.
B.
C.
D.
2.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
3.某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,分别选用红色和绿色滤光片做实验,得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是( )
A.
B.
C.
D.
4.下列说法中正确的是( )
A.物体做受迫振动达到稳定后,物体振动的频率等于物体的固有频率
B.通过超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度,是利用了多普勒效应
C.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小时,才能发生衍射现象
D.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波,叫作横波
5.如图, 分别为两束波长的单色光经过同一实验装置得到的图样, 则( )
A. 为干涉图样, B. 为干涉图样,
C. 为衍射图样, D. 为衍涉图样,
6.用单色激光照射间距不同的双缝和宽度不等的单缝时,得到下图所示的图样。以下判断正确的是( )
A.只有甲是双缝干涉图样 B.形成丙衍射图样的单缝比丁的更窄
C.只有乙、丙是单缝衍射图样 D.乙是图示中最明显的衍射现象图样
7.下列光现象中,光学原理与其他各项不同的是( )
A.光照射肥皂膜得到的图样
B.泊松亮斑
C.光照射针尖得到的图样
D.光通过圆孔得到的图祥
8.如图是甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样,对此实验分析正确的是( )
A.甲光衍射本领更强 B.在水中乙光的传播速度大
C.光由玻璃射向空气时,乙光更易发生全反射 D.减小实验中的双缝间距,目镜中的条纹数会增加
9.下列光的实验图样中,属于单色光双缝干涉图样的是( )
A. B.
C. D.
10.a、b两束平行激光垂直于表面射入截面为等腰直角三角形(截面如图)的玻璃砖,其中b束激光在出射面上发生全反射,下列关于这两束激光的说法中不正确的是( )
A.a光在此玻璃砖内传播速度更大
B.该玻璃砖对a光的折射率大于
C.a光对微小障碍物的衍射现象更明显
D.a光和b光分别通过杨氏双缝干涉装置的两个狭缝,不能产生干涉现象
二、多选题,共5小题
11.下列说法正确的是( )
A.只有频率相同、相位差恒定的两束光才能产生明显的衍射现象
B.两只完全相同的灯泡发出的两束光能产生稳定的干涉现象
C.如果光的波长与障碍物的尺寸相差不多,则能产生明显的衍射现象
D.泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽
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.如图所示,一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向玻璃砖,通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。下列说法正确的是( )
A.若增大入射角i,则B光先消失
B.在玻璃中A光的速度比B光的大
C.通过狭缝时,A光比B光更容易发生衍射现象
D.用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验,A光的干涉条纹间距比B光的小
14.下列说法正确的是( )
A.近期,江西赣州的朱向阳老师对着高脚玻璃酒杯一声长吼,玻璃杯应声而破的视频在网上热传。玻璃杯应声而破,产生这一现象的原因是共振
B.在单缝衍射现象中,缝越窄,照射光频率越高,则衍射现象越明显
C.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹,属于光的干涉现象
D.在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态、观察者的运动状态都有关
15.如图,为生活中遇到的各种波,以下关于波的说法正确的是( )
A.声波可以发生多普勒效应
B.wifi信号的传播需要介质
C.丙图是泊松亮斑图样
D.月全食时的红月亮是光的散射和衍射现象
三、填空题,共3小题
16.光通过单缝发生衍射时,衍射条纹是一些________的条纹,中央条纹最________、最________,离中央条纹越远,亮条纹的宽度越_________,亮度越________.
17.光通过狭缝,当缝较宽时观察到__________,当缝较窄时观察到__________,在不透明的圆板阴影中心有一亮斑,就是著名的__________亮斑,这也是光的__________现象,它说明了光沿直线传播只是一种__________规律,当____________________时就不再沿直线传播了.
18.如图所示是通过游标卡尺两测脚间的狭缝观察白炽灯光源时所拍下的四张照片,这四张照片表明了光通过狭缝后形成的图样。从照片甲到丁的图样分析可知,游标卡尺两测脚间的宽度由___________变___________(均选填“大”或“小”),照片丁中央条纹的颜色应是___________色。
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.分析以下现象产生的原因:
(1)通过盛水的玻璃杯,在适当的角度,可看到彩色光;
(2)隔着帐幔看远处的灯,见到灯周围辐射彩色的光芒;
(3)光线照在花布上,可以看见花布上的图样。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.A
【详解】
单色光的单缝衍射图样中间条纹最亮最宽,然后向两边变暗变窄,而双缝则是明暗条纹间距相同。
故选A。
2.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。
3.A
【详解】
干涉图样是间距相等明暗相间的条纹,而衍射条纹明暗间距不相等,因此AB选项是干涉图样,而CD选项是衍射图样;由于红光的波长大于绿光的波长,根据可知,红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽。
故选A。
4.B
【详解】
A.物体做受迫振动达到稳定后,物体振动的频率等于驱动力的频率,故A错误;
B.通过超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度,是因为波源与观察者之间的相对位置发生了变化,接收到的波频率变化,是利用了多普勒效应,故B正确;
C.缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大时,也可发生衍射现象,只是不明显,故C错误;
D.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波,叫作纵波,故D错误。
故选B。
5.C
【详解】
从图像上可以看出条纹间距不相等,所以应该是衍射图样,并且a的条纹间距大于b的条纹间距;根据波长越长,衍射条纹间距越宽,可知,a对应光的波长较长。
故选C。
6.B
【详解】
AD.单缝衍射条纹中间宽、两边窄,呈现不等间距.双缝干涉条纹等宽、等间距,则甲、乙两图是干涉条纹,丙、丁是衍射条纹。故AD错误;
BC.丙、丁两图是衍射条纹,而随着缝间距越小,衍射条纹越大,则形成丙衍射图样的单缝比丁的更窄。故B正确,C错误。
故选B。
7.A
【详解】
A图象是由于光的干涉形成的,BCD图象是由于光的衍射形成的。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.B
【详解】
A.根据双缝干涉条纹的间距公式
结合干涉图样,可知甲的波长较小,乙的波长较大,故乙光衍射本领更强,故A错误;
B.乙光波长较大,则频率较小,水中的折射率较小,根据
可知乙光在水中的传播速度大,故B正确;
C.由于甲光折射率大,乙光折射率小,根据全反射的临界角
可知,甲的临界角小,乙的临界角大,当光由玻璃射向空气时,甲光更易发生全反射,故C错误;
D.减小实验中的双缝间距d,根据
可知,条纹间距变大,则目镜中的条纹数会减少,故D错误。
故选B。
9.A
【详解】
单色光双缝干涉图样出现的是明暗相间的等间距的条纹,如图A;单缝衍射出现中间宽,两边窄的明暗相间的条纹,如图B,而D图案是复色光单缝衍射图案,出现的是彩色条纹;C图案是小孔衍射图案。
故选A。
10.B
【详解】
A.因为b光能在界面发生全反射,可知b光临界角较小,折射率较大,则a光的折射率较小,根据公式
a光在此玻璃砖内传播速度更大,故A正确;
B.由题意可知,a光的临界角大于45°,根据公式可知
即该玻璃砖对a光的折射率小于,故B错误;
C.因a光的频率小,波长大,则a光对微小障碍物的衍射现象更明显,故C正确;
D.因为a、b两种光的频率不同,则a光和b光分别通过杨氏双缝干涉装置的两个狭缝,不能产生干涉现象,故D正确。
故选B。
11.CD
【详解】
A.频率相同、相位差恒定是光发生干涉的条件,不是发生明显衍射的条件,A错误;
B.即使是同一光源上不同部分发出的光,也不一定能发生稳定的干涉,更不用说是两个独立的灯泡发出的光了,B错误;
C.发生明显行射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与光的波长相差不太大,或者比光的波长小,当光的波长比障碍物或孔的尺寸大时,衍射会更明显,因此C正确;
D.由泊松亮斑图样知D正确。
故选CD。
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.BC
【详解】
AB.由图可知两种单色光入射角相同时,B光的折射角小于A光的折射角,根据
可知B光的折射率大于A光的折射率,根据
可知在玻璃中B光的速度比A光的小,由于光由空气射向玻璃砖,增大入射角i,A光和B光都不会消失,故选项A错误、B正确;
C.根据折射率与光的频率的关系可知,B光的频率大于A光的频率,光的频率越小,波长越长,光的波动性越明显,光的衍射现象越明显,所以通过狭缝时 A光比B光更容易发生衍射现象,故选项C正确;
D.B的折射率大,B光的波长小于A光,由公式
可知它们分别通过同一双缝干涉装置,A光的干涉条纹间距比B光的大,故选项D错误;
故选BC。
14.AC
【详解】
A.玻璃杯应声而破是因为发生了共振现象,故A正确;
B.在单缝衍射现象中,当缝越窄时衍射现象越明显,对光波言,波长越长的光,其衍射越容易发生,现象越明显,故B错误;
C.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线,相互叠加产生的现象,这是光的薄膜干涉造成的,故C正确;
D.根据光速不变原理可知,真空中的光速为定值,与光的频率、光源的运动状态均无关,故D错误。
故选AC。
15.AD
【详解】
A.声波可以发生多普勒效应,A正确;
B.wifi信号是电磁波,其传播不需要介质,B错误;
C.丙图是衍射图样,泊松亮斑是一个很小的亮点,C错误;
D.月全食时的红月亮是太阳光被大气层散射后照射到月球上,被月球反射后射向地面,由于红光的波长最长,衍射能力最强,传播最远,到达地面时红光最多,所以我们看到的是红月亮,是光的散射和衍射现象,D正确。
故选AD。
16.明暗相间 亮 宽 小 低
【详解】
光通过单缝发生衍射时,衍射条纹是一些明暗相间的条纹,中央条纹最亮、最宽,离中央条纹越远,亮条纹的宽度越小,亮度越低.
17.直线传播 衍射现象 泊松 衍射 近似 障碍物或孔的尺寸较小
【详解】
光通过狭缝,当缝较宽时观察到直线传播;
由衍射条件可知,当障碍物的尺寸与波长相差不多或小得多时,能发生明显衍射,所以当缝较窄时观察到衍射现象;
在不透明的圆板阴影中心有一亮斑,就是著名的泊松亮斑,这也是光的衍射现象,它说明了光沿直线传播只是一种近似规律,当障碍物或孔的尺寸较小时能发生衍射现象,这时就不再沿直线传播了
18.大 小 白
【详解】
[1][2][3]光在直线传播情况下,缝宽变窄,光屏上亮条纹变窄,从照片甲到照片乙就是这种情况;照片丙中已发生了明显的行射现象,说明从照片乙到照片丙,窄缝进一步变窄;从照片丙到照片丁可见行射条纹变多,中央亮条纹变宽,说明窄缝更窄。因此,从照片甲到照片丁,游标卡尺两测脚间的宽度由大变小。由于入射光是白光,所以衍射条纹的中央亮条纹是白色的,其两侧是彩色的条纹。
19.会观察到中央为亮圆,周围为彩色的圆环
【详解】
略
20.(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析;
【详解】
(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射,在适当的角度,各色光分离较大,可看到彩色光。
(2)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙,产生衍射,因此可见到灯周围辐射彩色的光芒。
(3)光线照在花布上看见花布的图样,是由于光的反射与吸收的结果。花布是由各种颜色的花纹组成的,当白光照在花布上时,红色花纹反射红色光,吸收其他颜色的光,这样我们在该位置只看到红色,同理可以看到各种花纹反射的各种颜色的光,这样就可以看到花布的图样。答案第1页,共2页
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