5.3光的衍射 专项测试（Word版含答案）

5.3、光的衍射
一、选择题（共16题）
1．我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光（ ）．
A．比其他可见光更容易发生干涉
B．比其他可见光更容易发生衍射
C．比其他可见光的光子能量大
D．比其他可见光更容易发生光电效应
2．下列现象中，属于光的衍射现象的是（　　）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．镀膜后，望远镜的镜头透入光的亮度增强
D．医院手术室使用无影灯
3．如图所示，a、b两种单色光平行地射到平行板玻璃，经玻璃后射出的光线分别为a′、b′，两者间距变窄．下列说法正确的是
A．光线a在玻璃中的折射率比光线b大
B．光线a在玻璃中的传播速度比光线b小
C．做双缝干涉实验时，用光线a产生的干涉条纹间距比b大
D．光线b比a容易产生明显的衍射现象
4．在水下同一深度有两个不同颜色的点光源P、Q，已知P在水面形成的亮斑区域大于Q在水面形成的亮斑区域，以下说法正确的是
A．P光的频率大于Q光的频率
B．P光在水中的传播速度小于Q光在水中的传播速度
C．P光的临界角大于Q光的临界角
D．同一单缝衍射装置，P光的中央亮纹宽度比Q光的小
5．抽制高强度纤维细丝时可用激光监测其粗细。如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化。这一过程利用了光的（　　）
A．干涉现象 B．衍射现象
C．折射现象 D．色散现象
6．下列说法错误的是（ ）
A．考虑相对论效应，长度、时间的测量结果都随物体与观察者相对运动状态而改变
B．一切物理规律在不同的惯性系中是平权的
C．圆屏阴影中心的亮斑（泊松亮斑）是光波叠加造成的
D．在光的双缝干涉实验中，条纹间距与缝的宽度成正比
7．为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，，由、两种单色光组成的细光束从空气垂直于射入棱镜，经两次反射后光线垂直于射出，且在、边只有光射出，光路图如图所示，则、两束光（　　）
A．相同条件下，光比光更容易发生衍射
B．在棱镜内，光的传播速度比光的小
C．以相同的入射角从空气斜射入水中，光的折射角较小
D．分别通过同一双缝干涉装置，光的相邻亮条纹间距小
8．在五彩缤纷的大自然中，我们常常会见到一些彩色光现象，下列现象中，属于光的衍射现象的是（　　）
A．雨后天空出现彩虹
B．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色
C．雨后公路上的油膜在阳光照射下出现彩色条纹
D．通过一狭缝观察日光灯看到彩色条纹
9．研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图样。下列说法正确的是（　　）
A．挡板上有两条平行的狭缝
B．减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄
C．增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄
D．将红色激光换成蓝色激光，中央亮条纹将变窄
10．下列有关光现象的理解，正确的是（　　）
A．光导纤维丝内芯材料的折射率应比外套材料的折射率大
B．汽车尾灯为红色，是因为红光比其它可见光波长长，易发生干涉
C．照相机镜头镀上一层增透膜，是为了使拍摄的景物呈淡紫色
D．泊松亮斑是光的干涉现象
11．以下对衍射现象的定性分析中，不正确的是（　　）
A．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物发生弯曲传播的现象
12．下列说法正确的是（　　）
A．两个普通光源发出的光也能发生干涉现象，只是由于现象不明显，不容易观察到
B．生活中的多普勒效应是很常见的，汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到音调变高，这就是声波的多普勒效应
C．狭义相对论的第一个基本假设：力学规律在任何惯性系中都是相同的
D．分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽
13．下列现象中，属于光的衍射现象的是（　　）
A．雨后天空出现彩虹 B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．镀膜后，望远镜的镜头透入光的亮度增强 D．海市蜃楼
14．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是___________。
A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象
B．产生干涉现象的条件之一，就是两列波的频率相等
C．薄膜干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果
D．屋外的人虽然看不到屋里的人，却能听到屋里人的声音，这属于波的衍射现象
E．泊松亮斑是光的干涉现象
15．对于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，甚至比光波波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象
B．光的衍射现象是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性
16．用同一双缝干涉实验装置分别做甲、乙两种光的双缝干涉实验，获得的双缝干涉条纹如图甲，乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．甲光的频率比乙光的高
B．甲光在水中的传播速度大于乙光在水中的传播速度
C．对同一种介质，甲光的折射率小于乙光的折射率
D．从同种介质射向空气，且发生全反射时，甲光的临界角小于乙光的临界角
E．遇到同一障碍物，甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象
二、填空题
17．如图所示，将激光笔发出的激光水平射向凹透镜中心，经过凹透镜扩束后，变粗的激光正射到悬挂在针尖下方的小钢珠上，用光屏在小钢珠后方接收图像，屏上出现的图样如右图，这是光的____图样，该实验说明光具有____．
18．如图（a），一束激光通过刻有狭缝的遮光板A后，测出在光屏上的光强分布如图（b）所示。这种现象叫_________________，该现象说明光具有_______________性。
综合题
19．让一束红光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，逐渐减小两个卡脚之间的距离，使缝越来越小，观察照在屏幕上光斑的变化．缝宽大约多大时屏幕上出现条纹？缝间距变小时，条纹有什么变化？
20．查阅资料，简述菲涅耳圆孔衍射。
21．在学习了光的衍射现象后，徐飞回家后自己设置了一个小实验。在—个发光的小电珠和光屏之间放一个圆孔大小可以调节的圆形孔屏，在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，他在屏上看到什么现象？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
AB．红色光的波长较长，而频率较小，所以比其他可见光更容易发生衍射，故A不符合题意，B符合题意。
C．红色光的波长较长，而频率较小，由E=hv知比其他可见光的光子能量更小。故C不符合题意。
D．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与光的颜色无关系。故D不符合题意。
故选B。
2．B
【详解】
A．雨过天晴时，在天空常出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而形成的，A错误；
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，B正确；
C．照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，增透膜利用的是光的干涉，C错误；
D．医院手术室使用无影灯利用的是光的直线传播，D错误。
故选B。
3．C
【详解】
A．由光路图可得出结论：折射率越大，侧移量越大，所以b光的折射率大，故A错误；
B．b光频率大，波长短，由
可知b在玻璃中的传播速度比光线a小，故B错误；
C．根据
可知，做双缝干涉实验时，用光线a产生的干涉条纹间距比b大，故C正确；
D．波长越长越容易发生明显的衍射现象，所以光线a比b容易产生明显的衍射现象，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
光线从水中射向水面，出射光区域边界上光线恰好发生全反射，由题意可知：P光照亮的水面区域大于Q光，则P的临界角大于Q的临界角，所以由sinC=得知，P的折射率小于Q的折射率，P光的频率也小于Q光的频率．故A错误，C正确；P的折射率小于Q的折射率，由知，P光在水中的速度大于Q的速度．故B错误；由上分析知，P的折射率小于Q的，则P光的波长比Q长，让P光和Q光通过则用同一单缝衍射装置，P光衍射的明显，中央亮条纹宽度比Q光的大．故D错误；故选C.
5．B
【详解】
当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则说明衍射现象更加明显，可知金属丝变细。
故选B。
6．D
【详解】
A、考虑相对论效应，长度、时间的测量结果都随物体与观察者相对运动状态而改变；故A正确．
B、一切物理规律在不同的惯性系中是平权的．故B正确．
C、圆屏阴影中心的亮斑（泊松亮斑）是光波的叠加产生明显的衍射造成的；故C正确．
D、根据，知条纹的间距与缝的宽度不成正比；故D错误．
本题选错误的故选D．
7．C
【详解】
AB．由图可知，光线在CD界面上，相同的入射角时只有a光射出，说明b光产生全反射，说明b光比a光的折射率大，所以全反射临界角小，由速度可知，在同种介质中，a光传播速度比b光大，a光波长大，频率小，在相同条件下，a光比b光更容易产生衍射，AB错误；
C．由折射率公式，可以确定，以相同的入射角从空气斜射到水中，b光偏折的更厉害，所以b光的折射角较小，C正确；
D．在双缝干涉实验中，相邻亮条纹间距，同一装置，a光的波长大，所以条纹间距大，D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．雨过天晴时，常在天空出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象，故A错误；
B．肥皂泡在阳光照射下呈现彩色属于薄膜干涉现象，故B错误；
C．雨后公路上的油膜在阳光照射下出现彩色条纹属于薄膜干涉现象，故C错误；
D．通过一狭缝观察日光灯看到彩色条纹，属于单缝衍射，故D正确；
故选D。
9．D
【详解】
A．由图乙条纹特点可知是衍射条纹，即挡板上有一条狭缝，故A错误；
BCD．因为单缝衍射形成的条纹间距与单缝宽度、缝到屏的距离以及光的波长有关，与激光器和狭缝间的距离无关，即减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹宽度将不变；增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变宽；将红色激光换成蓝色激光，波长变短，则中央亮条纹将变窄。故BC错误，D正确。
故选D。
10．A
【详解】
A、光导纤维丝，是利用光的全反射现象，由全反射条件，可知，则其的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大；故A正确．B、根据红光的波长比其它可见光长，更容易发生衍射现象；故B错误．C、在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱中其它频率的光将大部分抵消，因此，进入镜头的光有很多，但以抵消绿光为主，这样照相的效果更好．对于增透膜，有约1.3%的光能量会被反射，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的0.25倍，从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消，镜头呈淡紫色；故C错误．D、泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，是衍射现象；故D错误．故选A．
11．C
【详解】
AD．光的衍射是光在传播过程中，能绕过障碍物继续向前传播的现象，从而为光的波动说提供了有力的证据，选项A、D正确，不符合题意；
B．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果，选项B正确；不符合题意；
C．虽然光的衍射，能绕过障碍物继续传播，说明已偏离直线传播方向，但没有否定光的直线传播的结论，反而为光的波动说提供了有力的证据，选项C错误，符合题意。
故选C。
12．B
【详解】
A．产生干涉的条件是要同样频率的光，普通光源发出的光通过双缝不会产生干涉现象，因为光的频率不一样，故A错误；
B．当正在鸣笛的汽车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，音调变高就是接受到的频率变高，这是多普勒效应现象，故B正确；
C．狭义相对论的第一个基本假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C错误；
D．由于紫光的波长比绿光的短，则用紫光和绿光为光源用同装置做单缝衍射实验，绿光的中央亮纹较宽，故D错误；
故选B。
13．B
【详解】
A．雨过天晴时，天空常出现彩虹，这是太阳光通过悬浮在空气中细小的水珠折射而成的，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫光的色散现象，故A错误；
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹的现象，属于单缝衍射，故B正确；
CD．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，海市蜃楼是光的折射、全反射而形成的，故CD错误。
故选B。
14．BCD
【详解】
A．干涉、衍射是波特有的现象，波可以发生干涉，也可以发生衍射，A错误；
B．当两列波发生干涉时，两列波的频率相等，B正确；
C．由于重力的影响，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，薄膜干涉条纹的产生是光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果，C正确；
D．屋外的人虽然看不到屋里的人，却能听到屋里人的声音，这属于声波的衍射现象，D正确；
E．光通过小圆盘，在屏中央出现亮斑，说明光偏离原来直线方向传播，是光的衍射现象，E错误。
故选BCD。
15．AD
【详解】
光的干涉现象和衍射现象说明了光具有波动性。光沿直线传播的规律是近似的，只有在光波波长比障碍物尺寸小得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的，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。
故选AD。
16．BCE
【详解】
A．根据双缝条纹间距公式，题目可知甲、乙的L和d一样，甲的条纹间距大，所以甲的波长大于乙的波长，则甲的频率低于乙的频率，A错误；
BC．甲的波长长，在同一种介质中的折射率小，在介质中的传播速度大，BC正确；
D．全反射的临界角公式可知，折射率小，全反射的临界角越大，故甲发生全反射的临界角大于乙，D错误；
E．在障碍物的尺寸与光的波长相当，或者更小的时候，衍射现象更明显，故遇到同一障碍物，甲光比乙光更容易发生明显的衍射现象，E正确；
故选BCE。
17． 衍射 波动性
【详解】
由题意可知，变粗的激光正射到悬挂在针尖下方的小钢珠上，用光屏在小钢珠后方接收图象，屏上出现的图样：中心有亮点，说明光线已偏离原来的直线方向传播，说明发生了光的衍射现象，光的衍射现象说明光具有波动性．
18． 光的衍射 波动
【详解】
由图可知，一束激光通过刻有狭缝的遮光板A后，部分光线偏离原来直线传播的方向，这种现象叫光的衍射现象；该现象说明光具有波动性。
19．见解析
【解析】
大约0.8 mm时会出现条纹，当缝间距变小时，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱
20．见解析
【解析】
光源发出的光束照向一小圆孔时，只要小孔的直径小到可以与光的波长相比拟时，光束通过小孔就能产生圆孔衍射图样，光屏上出现一圈一圈明暗相间的同心圆环。波长越长、圆孔越小，衍射现象越明显，衍射范围越大；圆孔越小，透光强度变小，中央亮斑和亮纹的亮度变弱；圆孔衍射进一步证明了光是一种波。
21．先是圆形亮区，再是明暗相间的圆形亮环，最后完全黑暗
【详解】
在圆孔由大到小调节过程中，当孔较大时，光沿直线传播，在屏上得到圆形亮斑；当孔的直径减小到与光波的波长相近时，产生明显的衍射现象，屏上将出现明暗相间的亮环，当孔继续减小到完全闭合时，没有光到达屏上，屏上完全黑暗。
答案第1页，共2页