4.5光的衍射 同步练习（word版含答案）

4.5、光的衍射
一、选择题（共16题）
1．对光的衍射现象的定性分析，不正确的是（　　）
A．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
B．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
C．衍射条纹图样是光波相互叠加的结果
D．光的衍射现象完全否定了光的直线传播结论
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．如图所示,两束单色光a、b从水下面射向A点,光线经折射后合成一束光c,则下列说法错误的是( )
A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验,a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
B．a比b更容易发生衍射现象
C．若a光与b光以相同入射角从水射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光
D．在水中a光的临界角大于b光的临界角
4．下列哪种现象不是由于衍射形成的（ ）
A．通过两支铅笔中间的狭缝观察发光的日光灯会看到彩色条纹
B．光照在不透光的小圆盘上，在其后面阴影中心会出现小亮点
C．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面能看到彩色条纹
D．小刚藏在讲桌后面说话，其他同学能够“闻其声不见其人”
5．下列选项中，属于光的衍射现象的是（　　）
A．泊松亮斑 B．沙漠蜃景
C．等间距条纹 D．太阳光下的肥皂膜3
6．下列说法中正确的是（　　）
A．荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于光的折射
B．将双缝干涉实验中的双缝间距调小会导致干涉条纹间距变小
C．生活中不容易观察到光的衍射现象是因为光的波长太短
D．当观察者向声源运动时，观察者听到的声音的频率变小
7．如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是(　　)
A．b在该介质中的折射率比a大
B．若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽
C．用a更易观测到泊松亮斑
D．做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大
8．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是（ ）
A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显
B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显
C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强
D．以上现象都不会发生
9．如图所示，两束颜色不同的单色光a、b平行于三棱镜底边BC从AB边射入，经三棱镜折射后相交于点P，下列说法正确的是（　　）
A．三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率
B．在三棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．同一种介质对a光的全反射临界角大于对b光的全反射临界角
D．在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显
10．2021年12月9日15：40分航天员王亚平老师进行了太空授课，在“水球光学实验”中，透过含有气泡的水球可以看到一正一反的两个人像，产生这一现象的原因是（　　）
A．光的色散 B．光的折射 C．光的衍射 D．光的干涉
11．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
12．如图所示为观察水面波衍射的实验示意图，CA、BD是挡板，它们之间有一窄缝，A、B分别为窄缝边缘的两点。S点表示波源，相邻两波纹之间的距离表示一个波长，已知A、B间的距离与波长相差不多，则波穿过窄缝之后（　　）
A．波纹之间距离变大
B．波的振幅变大
C．波仅在SA与SB两直线之间的扇形区域内传播
D．波能传播到SA、SB两直线外侧的区域
13．近年来，我国科技飞速发展，在国防科技方面，科学家们研发的反隐身米波雷达堪称隐身战斗机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在范围内，则对该无线电波的判断正确的是（　　）
A．米波的频率比厘米波频率高 B．米波和机械波一样须靠介质传播
C．米波是外层电子跃迁得到的 D．米波比红外线更容易发生衍射现象
14．关于下列四幅图说法正确的是（ ）
A．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径不是任意的
B．光电效应产生的条件为：光强大于临界值
C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有粒子性
D．发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围
15．下列说法中正确的是（　　）
A．单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显
B．在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，衍射现象不明显
C．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象
D．双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变窄
E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
16．关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是
A．双缝干涉实验证明光是一种波，薄膜干涉证明光是一种粒子
B．双缝干涉是两束相干光相遇时出现的干涉现象；而薄膜干涉是一束光经薄膜的前后表面反射后相互叠加形成的干涉现象
C．双缝干涉时，双缝间距越小干涉条纹间距越大；波长越长干涉条纹间距越大
D．照相机镜头镀有增透膜，其作用是让各种色光都发生干涉相消，增强透射光
E．泊松亮斑是衍射现象，证明了光是一种波
二、填空题
17．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________．
18．以下说法中正确的是____________
A光导纤维是应用了光的全反射
B．天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象
C．白光经玻璃三棱镜折射发生色散时，红光的偏折角最大
D．泊松亮斑是泊松在证明光具有波动性时发现的
E在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影
19．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。
20．某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可以测量光屏上光强的分布。某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是________(填“单缝”或“双缝”)。当研究干涉现象时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较________(填“宽”或“窄”)的双缝，或使双缝屏与光屏间的距离________(填“增大”或“减小”)。
综合题
21．如图所示，让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)。
22．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。
23．如图所示，在真空中一束平行复色光被透明的三棱镜ABC（截面为正三角形）折射后分解为互相分离的a、b、c三种色光，分别照射到三块板上。则∶
(1)若将a、b、c三种色光分别通过某狭缝，则发生衍射现象最明显的是哪种色光？
(2)若OD平行于CB，三棱镜对a色光的折射率na是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
AB．光的衍射现象是光在传播过程中，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，故AB正确；
C．衍射条纹是光波的叠加的结果，故C正确；
D．光的衍射，能绕过阻碍物继续传播，说明已偏离直线传播方向，但没有否定了光的直线传播的结论，光的直线传播只是近似的，只有在光的波长比障碍物小的多的情况下，光才看做沿直线传播的，所以光的衍射现象和直线传播是不矛盾的，故D错误；
不正确的故选D。
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．C
【详解】
由图可知，单色光a偏折程度小于b的偏折程度，根据折射定律知，a光的折射率小于b光的折射率，则知a光的波长大．根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ，可得，干涉条纹间距与波长成正比，所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故A正确．a光的波长长，波动性强，更容易发生衍射现象，故B正确．由全反射临界角公式sinC=1/n，知折射率n越大，临界角C越小，则知在水中a光的临界角大于b光的临界角，故D正确．若a光与b光以相同入射角从水射向空气时，由于在水中a光的临界角大于b光的临界角，所以b光的入射角先达到临界角，则b光先发生全反射，首先消失的是b光．故C错误．此题选择错误的选项，故选C．
点睛：解决本题的关键是通过光路图比较出折射率，而得知频率、波长等关系，即光线的偏折程度越大，折射率越大，光的频率越大，波长越小，临界角越小等等．
4．C
【详解】
A．通过两支铅笔中间的狭缝观察发光的日光灯会看到彩色条纹是光的衍射现象，现象A不符合题意；
B．光照在不透光的小圆盘上，在其后面阴影中心会出现小亮点属于光的衍射现象，现象B不符合题意；
C．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面能看到彩色条纹属于薄膜干涉现象，选项C符合题意；
D．小刚藏在讲桌后面说话，其他同学能够“闻其声不见其人”，属于声波的衍射现象，选项D不符合题意。
故选C。
5．A
【详解】
A．泊松亮斑是光的衍射现象，A符合题意；
B．沙漠蜃景是光的全反射现象，B不符合题意；
C．等间距条纹是光的干涉现象，C不符合题意；
D．太阳光下的肥皂膜是光的干涉现象，D不符合题意。
故选A。
6．C
【详解】
A．入射光线进入水珠后，被水珠的后表面反射，再进入空气时,发生全反射，所以，水珠看起来特别明亮。A错误；
B．将双缝干涉实验中的双缝间距调小，根据 可知，干涉条纹间距变大。B错误；
C．明显衍射的条件是小孔或障碍物的尺寸与波的波长相比差不多或更小。因为光波的波长太小，所以不易观察到。C正确；
D．当观察者向声源运动时，根据多普勒效应，观察者听到的声音的频率变大。D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．设折射角为θ1，入射角为θ2，题设条件知
θ1a＝θ1b
θ2a<θ2b
由
n＝
知
na>nb
A错误；
BD．因为
na>nb
所以
λa<λb
又
Δx＝λ
故
Δxa<Δxb
故B正确，D错误；
C．b光波长长，更容易产生衍射现象，则用b更易观测到泊松亮斑，故C错误。
故选B。
8．A
【详解】
由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大，本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，B、C、D错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．由图可知，a光的偏转角大，b光的偏转角小，所以三棱镜对a光的折射率大，对b光的折射率小，选项A错误；
B．根据光在介质中传播速度的公式v=分析，因a光的折射率大，b光的折射率小，故在玻璃中b光的传播速度较大，选项B错误；
C．根据sinC=得知，同一种介质中，a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角，选项C错误；
D．因b光的折射率小，波长较长，波动性强，所以在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显，选项D正确。
故选D。
10．B
【详解】
水球具有中间厚，边缘薄的特点，因此水球相当于一个凸透镜，当物体在两倍焦距以外时成倒立，缩小的实像。中间的气泡和周围的水，组成了一个凹透镜，凹透镜成正立缩小的虚像，所以两种情况都是光的折射现象。
故选B。
11．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。
12．D
【详解】
AB．波穿过缝后，波速、频率、波长不变，振幅都不变，则挡板前后波纹间的距离相等，选项AB错误；
CD．因为波长比孔的尺寸还大，所以能够观察到明显的衍射现象，衍射现象是波绕过障碍物，传播到障碍物后方的现象，即波偏离直线传播的路径，选项C错误，D正确。
故选D。
13．D
【详解】
A．根据
可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米波频率低，故A错误；
B．无线电波是电磁波，不需要介质，故B错误；
C．外层电子得跃迁不可能产生波长的米波，故C错误；
D．波长大的波更容易发生衍射现象，因为米波的波长比红外线的波长大，那么它就比红外线更容易发生衍射现象，故D正确。
故选D。
14．AD
【详解】
根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，故A正确；光电效应实验产生的条件为：光的频率大于极限频率，B错误；电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性，C错误；发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，D正确．
15．BDE
【详解】
A．单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越不明显，A错误；
B．在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下，行射现象不明显，B正确；
C．照相机镜头表面涂的增透膜，是利用膜的内外表面反射光，相同的频率，相互叠加，从而增强透射光的强度，利用了光的干涉现象，C错误；
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将人射光由红光改为紫色光，根据条纹间距公式
波长变短，故则干涉条纹间距变窄，D正确；
E．玻璃中的气泡看起来特别明亮，是因为光从玻璃射向气泡时，即从光密介质射向光疏介质时，一部分光在界面上发生了全反射，E正确。
故选BDE。
16．BCE
【详解】
A、光的干涉(双缝干涉，薄膜干涉)、衍射、偏振是波所具有的特性，都可以证明光是一种波；而光电效应和康普顿效应证明光具有粒子性；故A错误.
B、双缝干涉是两束频率相同和振动方向相同的光波相遇而引起光的强度重新分布的现象；薄膜干涉是入射光分别从膜的前后两个表面反射回来后相遇产生干涉，若光程差为波长λ的整数倍则出现亮纹，若光程差为半波长λ的奇数倍则出现暗纹；故B正确.
C、根据双缝干涉条纹的间距公式知，双缝间距d越小干涉条纹间距越大；波长 越长干涉条纹间距越大；故C错误.
D、依据光的干涉现象，光照射在薄膜两表面上被反射回去，在叠加处由于光程差使得两束某种颜色的反射光出现振动减弱，导致相互抵消，从而增强光的透射能力；故D错误.
E、当单色光照射在直径恰当的小圆板或圆珠时，会在之后的光屏上出现环状的互为同心圆的衍射条纹，并且在所有同心圆的圆心处会出现一个极小的亮斑；故泊松是光的衍射现象造成的，证明了光的波动性；故E正确.
故选BCE.
17． 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．
18．ABE
【详解】
A、光导纤维是应用了光的全反射，故A正确；
B.天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象，故B正确
C. 白光经玻璃三棱镜折射发生色散时，紫光的折射率大，所以紫光的偏折角最大，故C错误；
D、泊松亮斑是泊松在证明光具有粒子性时发现的，故D错误；
E、沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影，是因为远方的景物发出的光线经过全反射而出现，故E正确；
故选ABE
19． 大 小 白
【详解】
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。
20． 单缝 窄 增大
【详解】
由图乙可知，光强分布条纹中间宽、两边窄，可知是衍射条纹，所以在缝屏上安装的是单缝；
根据知，要使干涉条纹间距变大，双缝的宽度需减小，即选择宽度较窄的双缝或使双缝屏与光屏间的距离增大。
21．见解析
【解析】
当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗。
22．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，当光经过狭缝时发生衍射，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。
23．(1)折射率最小的是c光，则它的波长最长，衍射现象最明显；(2)
【详解】
(1)由图知，三种色光，a的偏折程度最大，c的偏折程度最小，知a的折射率最大，c的折射率最小。则c的频率最小，波长最长，衍射现象最明显。
(2)若OD平行于CB，则折射角，三棱镜对a色光的折射率
答案第1页，共2页