5.3光的衍射 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）选择性必修一 5.3 光的衍射 同步练习
一、单选题
1．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　）
A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
2．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．
3．下列现象中属于光的衍射现象的是（　　）
A．太阳光通过透明的装满水的金鱼缸后在地面上形成彩色光带
B．通过遮光板上的小孔观察远处明亮的电灯，看到电灯周围有一圈彩色光环
C．油滴滴在潮湿水泥路面上形成油膜，在阳光照射下油膜上有一圈圈的彩色光环
D．吹出的肥皂泡上出现彩色条纹
4．红光和紫光通过单缝获得衍射图样，如图所示图样中反映红光的衍射图样的是（ ）
A． B． C． D．
5．红光透过双缝在墙上呈现明暗相间的条纹，若将其中一个缝封住，在墙上可以观察到（　　）
A． B．
C． D．
6．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的．如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　）
A．在冰晶中，b光的传播速度较大
B．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
7．我们经常看到路边施工处挂有红色的灯，除了红色光容易引起人们的视觉反应外，这样做的另一个重要的原因是（　　）
A．红光比其他可见光更容易发生衍射
B．红光比其他可见光更容易发生干涉
C．红光比其他可见光频率更大
D．红光比其他可见光更容易发生反射
8．如图所示a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是（　　）
A．a、b是光的衍射图样
B．c、d是光的衍射图样
C．形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
D．形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短
9．红光透过双缝在墙上呈现明暗相间的条纹，若将其中一个缝封住，在墙上可以观察到（　　）
A．条纹形状与原来相同，但亮度减弱 B．仍有条纹，但形状与原来不同
C．一片红光 D．光源的像
10．2020年4月24日拍到的日晕（又叫圆虹）照片如图。在特定条件下眼睛对着太阳看，看见在太阳周围形成内红外紫的彩色光环，它的成因主要是（　　）
A．光在人眼球中折射形成
B．光在进入人眼时发生衍射形成
C．光在穿过大气时在一定气象条件下干涉形成与薄膜干涉原理相同
D．光在穿过大气时在特定气象条件下折射形成与彩虹的形成原理相同
11．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（　　）
A．这里应用的是光的直线传播现象
B．这里应用的是光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
12．可见光在空气中波长范围是4 400A到7 700A，即4.4×10－4 mm到7.7×10－4 mm，下面关于光衍射条件的说法正确的是（　　）
A．卡尺两脚间的狭缝的宽度小到万分之几毫米以下时，才能观察到明显的衍射现象
B．卡尺两脚间的狭缝在小到0.2 mm以下时，通过它观察各种光源，都能看到明显的衍射现象
C．卡尺两脚间的狭缝在小到0.4 mm以下时，通过它观察到线状白炽灯丝，有明显的衍射现象
D．光的衍射条件“跟光的波长可以相比”是非常严格的，即只有孔或障碍物的尺寸跟波长差不多时才能观察到光的衍射
13．一单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到的图象是（　　）
A． B．
C． D．
14．5G时代移动通信技术采用3300×106Hz~5000×106Hz频段的电磁波，相比于现有的4G移动通信技术采用的1880×106Hz~2635×106Hz频段而言，具有更大的优势，下列说法正确的是（　　）
A．4G和5G信号相遇可能发生稳定干涉
B．4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播
C．5G信号比4G信号遇到相同障碍物时衍射现象更明显
D．在真空中5G信号的传播速度比4G信号的传播速度快
15．一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，经折射后分成两束单色光a和b，光路如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．该种玻璃对a光的折射率较大 B．在玻璃砖中，a光的传播速度比b光大
C．逐渐增大角，b光先消失 D．a光比b光更容易发生衍射现象
二、填空题
16．如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑．这是光的________ (填“干涉”“衍射”或“直线传播”)现象，这一实验支持了光的________ (填“波动说”“微粒说”或“光子说”)
17．在观察光的干涉和衍射的实验中，如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑．这是光的_______（填“干涉”、“衍射”或“直线传播”）现象．
18．如图，在双缝干涉实验中，S1和S2为狭缝，P是光屏上的一点，已知双缝S1、S2和P点的距离差为m，用单色光A在空气中做双缝干涉实验，若光源到缝S1、S2距离相等，且A光频率为Hz。则P点处是___________（填“亮”或“暗”）条纹；若将S2用遮光片挡住，光屏上的明暗条纹___________ （填“均匀”或“不均匀”）分布。 （光在空气中的速度）
19．能发生明显衍射现象的条件是____________________，衍射条纹的特点是____________________．
三、解答题
20．两人分别站在一堵墙的两侧，彼此看不见却能相互对话，这是为什么
21．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？
22．下列在生活中常常看到的自然现象，分别属于什么光学现象？
（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色；
（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络；
（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点。
23．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？
24．光波发生干涉现象时产生干涉图样，发生衍射现象时产生衍射图样。请观察对比双缝干涉图样与单缝衍射图样，看看它们有什么区别。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，A错误；
B．入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，并不是被检测玻璃板的上下表面反射后的光，B错误；
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹，C正确；
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，D错误。
故选C。
2．A
【解析】
【分析】
【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。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．太阳光通过透明的装满水的金鱼缸后在地面上形成彩色光带是光的折射现象，选项A错误；
B．通过遮光板上的小孔观察远处明亮的电灯，看到电灯周围有一圈彩色光环是光的衍射现象，选项B正确；
C．油滴滴在潮湿水泥路面上形成油膜，在阳光照射下油膜上有一圈圈的彩色光环，是薄膜干涉，选项C错误；
D．吹出的肥皂泡上出现彩色条纹是光的干涉现象，选项D错误。
故选B。
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
单缝衍射的图样是中间宽，两边窄的条纹，由于红光的波长比紫光长，所以红光衍射条纹的宽度要大于紫光衍射条纹的宽度。
故选C。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
若将其中一个缝封住，在墙上可以观察到衍射条纹，即中央是亮纹，平行不等距。
故选A。
6．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由
知b光的传播速度小，A错误；
B．b光的折射率大，波长短，波动性弱，当用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条更窄， B错误；
C．a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据
a光相邻条纹间距大，C正确；
D．由临界角公式
a光的折射率小，a光的临界角大，D错误。
故选C。
7．A
【解析】
【详解】
红光的波长较长，频率较小，比其他可见光更容易发生衍射，更易被观察到。
故选A。
8．B
【解析】
【详解】
AC．干涉图样条纹间距相等，由
可知，光波波长长的图样条纹间距大，则AC错误；
BD．衍射图样中间条纹宽，两侧条纹窄，且波长长的图样中间条纹宽，B正确，D错误。
故选B。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，若将其中一个缝封住，属于单缝衍射，那么单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故B正确，ACD错误。
故选B。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
太阳周围形成内红外紫的彩色光环是光在穿过大气时在特定气象条件下折射形成，与彩虹的形成原理相同。
故选D。
11．D
【解析】
【分析】
【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，则金属丝变细；故D正确ABC错误。
故选D。
12．C
【解析】
【详解】
障碍物与波长相比相差不多或比波长更小时，才能发生明显的衍射，但光并没有机械波那么苛刻，缝的宽度太小时，透过的光太弱，不容易观察到衍射现象，通常情况下，缝的宽度在0.4mm左右时，光的衍射现象比较明显，ABD错误，C正确。
故选C。
13．A
【解析】
【详解】
单缝衍射时，中央亮条纹最宽最亮，两边依次变窄，变暗，这是单缝衍射条纹特征。
故选A。
14．B
【解析】
【详解】
A．4G和5G信号频率不同，则相遇时不可能发生稳定干涉，选项A错误；
B．4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播，选项B正确；
C．5G信号比4G信号的波长短，则遇到相同障碍物时4G信号衍射现象更明显，选项C错误；
D．在真空中5G信号的传播速度与4G信号的传播速度相等，选项D错误。
故选B。
15．A
【解析】
【详解】
A．a光的偏折程度较大，因此玻璃对a光的折射率较大，故A正确；
B．根据
可知，a光的传播速度比b光小，故B错误；
C．根据
可知，a光的临界角小，先消失，故C错误；
D．a光的折射率较大，频率较大，波长较短，更难发生衍射现象，故D错误。
故选A。
16． 衍射 波动说
【解析】
【详解】
光绕过障碍物偏离直线传播路径而进入阴影区里的现象叫做光的衍射，这是典型的圆孔衍射．光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性．
17．衍射
【解析】
【详解】
泊松亮斑是光的衍射现象形成的．
18． 暗 不均匀
【解析】
【分析】
【详解】
[1]设A光在空气中波长为λ，由得，光的路程差，所以
即从S1和S2到P点的光的路程差δ是波长λ的3.5倍，所以P点为暗条纹。
[2]将S2用遮光片挡住。光屏上得到的是衍射条纹，所以是不均匀分布的。
19． 障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多 明暗条纹或光环
【解析】
【详解】
[1]发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多
[3]衍射条纹的特点是明暗相间的不等宽条纹或者光环。
20．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
光的波长短，不容易发生衍射，在正常条件下，几乎沿直线传播，因此两人不能互相看到，但是声波的波长较长，和墙的高度相差不多，容易发生衍射，能绕过墙继续传播。
21．(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)
【解析】
【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
22．(1)薄膜干涉；(2)衍射；(3)色散现象
【解析】
【分析】
【详解】
（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色是薄膜干涉现象；
（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络是光的衍射现象；
（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点是光的折射形成的色散现象。
23．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
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
24．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
双缝干涉图样与单缝衍射图样条纹的相同点是：都是明暗相间的条纹。
不同点：衍射条纹中间条纹宽、亮，两边窄、暗，而干涉条纹宽度相等、亮度相等。
答案第1页，共2页
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