5.3光的衍射 同步过关练（word版含答案）

5.3光的衍射 同步过关练（含解析）
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．汽车灯光夜间照着自行车“尾灯”，就变得十分明亮，是利用了光的折射
B．当波源与观察者相互远离时，波源的频率会减小
C．只有狭缝宽度与波长相差不多或比波长小的情况下，才发生衍射现象
D．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的干涉
2．关于光现象的叙述，以下说法正确的是（　　）
A．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉
B．雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射
C．通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的色散
D．阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象
3．下列说法正确的是（　　）
A．水池底部装有不同颜色的彩灯，紫光灯看起来最深
B．向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应
C．光从浅水区射向深水区，传播方向的改变是因为光的衍射
D．泊松亮斑的形成是因为光的干涉
4．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激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（　　）
A．这里应用的是光的干涉现象
B．这里应用的是光的偏振现象
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
5．下列属于光的衍射现象的是（　　）
A．雨后的天空出现彩虹
B．光照射细金属丝，在其后放置的光屏上出现明暗相间条纹
C．在阳光照射下，肥皂泡呈现彩色条纹
D．白光通过棱镜在屏上呈现彩色光带
6．下列现象不能说明光的波动性的有（　　）
A．牛顿环 B．彩色肥皂泡 C．小孔成像 D．泊松亮斑
7．一般认为激光器发出的是频率为v的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单的，激光频率v是它的中心频率，它所包含的频率范围是v（也称频率宽度），其中Δv，v+△v和v－△v分别记为“上限频率”和“下限频率”。某红宝石激光器发出的激光（其“上限频率”和“下限频率”对应的光分别记为a光和b光）由空气斜射到实心玻璃球表面，入射角为i，如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．b光在玻璃中传播速度较小
B．b光更容易发生明显的衍射现象
C．相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较小
D．逐渐增大i角，a光从玻璃球射向空气时先发生全反射
8．关于常见的光学常识及实验，下列表述不正确的是（　　）
A．影子的形成和泊松亮斑均说明光在均匀介质中沿直线传播
B．干涉、衍射及偏振现象均可体现光的波动性
C．在双缝干涉实验中，若用白炽灯为光源，则需要安装滤光片；若使用激光做光源，则无需滤光片
D．在双缝干涉实验中，若仅增大双缝间距，则相邻两条亮条纹的间距变小
9．如图所示的实验装置，光屏上出现的图像是（　　）
A． B．
C． D．
10．以下关于如图光学知识的叙述中，不正确的是（　　）
A．甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象
B．乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的
C．丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的偏振原理
D．丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号，是利用光的全反射
11．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．
12．下列说法正确的是（　　）
A．光的偏振现象说明光是横波
B．光从真空斜射入某介质时，折射角大于入射角
C．在单缝衍射实验中，缝越宽得到的中央亮条纹也越宽
D．在相同的装置上做双缝干涉实验，紫光比红光的条纹宽
13．在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则（　　）
A．中央条纹较两侧更宽
B．中央条纹较两侧更窄
C．双缝间距离越小条纹间距离越大
D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹
14．下列说法中正确的是（　　）
A．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽
B．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射向气泡时在气泡表面发生了全反射
C．两列水波发生干涉时，两列波的波峰相遇点的质点振动位移始终最大
D．由于超声波的频率很高，所以超声波不容易发生明显衍射现象
15．下列四幅图中有关装置的原理和现象的分析正确的（　　）
A．图甲带电粒子打在底片上的位置越远，则该粒子的比荷越大
B．图乙铜片进入磁场的过程中受到强力磁铁的安培力作用而迅速停下来
C．图丙系统的固有频率较低，能对来自地面的高频振动起到很好的减振作用
D．图丁是双缝干涉图样，是两列光在空间互相叠加，形成明暗相间的条纹
二、解答题
16．查阅资料，简述菲涅耳圆孔衍射。
17．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
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A．自行车“尾灯”为全反射棱镜，利用光的全反射现象，故A错误；
B．当波源与观察者相互远离时，根据多普勒效应，可知观察者接收到的频率减小，但是波源的频率不变，故B错误；
C．只有狭缝宽度与波长相差不多或比波长小的情况下，才发生明显衍射现象，故C错误；
D．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的薄膜干涉现象。故D正确。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
A．太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，故A正确；
B．雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的，故B错误；
C．通过笔间狭缝观看日光灯管出现彩色，属于单缝衍射，故C错误；
D．而阳光下树影中呈出的小圆斑，则属于树叶间形成的小孔成像，故D错误。
故选A。
3．B
【解析】
【详解】
A．由折射定律可知，折射率越大，看起来越浅，即紫光灯看起来最浅，故A错误；
B．向人体内发射一定频率的超声波，被血管中的血液反射后，测得反射波频率的变化，即可知道血液的流速和血管的情况，这是利用了波的多普勒效应，故B正确；
C．光从浅水区射向深水区，传播方向的改变是因为光的折射，故C错误；
D．泊松亮斑的形成是因为光的衍射，故D错误。
故选B。
4．D
【解析】
AB．激光通过细丝后在光屏上形成明暗相间的条纹，应用的是光的衍射现象，故AB错误；
CD．当光屏上的条纹变宽，即衍射现象更明显时，根据产生明显衍射现象的条件可知，对应的丝变细，故C错误，D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
A．雨后的天空出现彩虹是光的折射现象，故A错误；
B．光照射细金属丝，在其后放置的光屏上出现明暗相间条纹，是光的衍射现象，故B正确；
C．在阳光照射下，肥皂泡呈现彩色条纹，是光的干涉现象，故C错误；
D．白光通过棱镜在屏上呈现彩色光带，是光的折射（色散）现象，故D错误。
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
A．牛顿环是光的干涉现象，能够说明光具有波动性，故A不符合题意；
B．彩色肥皂泡是光的干涉现象，能够说明光具有波动性，故B不符合题意；
C．小孔成像说明光在同种均匀介质中沿直线传播，不能说明光具有波动性，故C符合题意；
D．泊松亮斑是光的衍射现象，能够说明光具有波动性，故D不符合题意。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．由题意可知，b光频率更小，其折射率更小，由公式
可知，b光在玻璃中传播速度较大，A错误；
B．由题意可知，b光频率更小，由公式
可知，b光波长更大，即b光更容易发生明显的衍射现象，B正确；
C．由公式
可知，由于b光波长更大，b光产生的干涉条纹间距较大，C错误；
D．由几何关系可知，光进入玻璃球后的折射角与到达另一侧时的入射角是相等的，根据光路可逆可知，增大开始时的入射角，两束光从玻璃球射向空气时都不会发生全反射， D错误。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
A．泊松亮斑说明光发生了明显的衍射现象，说明光不是沿直线传播，A错误；
B．干涉、衍射及偏振现象都是光的波动性所具有的特点，B正确；
C．在双缝干涉实验中，为了获得单色光，若用白炽灯为光源，则需要安装滤光片；若使用激光做光源，则无需滤光片。C正确；
D．根据公式
可知仅增大双缝间距d，则相邻两条亮条纹的间距变小，D正确。
故不正确的选A。
9．B
【解析】
用激光器照射直径小于激光束的不透明圆盘，会产生光的衍射现象，中央出现亮点。
故选B。
10．C
【解析】
A．甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象，A正确，不符合题意；
B．乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同，从而导致偏折程度不同，形成色散现象，B正确，不符合题意；
C．丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉，将反射光减弱，从而增强透射光，C错误，符合题意；
D．丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号，是利用光的全反射，D正确，不符合题意。
故选C。
11．A
【解析】
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。
12．A
【解析】
偏振是横波特有的现象，光能发生偏振说明光是横波，A正确；
由光的折射定律可知，光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角，B错误；
在单缝衍射实验中，缝越窄得到的中央亮条纹也越宽，C错误；
根据
得，红光的波长长，则红光的条纹间距大于紫光的条纹间距，D错误。
故选A。
13．CD
【解析】
ABC．在双缝干涉实验中，由
可知，屏上出现了等间距的明暗相间的条纹，且双缝间距离d越小，条纹间距越大，故AB错误，C正确；
D．遮住一条缝后，光发生单缝衍射，所以屏上仍有明暗相间的条纹，故D正确。
故选CD。
14．ABD
【解析】
【详解】
A．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，因波长变长，根据条纹间距公式
干涉条纹间距变宽，A正确；
B．光束从水中射向气泡，当入射角等于或大于临界角时，出现全反射现象，则水中的气泡看起来特别明亮，B正确；
C．两列波的波峰相遇点，振动总是加强，振幅最大，但质点的位移不断变化的，C错误；
D．超声波的频率很高，波长很小，不易发生明显衍射，D正确。
故选ABD。
15．BC
【解析】
【详解】
A．图甲中，设带电粒子在质谱仪磁场区域中运动半径为R，根据牛顿第二定律有
解得
带电粒子打在底片上的位置坐标为
则x越大，粒子的比荷越小，故A错误；
B．图乙中，当铜盘在磁极间运动时，由于发生电磁感应现象，在铜盘中产生感应电流，使铜盘受到安培力作用，而安培力的方向阻碍铜盘的运动，所以铜盘迅速停下来，故B正确；
C．图丙中，系统的固有频率较低，不会与来自地面的高频振动发生共振，从而起到很好的减振作用，故C正确；
D．图丁中，中央亮条纹比两侧亮条纹宽，是单缝衍射图样，故D错误。
故选BC。
16．见解析
【解析】
【详解】
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。
17．见解析
【解析】
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