人教版(2019)选择性必修一 4.5 光的衍射 同步练习
一、单选题
1.下列说法不正确的是( )
A.交通警示灯选用红色是因为红光更容易穿透云雾烟尘
B.光在同一种介质中沿直线传播
C.用光导纤维束传输图象信息利用了光的全反射
D.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,形成的干涉条纹间距较大的是绿光
2.下列现象中属于光的衍射现象的是( )
A. B.
C. D.
3.下面四种现象中,不是由光的衍射现象造成的有( )
A.通过游标卡尺观察两卡脚间狭缝中发光的日光灯管,会看到平行的彩色条纹
B.不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑
C.太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子
D.用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环
4.在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹,通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹,这两种现象( )
A.都是光的衍射现象
B.前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象
C.前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象
D.都是光的粒子性的表现
5.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
6.下列唯一正确的说法是( )
A.在单缝衍射实验中,将入射光由红色换成绿色,衍射条纹间距变宽
B.太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的折射现象
C.只有狭缝宽度要远小于波长才发生衍射现象
D.用光的干涉现象可以用检查工件平面的平整度
7.下列说法正确的是( )
A.轮船航行时通过改变航向,使波浪冲击力的方向与轮船摇摆的方向不一致,同时改变航速,使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率,这是应用共振规律防止共振
B.平静的水面上任意位置放一片纸屑,用笔尖轻点水面,纸屑会随着水波向外传播而向外运动
C.制作透射光栅要在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等间距的平行刻痕,这些刻痕就相当于透光的狭缝
D.可见光的波长在400-760 nm之间,太阳辐射的能量集中在可见光这一个区域
8.下列四种现象,不是光的衍射现象造成的是( )
A.通过游标卡尺两卡脚间狭缝观察发出红光的灯管,会看到平行的明暗相间的条纹
B.不透光的圆片后面的阴影中心出现一个泊松亮斑
C.太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子
D.用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环
9.小明同学分别用红光和绿光借助光传感器(不改变单缝与双缝)做“双缝干涉实验”和“单缝衍射实验”,得到四幅图。其中是用红光做的单缝衍射的图像是( )
A. B.
C. D.
10.以下现象属于光的衍射的是( )
A.白光照射水面油膜呈现彩色图样
B.白光经过三棱镜得到彩色图样
C.透过手指缝观察落日看到彩色图样
D.白光经过杨氏双缝得到彩色图样
11.如图所示,直线MN为空气与水的分界线,P为分界线上的一点,两束单色光a、b分别从空气和水中射向P点,入射角均为60°,此时a的折射光线与法线夹角为30°,b恰好发生全反射,下列说法正确的是( )
A.a、b的折射率之比为2∶1
B.a、b在水中的传播速率之比为2∶3
C.通过相同的狭缝时,a光的衍射现象更明显
D.用完全相同的实验装置进行双缝干涉实验,a光产生的干涉条纹间距大于b光产生的干涉条纹间距
12.如图所示,直角三角形ABC为一棱镜的横截面,,。一束由a、b光组成的复色光线平行于底边BC由AB上M点射入棱镜。经棱镜折射后仅有a光从AC上N点射出。则( )
A.与a光相比,b光的临界角较大
B.与a光相比,b光在棱镜中的传播速度更小
C.与a光相比,b光在空气中更容易发生明显的衍射
D.b光能从BC上射出
二、填空题
13.用单色平行光照射狭缝,当缝很窄时,光没有沿直线传播,它绕过了缝的边缘,传播到了_______的地方.这就是光的衍射现象。
14.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)
15.下列说法正确的是_________.
A.泊松亮斑是光的衍射现象
B.彩虹现象与光的全反射有关
C.全息照相利用了激光的干涉原理
D.摄影机镜头镀膜增透是利用了光的衍射特性
E.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的
16.利用图(a)所示的装置(示意图),观察蓝光的干涉、衍射现象,在光屏上得到如图(b)中甲和乙两种图样。则甲应是______(选填“干涉”或“衍射”)图样。若将蓝光换成红光,干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距______(选填“变长”“变短”或“不变”)。
17.将a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射入玻璃中,形成空气的光路如图所示.用这两种单色光分别经同一双缝干涉实验装置做双缝干涉实验,其中一种单色光在屏上出现第3级亮纹的地方,刚好是另一种单色光出现第3级暗纹的地方,则 _______,再让这两种单色光经同一单缝衍射装置做单缝衍射实验,则 ________光衍射条纹中央亮纹较宽.
三、解答题
18.太阳光照射一块遮光板,遮光板上有一个大的三角形孔,太阳光透过这个孔,在光屏上形成一个三角形光斑。请说明:遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时,光屏上的图形将怎样变化?请你说明其中的道理。
19.如图所示,让太阳光通过窗上的小孔射进漆黑的室内,并落在光滑的反射面(如玻璃、瓷碗、镀铬器件或涂有油漆的门窗等)上。这时,着眼并迎着反射方向看去,不但能看到反射面上的白点(太阳虚像),同时还能看到在它的两旁出现一排对称的彩带。眼缝越细,这种现象越显著。请分析原因。
20.用物理知识讨论假想中的衍射现象。
(1)可见光的波长是微米数量级的,人眼的瞳孔的直径是毫米数量级的。假想有一种眼睛的瞳孔是微米数量级的,视网膜非常灵敏,能感觉非常微弱的光线,这时所看到的外部世界将是一幅什么景象?
(2)人体的线度在米的数量级,这个数值恰与人耳的可听声波的波长相近。根据这一事实,假想某种动物可听到波长是毫米数量级的声波,请说出一些能体现衍射现象的场景。
21.把游标卡尺的两个刀口充分靠近,通过由此形成的狭缝观看发光的日光灯,记录所看到的花样。
22.两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
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.交通警示灯选用红灯是因为红光波长,更容易发生衍射现象,从而更容易穿透云雾烟尘,故A正确;
B.光在同一种均匀介质中才沿直线传播,故B错误;
C.用光导纤维束传输图象信息利用了光的全反射,故C正确;
D.让蓝光和绿光通过同一双缝干涉装置,因蓝光的波长小于绿光, ,因此形成的干涉条纹间距较大的是绿光,故D正确。
本题选择不正确的,故选B。
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.A图为全反射的应用,所以A错误;
B.B图为光的衍射现象,所以B正确;
C.C图为光的折射现象,所以C错误;
D.D图为光的干涉现象,所以D错误;
故选B。
3.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.通过游标卡尺观测两卡脚间狭缝中发光的日光灯管,会看到平行的彩色条纹,是光的衍射;故A正确,不符合题意;
B.不透光圆片后面阴影中心出现一个亮斑,即泊松亮斑,是光的衍射;故B正确,不符合题意;
C.太阳光照射下,架在空中的电线在地面上不会留下影子,电线的直径要比光的波长大很多,根本不能发生明显的衍射现象,地面上不留下电线的影子是因为光源比较大,障碍物比较小,在地面上形成伪本影区,故C错误,符合题意;
D.用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环,这是光的衍射,故C正确,不符合题意。
故选C。
4.C
【解析】
【分析】
【详解】
两玻璃板间将形成空气薄膜,光照射在空气薄膜上下表面的反射光发生干涉,由于是白光,产生了彩色干涉条纹,而从狭缝观察到彩色条纹是光的衍射现象,都是光的波动性的表现。
故选C。
5.A
【解析】
【分析】
【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。
6.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.在单缝衍射实验中,入射光的波长越长,衍射现象越明显,条纹间距也越大,红色光的波长比绿色光的波长长,将入射光由红色换成绿色,衍射条纹间距变小,A错误;
B.在太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉现象,B错误;
C.只要狭缝足够小,任何光都能产生衍射现象,只有狭缝宽度与波长相差不大,或者比波长更小时,就能产生明显的衍射现象,C错误;
D.用光的干涉现象可以检查工件平面的平整度,D正确。
故选D。
7.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.当驱动力的频率等于固有频率时,振动的幅度最大,达到共振。轮船航行时通过改变航向,使波浪冲击力的方向与轮船摇摆的方向不一致,同时改变航速,使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率,这是应用共振规律防止共振,A正确;
B.平静的水面上任意位置放一片纸屑,用笔尖轻点水面,纸屑只会在平衡位置附近往复运动,不会随着水波向外传播而向外运动,B错误;
C.制作透射光栅要在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等间距的平行刻痕,那些没有刻痕地方相当于透光的狭缝,C错误;
D.可见光的波长在400-760 nm之间,太阳辐射的能量除了可见光之外还有红外线,紫外线等区域,D错误。
故选A。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
在选项C中,电线的直径要比光的波长大很多,根本不能发生明显的衍射现象。地面上没有留下电线的影子是由于电线直径与太阳相比,太阳相当于发光面积很大的光源,太阳光可以从电线的侧面照射到地面,使地面没有电线的影子。其他选项均是光的衍射现象造成的。故C符合题意。
故选C。
9.A
【解析】
【详解】
单缝衍射条纹一定不等间距,即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹。
故选A。
10.C
【解析】
【详解】
A.白光照射水面油膜呈现彩色图样,是光的干涉现象,A错误;
B.白光通过三棱镜形成彩色光带,是光的色散现象,B错误;
C.透过手指缝观察落日看到彩色图样,是光的衍射现象,C正确;
D.白光经过杨氏双缝得到彩色图样,是光的干涉现象,D错误。
故选C。
11.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.本题考查光的折射、衍射、干涉规律。对a光分析,根据折射定律可得
对b光分析,根据可得
所以,故A错误;
B.根据可得a、b在水中的传播速率之比为,故B正确;
C.由于水对a光的折射率大于对b光的折射率,则a光的频率大于b光的频率,a光的波长小于b光的波长,b光的波动性强,通过同一狭缝,b光的衍射现象比a光的衍射现象更明显,故C错误;
D.a光的波长小于b光的波长,由于在相同的条件下,双缝干涉条纹间距与波长成正比,所以相同条件的双缝干涉实验中,a光产生的干涉条纹间距比b光产生的干涉条纹间距小,故D错误。
故选B。
12.B
【解析】
【详解】
A.a、b光在AC边的入射角是一样的,为30°。b光发生了全发射,a光没有,所以b光的临界角较小,A错误;
B.根据公式
得到b光在棱镜中的折射率大,而
折射率大的,在棱镜中的传播速度小,B正确;
C.波长越小,折射率越大,故b光的波长小于a光的波长,所以a光更容易发生衍射现象,C错误;
D.由于b光发生了全反射,根据角度关系,分析可知到达BC边的光的入射角度也为30°,所以在BC边也发生全反射,故b光不能从BC边射出,D错误。
故选B。
13.相当宽
【解析】
【分析】
【详解】
略
14. 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。
15.ACE
【解析】
【详解】
A.泊松亮斑是光的衍射现象,证实了光的不动性,故A正确;
B.彩虹是光的折射现象,故B错误;
C.全息照相利用了激光的干涉原理,可以记录光的强弱、频率和相位,故C正确;
D.摄影机镜头镀膜增透是利用了光的干涉特性,减弱光的发射,从而增加投射能力,故D错误;
E.根据相对论原理可知:不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的,故E正确;
故选ACE。
16. 衍射 变长
【解析】
【分析】
干涉条纹在光屏上观察到的图案是间距相等的条纹图象,而衍射条纹中,中间的亮纹的宽度最大。
【详解】
[1]干涉图样的条纹宽度相等,衍射图样的条纹宽度不等、中央最宽。故甲应是衍射图样,乙是干涉图样。
[2]干涉图样中相邻两个亮条纹的中心间距与波长成正比,若将蓝光换成红光,则波长变长,因此条纹间距也变长。
17. a
【解析】
【详解】
由图知,b光的偏折程度大,折射率大,波长短.据题有:,解得;由于a光的波长长,更容易产生明显的衍射现象,则a光衍射条纹中央亮纹较宽.
【点睛】解决本题的关键掌握双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍,则出现明条纹,路程之差是半波长的奇数倍,则出现暗条纹.还要知道光的波长越短,频率越高,折射率越大
18.见解析。
【解析】
【详解】
当孔足够大时,由于光的直线传播,所以屏首先出现的是三角形光斑;之后随卷小孔的继续绾小,出现小孔成像,成的是太阳的像,故为小圆形光斑;驻若小孔的进一步缩小,当尺寸与光波波长相当时,出现了明暗相间的衍射条纹。
19.这是一种光的单缝衍射现象,光通过眼缝时产生衍射现象,不同色光衍射条纹间距不同,因此,可以看到一排对称的彩带,眼缝越细,衍射现象越显著,这种效应越显著。
【解析】
【分析】
【详解】
这是一种光的单缝衍射现象,光通过眼缝时产生衍射现象,不同色光衍射条纹间距不同,因此,可以看到一排对称的彩带,眼缝越细,衍射现象越显著,这种效应越显著。
20.见解析。
【解析】
【详解】
(1) 可见光的波长是微米数量级的,如果有一种眼睛的瞳孔直径是微米数量级的,可见光通过瞳孔时会发生明显的衍射现象,且各种不同颜色的光发生衍射时的条纹间距不相同。这时所看到的外部世界将是一幅扭曲的,色彩斑斓的景象
(2) 1.池塘里的水波遇到突出在水面上的水石块,小石块对波的传播无影响
2.水波前进方向上有带孔的屏,水波通过小孔传播到屏后的广泛区域
3.闻其声不见其人
21.见解析
【解析】
【分析】
【详解】
通过靠近的游标卡尺的刀口形成的狭缝观看发光的日光灯,是光的单缝衍射现象,看到的是彩色条纹,中间条纹最宽,两侧条纹变窄,并且狭缝越宽衍射条纹间距越小。
22.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。
答案第1页,共2页
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