4.5光的衍射 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 4.5光的衍射 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 464.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-12 02:36:41 | ||
图片预览
文档简介
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．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
3．沿x轴正方向传播的一列横波t=0时刻的波形如图所示，其波速为200 m/s，下列说法正确的是（ ）
A．从t=0时刻开始，质点b比质点a先到达平衡位置
B．从t=0时刻开始，经0.01 s质点a通过的路程为0.2 m
C．从t=0时刻开始，经0.01 s质点a沿x轴正方向传播了2 m
D．若该波传播过程中遇到宽约3 m的障碍物，能发生明显的衍射现象
4．某三棱镜的横截面为等腰三角形，∠A=120°，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，a单色光从O点入射后的折射光平行于AC，已知光在真空中传播速度为c（不考虑AC面的反射）。下列说法正确的是（ ）
A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小
B．单色光a在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
C．若用单色光a、b分别通过同一单缝进行衍射，单色光b的中央亮纹更宽
D．若用单色光a、b分别通过同一单缝进行衍射，单色光a的中央亮纹更宽
5．关于衍射，下列说法中正确的是（ ）
A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的后果
B．双缝干涉中不存在光的衍射现象
C．一切波都很容易发生明显的衍射现象
D．阳光下黑影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
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
7．一单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到的图像是（ ）
A． B． C． D．
8．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．甲图属于薄膜干涉，也被称为“牛顿环”
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮条纹
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
9．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
10．5G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
11．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
12．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
二、填空题
13．如图所示，两束单色光a、b从水中射向A点，光线经折射后合成一束光c，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______（填“大于”或“小于”）b光的干涉条纹间距；若a光与b光以相同入射角从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是______（填“a”或“b”）光；若用c光做单缝衍射实验，中央亮条纹的边缘为______（填“a”或“b”）光的颜色；a、b两种色光中，______（填“a”或“b”）光在水中传播的速度更快。
14．光的衍射
发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长____的时候，衍射现象才会明显。
15．凡是波都具有衍射现象，而把光看做直线传播的条件是_______，要使光产生明显的衍射的条件是______。
16．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．
17．光通过狭缝，当缝较宽时观察到__________，当缝较窄时观察到__________，在不透明的圆板阴影中心有一亮斑，就是著名的__________亮斑，这也是光的__________现象，它说明了光沿直线传播只是一种__________规律，当____________________时就不再沿直线传播了．
三、解答题
18．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。
19．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？
20．如图所示是某质点做简谐运动的振动图象．根据图象中的信息，回答下列问题：
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？
(2)质点在10 s末和20 s末的位移是多少？
(3)质点在15 s和25 s末向什么方向运动？
(4)质点在前30 s内的运动路程是多少？
21．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。
22．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)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【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．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。
3．D
【详解】
A．由题图可知，t=0时刻质点b正向下运动，故a比b先到达平衡位置，A错误；
B．根据题图像知波长λ=4 m，则波的周期为
T==0.02 s
经过0.01 s恰好为半个周期，质点a运动的路程为振幅的2倍，即路程为0.4 m，B错误；
C．波在传播过程中质点不随波迁移，C错误；
D．发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，D正确；
故选D。
4．D
【详解】
A．根据折射定律，b光折射角小于a光，可知b光的折射率大于a光的折射率，根据可知在该三棱镜中，单色光b的传播速度比a小，故A错误；
B．由几何关系知a、b复合光的入射角为60°，a光的折射角为30°，则a光的折射率为
则单色光a在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
故B错误；
CD．由A选项可知，b光折射率大于a光折射率，则b光频率大于a光频率，根据，可知b光的波长小于a光波长，那么a光更容易发生明显的衍射现象，a光的中央亮纹更宽，故C错误，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．衍射花纹图样是光波相互叠加的结果，故A正确；
B．双缝干涉中缝的宽度与波长差不多，光通过缝时，也发生了衍射现象，故B错误；
C．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射。当波长比障碍物或孔的宽度大得多时，才能发生明显的衍射，故C错误；
D．当波长比障碍物或孔的宽度小得多时，不能发生明显的衍射，这时表现出直线传播的特征，出现了影。影的存在与衍射现象并不是相互矛盾的，故D错误。
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．A
【详解】
单色光的单缝衍射图样中间条纹最亮最宽，然后向两边变暗变窄，而双缝则是明暗条纹间距相同。
故选A。
8．B
【详解】
A．甲图是小孔衍射的图样，故A错误；
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的干涉条纹则表明平面平整，故B正确；
C．图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗纹，故C错误；
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，故D错误。
故选B。
9．B
【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。
10．B
【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。
11．A
【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。
12．C
【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。
13． 大于 b a a
【详解】
[1]由折射光路可知，a光的折射率小于b光的折射率，因此a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，根据可知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距。
[2]折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射，则若a光和b光以相同入射角从水中射向空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是b光。
[3]a光的波长大于b光的波长，做单缝衍射实验时，a光的中央亮条纹更宽，因此用两种色光的复色光做单缝衍射实验，中央亮条纹的边缘应当为a光的颜色。
[4]a光的折射率小于b光的折射率，由可知，a光在水中传播的速度更快。
14．还小
【详解】
光的衍射
[1]发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。
15． 障碍物或孔的尺寸远大于光的波长 当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小
【详解】
[1][2]当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，衍射现象才会明显，否则看成直线传播，即光看做直线传播的条件是障碍物或孔的尺寸远大于光的波长
16． a
【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
17． 直线传播 衍射现象 泊松 衍射 近似 障碍物或孔的尺寸较小
【详解】
[1]光通过狭缝，当缝较宽时观察到直线传播；
[2]由衍射条件可知，当障碍物的尺寸与波长相差不多或小得多时，能发生明显衍射，所以当缝较窄时观察到衍射现象；
[3][4][5][6]在不透明的圆板阴影中心有一亮斑，就是著名的泊松亮斑，这也是光的衍射现象，它说明了光沿直线传播只是一种近似规律，当障碍物或孔的尺寸较小时能发生衍射现象，这时就不再沿直线传播了
18．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。
19．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。
20．(1)20 cm (2)20 cm 0 (3)负方向 负方向 (4)60 cm
x的最大值表示质点离开平衡位置的最大距离，即振幅；质点在10 s末在最大位移处，20 s末在平衡位置；15s末质点位移为正，15s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15 s末向负方向运动，同理可知，25s末质点也向负方向运动；前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20cm，又返回平衡位置，最后又到达负方向20 cm处，从而得出路程．
【详解】
(1)质点离开平衡位置的最大距离等于最大位移的大小，由图看出，此距离为20cm．
(2)质点在10s末的位移x1＝20cm,20s末的位移x2＝0．
(3)15s末质点位移为正，15s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15 s末向负方向运动，同理可知，25s末质点也向负方向运动．
(4)前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20cm，又返回平衡位置，最后又到达负方向20 cm处，故30s内的总路程为60cm．
【点睛】
分析振动过程中各个物理量如何变化是应具备的基本功．一般任意时刻的位移，可通过写出振动方程求解．
21．(1)薄膜干涉；(2)衍射；(3)色散现象
【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。
22．见解析
【详解】
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。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
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．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
3．沿x轴正方向传播的一列横波t=0时刻的波形如图所示，其波速为200 m/s，下列说法正确的是（ ）
A．从t=0时刻开始，质点b比质点a先到达平衡位置
B．从t=0时刻开始，经0.01 s质点a通过的路程为0.2 m
C．从t=0时刻开始，经0.01 s质点a沿x轴正方向传播了2 m
D．若该波传播过程中遇到宽约3 m的障碍物，能发生明显的衍射现象
4．某三棱镜的横截面为等腰三角形，∠A=120°，AB边长为2L，空气中一束包含a、b两种单色光的细光束沿平行于BC方向照射到AB边的中点O，经三棱镜折射后分成a、b两束单色光（部分光路图如图所示）。其中，a单色光从O点入射后的折射光平行于AC，已知光在真空中传播速度为c（不考虑AC面的反射）。下列说法正确的是（ ）
A．在该三棱镜中，单色光a的传播速度比b小
B．单色光a在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
C．若用单色光a、b分别通过同一单缝进行衍射，单色光b的中央亮纹更宽
D．若用单色光a、b分别通过同一单缝进行衍射，单色光a的中央亮纹更宽
5．关于衍射，下列说法中正确的是（ ）
A．衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的后果
B．双缝干涉中不存在光的衍射现象
C．一切波都很容易发生明显的衍射现象
D．阳光下黑影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实
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
7．一单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到的图像是（ ）
A． B． C． D．
8．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．甲图属于薄膜干涉，也被称为“牛顿环”
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是半波长的奇数倍，则P处是亮条纹
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
9．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
10．5G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
11．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
12．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
二、填空题
13．如图所示，两束单色光a、b从水中射向A点，光线经折射后合成一束光c，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______（填“大于”或“小于”）b光的干涉条纹间距；若a光与b光以相同入射角从水中射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是______（填“a”或“b”）光；若用c光做单缝衍射实验，中央亮条纹的边缘为______（填“a”或“b”）光的颜色；a、b两种色光中，______（填“a”或“b”）光在水中传播的速度更快。
14．光的衍射
发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长____的时候，衍射现象才会明显。
15．凡是波都具有衍射现象，而把光看做直线传播的条件是_______，要使光产生明显的衍射的条件是______。
16．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．
17．光通过狭缝，当缝较宽时观察到__________，当缝较窄时观察到__________，在不透明的圆板阴影中心有一亮斑，就是著名的__________亮斑，这也是光的__________现象，它说明了光沿直线传播只是一种__________规律，当____________________时就不再沿直线传播了．
三、解答题
18．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。
19．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？
20．如图所示是某质点做简谐运动的振动图象．根据图象中的信息，回答下列问题：
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？
(2)质点在10 s末和20 s末的位移是多少？
(3)质点在15 s和25 s末向什么方向运动？
(4)质点在前30 s内的运动路程是多少？
21．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。
22．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)。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【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．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。
3．D
【详解】
A．由题图可知，t=0时刻质点b正向下运动，故a比b先到达平衡位置，A错误；
B．根据题图像知波长λ=4 m，则波的周期为
T==0.02 s
经过0.01 s恰好为半个周期，质点a运动的路程为振幅的2倍，即路程为0.4 m，B错误；
C．波在传播过程中质点不随波迁移，C错误；
D．发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，D正确；
故选D。
4．D
【详解】
A．根据折射定律，b光折射角小于a光，可知b光的折射率大于a光的折射率，根据可知在该三棱镜中，单色光b的传播速度比a小，故A错误；
B．由几何关系知a、b复合光的入射角为60°，a光的折射角为30°，则a光的折射率为
则单色光a在该三棱镜中发生全反射的临界角C满足
故B错误；
CD．由A选项可知，b光折射率大于a光折射率，则b光频率大于a光频率，根据，可知b光的波长小于a光波长，那么a光更容易发生明显的衍射现象，a光的中央亮纹更宽，故C错误，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．衍射花纹图样是光波相互叠加的结果，故A正确；
B．双缝干涉中缝的宽度与波长差不多，光通过缝时，也发生了衍射现象，故B错误；
C．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射。当波长比障碍物或孔的宽度大得多时，才能发生明显的衍射，故C错误；
D．当波长比障碍物或孔的宽度小得多时，不能发生明显的衍射，这时表现出直线传播的特征，出现了影。影的存在与衍射现象并不是相互矛盾的，故D错误。
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．A
【详解】
单色光的单缝衍射图样中间条纹最亮最宽，然后向两边变暗变窄，而双缝则是明暗条纹间距相同。
故选A。
8．B
【详解】
A．甲图是小孔衍射的图样，故A错误；
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的干涉条纹则表明平面平整，故B正确；
C．图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗纹，故C错误；
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，故D错误。
故选B。
9．B
【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。
10．B
【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。
11．A
【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。
12．C
【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。
13． 大于 b a a
【详解】
[1]由折射光路可知，a光的折射率小于b光的折射率，因此a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，根据可知，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距。
[2]折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射，则若a光和b光以相同入射角从水中射向空气，在不断增大入射角时，水面上首先消失的是b光。
[3]a光的波长大于b光的波长，做单缝衍射实验时，a光的中央亮条纹更宽，因此用两种色光的复色光做单缝衍射实验，中央亮条纹的边缘应当为a光的颜色。
[4]a光的折射率小于b光的折射率，由可知，a光在水中传播的速度更快。
14．还小
【详解】
光的衍射
[1]发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。
15． 障碍物或孔的尺寸远大于光的波长 当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小
【详解】
[1][2]当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，衍射现象才会明显，否则看成直线传播，即光看做直线传播的条件是障碍物或孔的尺寸远大于光的波长
16． a
【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
17． 直线传播 衍射现象 泊松 衍射 近似 障碍物或孔的尺寸较小
【详解】
[1]光通过狭缝，当缝较宽时观察到直线传播；
[2]由衍射条件可知，当障碍物的尺寸与波长相差不多或小得多时，能发生明显衍射，所以当缝较窄时观察到衍射现象；
[3][4][5][6]在不透明的圆板阴影中心有一亮斑，就是著名的泊松亮斑，这也是光的衍射现象，它说明了光沿直线传播只是一种近似规律，当障碍物或孔的尺寸较小时能发生衍射现象，这时就不再沿直线传播了
18．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。
19．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。
20．(1)20 cm (2)20 cm 0 (3)负方向 负方向 (4)60 cm
x的最大值表示质点离开平衡位置的最大距离，即振幅；质点在10 s末在最大位移处，20 s末在平衡位置；15s末质点位移为正，15s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15 s末向负方向运动，同理可知，25s末质点也向负方向运动；前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20cm，又返回平衡位置，最后又到达负方向20 cm处，从而得出路程．
【详解】
(1)质点离开平衡位置的最大距离等于最大位移的大小，由图看出，此距离为20cm．
(2)质点在10s末的位移x1＝20cm,20s末的位移x2＝0．
(3)15s末质点位移为正，15s后的一段时间，位移逐渐减小，故质点在15 s末向负方向运动，同理可知，25s末质点也向负方向运动．
(4)前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20cm，又返回平衡位置，最后又到达负方向20 cm处，故30s内的总路程为60cm．
【点睛】
分析振动过程中各个物理量如何变化是应具备的基本功．一般任意时刻的位移，可通过写出振动方程求解．
21．(1)薄膜干涉；(2)衍射；(3)色散现象
【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。
22．见解析
【详解】
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。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页