5.3光的衍射同步练习 （word版含答案）

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．关于波的干涉和衍射现象，下列正确的是（　　）
A．一切波都能够发生衍射现象，衍射是波特有的现象
B．波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象
C．只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样
D．对于发生干涉现象的两列波，它们的振幅一定相同
2．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
3．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
4．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
5．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
6．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
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．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
9．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
10．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．
11．一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．
12．关于光的干涉及衍射，下列说法中正确的是（　　）
A．通过两支铅笔的狭缝所看到的日光灯的彩色条纹是光的干涉现象
B．光的双缝干涉条纹中间是宽度最大且最亮的明纹
C．激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的衍射原理进行的
D．水面上油膜的彩色条纹是由于光的干涉而形成的现象
13．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
14．下列说法不正确的是（　　）
A．5G的电磁波比4G的电磁波衍射能力更强
B．天空是亮的原因是大气对阳光的散射
C．天空呈蓝色的原因是大气对波长短的光更容易散射
D．晚霞呈红色的原因是蓝光和紫光大部分被吸收掉了
15．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
二、填空题
16．下列说法正确的是________．
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理
B鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大
C．地面上的人观察在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变快
D．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰
E无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理
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．通过如图1所示的装置可研究光的干涉和衍射现象．从光源发出的光经过一缝板，在缝板后有一装有感光元件的光屏，通过信号转换，可在电脑上看到屏上的光强分布情况．图2分别显示出A光和B光通过同一缝板得到的光强分布情况．下列有关A、B两种色光的说法中正确的有________．
A．光通过的可能是缝板上的单缝
B．A光的波长比B光的波长长
C．A光的频率比B光的频率大
D．A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度
E．A光比B光更容易发生衍射现象
19．各种不同形状的障碍物都能使光发生_______，致使影的轮廓_______，出现_______的条纹。
三、解答题
20．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？
21．在观察光的衍射现象的实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将如何变化 该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律。在什么情况下光才可视为直线传播
22．分析以下现象产生的原因：
（1）通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光；
（2）隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒；
（3）光线照在花布上，可以看见花布上的图样。
23．用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔，用眼睛通过小孔观察太阳光，会观察到什么现象？
24．通过两个手指间的狭缝来观察光源，当狭缝宽度逐渐减小时，会观察到什么现象 请试一试，并作出解释。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【详解】
A．干涉和衍射是波特有的现象，一切种类的波只要满足一定条件都能产生干涉和明显的衍射现象，故A正确；
B．明显的衍射现象必须是波的波长障碍物的尺寸大得多或相差不大，故B错误；．
C．要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，故C错误；
D．产生干涉的条件是两列波的频率相等，与振幅无关，故D错误。
故选A。
2．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。
3．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。
4．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。
5．C
【详解】
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。
6．B
【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。
7．A
【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．C
【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。
9．D
【详解】
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。
10．C
【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。
11．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。
12．D
【详解】
A. 通过两支铅笔的狭缝所看到的日光灯的彩色条纹是光的衍射现象，A错误；
B. 光的双缝干涉条纹是等宽度等亮度明暗相间的条纹，B错误；
C. 激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的全反射原理进行的，C错误；
D. 水面上油膜的彩色条纹是由于光的干涉而形成的现象，D正确。
故选D。
13．B
【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。
14．A
【详解】
A．5G的电磁波比4G的电磁波频率大，波长短，则衍射能力更弱，选项A错误，符合题意；
B．天空是亮的原因是大气对阳光的散射，选项B正确，不符合题意；
C．大气对光的散射有一个特点：波长较短的光容易被散射，波长较长的光不容易被散射。天空是蓝色的，这是因为大气对阳光中波长较短的蓝光散射得较多，故C正确，不符合题意；
D．波长较短的光容易被大气散射，波长较长的光不容易被大气散射，傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时，蓝光、紫光大部分被吸收掉了；而红光和橙光不容易被大气吸收；所以晚霞呈红色，故D正确，不符合题意；
故选A。
15．B
【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。
16．ABD
【详解】
医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理，故A正确；当鸣笛汽车驶近路人的过程中，两者间距变小，则路人听到的声波频率与波源相比增加，故B正确；在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变慢，故C错误；照相机镜头的偏振滤光片，从而阻碍其它反射光的进入，使得所拍影像清晰，故D正确；无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端，是利用了衍射原理，E错误．
故选ABD。
17．衍射
【详解】
泊松亮斑是光的衍射现象形成的．
18．BDE
【详解】
从光的强度分布可以看出，光屏上的光是等间距、等亮度的，所以是光通过双缝产生的干涉现象，A错误；由图样可看出，A光的条纹间距大于B光的，由可知，A光的波长大于B光的波长，A光的频率小于B光的频率，B正确，C错误；A光的频率小于B光的频率，则玻璃对A光的折射率小于对B光的折射率，所以A光在玻璃中的传播速度大于B光在玻璃中的传播速度，D正确；由于A光的波长较长，所以更容易发生明显的衍射现象，E正确，故选BDE.
19． 衍射 模糊不清 明暗相间
【详解】
略
20．见解析
【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
21．减小；光的波长比障碍物小得多
【详解】
保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将减小；该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律，只有在光的波长比障碍物小得多的情况下，光才可以看作是沿直线传播的。
22．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析；
【详解】
(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射，在适当的角度，各色光分离较大，可看到彩色光。
(2)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙，产生衍射，因此可见到灯周围辐射彩色的光芒。
(3)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果。花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时，红色花纹反射红色光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色，同理可以看到各种花纹反射的各种颜色的光，这样就可以看到花布的图样。
23．会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环
【详解】
略
24．见解析
【详解】
随着手指间狭缝逐渐减小，通过两个手指间的狭缝来观察光源，可以看到彩色条纹，这是因为狭缝较小时，与光源波长相差不大，当光通过狭缝后发生单缝衍射现象，形成光的衍射图样。
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