4.5光的衍射 同步练习(Word版含解析)

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名称 4.5光的衍射 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 532.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-16 00:21:20

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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.如图所示,柱状玻璃砖的横截面为半圆,O为其圆心,a、b两束单色光从其圆弧面以不同的角度射向玻璃砖的圆心,出射光线重合。则下列说法正确的是(  )
A.a穿过玻璃砖所需时间比b短
B.a与b相遇能发生干涉
C.a比b更容易发生衍射
D.从同一介质射向空气时发生全反射a的临界角较b的小
2.主动刹车系统在汽车上已经得到广泛运用,人们在汽车的前部安装毫米波雷达,利用雷达波监测驾驶员难以观察的盲区,可通过语音信号提示驾驶员注意行车安全,或汽车主动刹车。关于毫米波(微波),下列说法正确的是(  )
A.毫米波不能在真空中传播
B.毫米波比紫外线的波长短
C.毫米波在同种均匀介质中沿直线传播
D.毫米波不能产生衍射现象
3.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
4.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
5.2020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
6.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
7.雨后太阳光射入空气中的水滴,先折射一次,然后在水滴的背面发生反射,最后离开水滴时再折射一次,就形成了彩虹。如图,太阳光从左侧射入球形水滴,a、b是其中的两条出射光线,在这两条出射光线中,一条是红光,另一条是紫光,下列说法正确的是(  )
A.a光线是红光,b光线是紫光
B.遇到同样的障碍物,b光比a光更容易发生明显衍射
C.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间短
D.增大太阳光在水滴表面的入射角,则可能没有光线从水滴中射出
8.当游客站在峨眉山山顶背向太阳而立,而前下方又弥漫云雾时,有时会在前下方的天幕上看到一个外红内紫的彩色光环,这就是神奇的“佛光现象”。佛光是一种奇特的自然现象,当阳光照射较厚的云层时,日光射透云层后,会受到云层深处水滴或冰晶的反射,这种反射在穿过云雾表面时,在微小的水滴边缘产生衍射现象。那么,下述现象中与“佛光”现象成因相同的是(  )
A.雨后的彩虹
B.孔雀羽毛在阳光下色彩斑斓
C.路面上的油膜阳光下呈现彩色
D.阳光照射下,树影中呈现一个个小圆形光斑
9.5G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
10.如图所示,一定强度的一束复色光沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心点,经过玻璃砖后有三束光射出,下列说法错误的是(  )
A.光折射率比光折射率小 B.光比光更容易发生明显的衍射现象
C.入射光的入射角从零开始增大,光比光先消失 D.在真空中光的波长比光的短
11.一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
12.用单色激光照射间距不同的双缝和宽度不等的单缝时,得到下图所示的图样。以下判断正确的是(  )
A.只有甲是双缝干涉图样 B.形成丙衍射图样的单缝比丁的更窄
C.只有乙、丙是单缝衍射图样 D.乙是图示中最明显的衍射现象图样
二、填空题
13.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。
14.在观察光的衍射实验中,分别观察到如图甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样,图中黑线为暗纹.那么障碍物应是
甲图对应的障碍物应是________,
乙图对应的障碍物应是________.
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.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。
17.表面附有油膜的透明玻璃片,当有阳光照射时,可在表面和玻璃片边缘分别看到彩色图样,则前者是________现象,后者是________现象.
三、解答题
18.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?
19.两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
20.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。
21.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。
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.由图知:a光和b光的折射角相等,而b光的偏折程度小,根据折射定律知b光的折射率比a光小,由
知b光在玻璃砖中传播速度大,则b光穿过玻璃砖所需的时间比a光短,故A错误。
B.两束光的折射率不相等,频率不相等,则两光相遇不能发生干涉,故B错误;
C.因b光的频率小,则波长较大,即b光比a光更容易发生衍射,故C错误;
D.因a光的折射率较大,根据
可知,a光的临界角较小,即从同一介质射向空气时发生全反射a的临界角较b的小,故D正确。
故选D。
2.C
【详解】
A.毫米波属于无线电波,在介质中和真空中均可以传播,A项错误;
B.毫米波比紫外线的波长长,B项错误;
C.毫米波的波长短,其传播形式跟光一样,在同种均匀介质中是沿直线传播的,C项正确;
D.衍射是所有波特有的现象,只是毫米波的波长短,遇到障碍物时衍射现象不明显,D项错误。
故选D。
3.B
【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。
4.C
【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。
5.D
【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。
6.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。
7.B
【详解】
A.由光路图可知,a光线的偏折程度较大,则折射率较大,频率较大,则a是紫光,b光线是红光,选项A错误;
B.红光的波长比紫光长,则遇到同样的障碍物,b光比a光更容易发生明显衍射,选项B正确;
C.根据
可知,a光在水滴中的传播速度较小,但是在水滴中传播距离较大,则a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长,选项C错误;
D.增大太阳光在水滴表面的入射角,则光线在水滴的背面的入射角变大,光线仍能在水滴的背面发生全反射,从而从水滴中射出,选项D错误。
故选B。
8.B
【详解】
A.雨后的彩虹是因为光的折射,故A错误;
B.只有孔雀羽毛在阳光下色彩斑斓是因为光的反射和衍射而形成的,故B正确;
C.路面上的油膜是因为干涉形成的,故C错误;
D.阳光照射形成的光斑是因为光的直线传播而形成的小孔成像,故D错误。
故选B。
9.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。
10.D
【详解】
A.由图可知光的偏折程度比和光小,所以光的折射率比光的小,选项A正确;
BD.在同种介质中折射率大的频率高,由知频率大的波长短,即在真空中光的波长比光的长,则光比光更容易发生明显的衍射现象,选项B正确,D错误;
C.由可知,B光的临界角大,若入射光的入射角从零开始增大,光比光先消失,选项C正确。
本题选错误的,故选D。
11.A
【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。
12.B
【详解】
AD.单缝衍射条纹中间宽、两边窄,呈现不等间距.双缝干涉条纹等宽、等间距,则甲、乙两图是干涉条纹,丙、丁是衍射条纹。故AD错误;
BC.丙、丁两图是衍射条纹,而随着缝间距越小,衍射条纹越大,则形成丙衍射图样的单缝比丁的更窄。故B正确,C错误。
故选B。
13.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。
14. 较大的中间有小圆孔 很小的不透明圆板
著名的泊松亮斑,是光照在小圆盘上却在屏上中央出现亮斑,说明光不在直线传播.单缝衍射图样与障碍物或孔的尺寸是有关系的,不同的障碍物或孔出现的衍射图样是不一样的.
【详解】
比较两图,它们的背景明显不同,甲图的背景为黑色阴影,说明障碍物应是很大的不透明挡板,中间有透光并且带有衍射图样的花纹,说明挡板的中间有小圆孔;乙图的背景为白色,说明周围没有障碍物,中间有不透光圆形阴影,并且带有衍射图样的花纹,说明中间存在很小的不透明圆板,乙图正中央的小亮点是泊松亮斑.
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. 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。
17. 干涉 衍射
光线在油膜的前后表面分别反射,形成薄膜干涉,光线进入玻璃在玻璃中反射,有部分光线从边缘出来,玻璃片的边缘充当障碍物,发生衍射.
【详解】
光线照射到透明玻璃片的表面时,光线在油膜的前后表面分别反射,形成薄膜干涉,可在照射面前边看到彩色的条纹;同时,部分光线进入玻璃在玻璃中反射,有部分光线从边缘出来,发生衍射,可从玻璃片的旁边看到彩色图样.
18.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。
19.见解析
【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。
20.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。
21.(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。
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
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