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．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
2．如图所示的实验装置，光屏上出现的图像是（　　）
A． B．
C． D．
3．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
4．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
5．一定能使水波通过小孔后，发生的衍射更不明显的方法是（ ）
A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率
B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率
D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
6．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
7．研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图样。下列说法正确的是（　　）
A．挡板上有两条平行的狭缝
B．减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄
C．增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄
D．将红色激光换成蓝色激光，中央亮条纹将变窄
8．用如图所示的实验装置在暗室中探究光的性质，左侧是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），右侧是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，下列说法中正确的是（　　）
A．条纹呈黄白相间
B．条纹形成的分布情况由薄膜的厚度决定
C．酒精灯火焰发出两种不同颜色的光照射到薄膜上，形成干涉条纹
D．在图示的情况下，从肥皂薄膜的左面观察时，在薄膜上可看到衍射条纹
9．在下列情况下，发生的是光的哪一种现象，说法错误的是（　　）
A．通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，是光的衍射现象
B．通过三棱镜看书上的字的边缘有彩色，是光的色散现象
C．阳光下，水面上的油膜会出现彩色花纹，是偏振现象
D．增透膜是利用光的干涉现象来使反射光的强度减至最小的
10．以下说法中正确的是（　　）
A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象
B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射
D．只有声波、水波才有衍射现象，其他的波不会发生衍射现象。
11．下列说法中正确的是（　　）
A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象
C．白光经过三棱镜得到彩色图样是光的干涉现象
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象
12．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．
13．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．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹
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
14．下列选项中，属于光的衍射现象的是（　　）
A．泊松亮斑 B．沙漠蜃景
C．等间距条纹 D．太阳光下的肥皂膜3
15．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，发生折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，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．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大
C．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
D．用同一装置做单缝衍射实验，b光的中央亮条纹更宽
二、填空题
16．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。
17．将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的_____（选填“折射”“干涉”或“衍射”）．当缝的宽度______（选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显．
18．从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式ΔxΔp≥可知更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的________，但粒子________的不确定性却更大了。
19．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
20．查阅资料，简述菲涅耳圆孔衍射。
21．两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
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)。
23．（1）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？
（2）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．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？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．B
【详解】
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。
3．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。
4．C
【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。
5．A
【详解】
波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v = λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，而本题为使衍射现象更不明显，则增大小孔尺寸，同时增大水波的频率。
故选A。
6．A
【详解】
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。
7．D
【详解】
A．由图乙条纹特点可知是衍射条纹，即挡板上有一条狭缝，故A错误；
BCD．因为单缝衍射形成的条纹间距与单缝宽度、缝到屏的距离以及光的波长有关，与激光器和狭缝间的距离无关，即减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹宽度将不变；增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变宽；将红色激光换成蓝色激光，波长变短，则中央亮条纹将变窄。故BC错误，D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．在干涉条纹的减弱区域为暗条纹，故总的条纹是明暗相间的，A错；
B．条纹的明暗情况由两列光在薄膜内的路程差决定，即条纹形成的分布情况由薄膜的厚度决定，故B正确；
C．发生干涉的条件是两束光的频率相同，所以颜色不同即频率不同的光不能干涉，故C错；
D．光发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸与波长差不多或小于波长，故D错。
故选B。
9．C
【详解】
A．通过狭缝看日光灯可见彩色花纹，属于单缝衍射，是光的衍射现象。故A正确，与题意不符；
B．通过三棱镜看书上的字的边缘有彩色，是光的色散现象。故B正确，与题意不符；
C．阳光下，水面上的油膜会出现彩色花纹．是薄膜干涉现象。故C错误，与题意相符；
D．增透膜是利用光的干涉现象来使反射光的强度减至最小的。故D正确。与题意不符。
故选C。
10．C
【详解】
AD．一切波均能发生衍射现象，AD错误；
B．明显的衍射现象必须是波的波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大，B错误；
C．波长越长的波，越容易发生衍射， C正确。
故选C。
11．A
【详解】
A．用光导纤维束传送图像信息是利用光在纤维中不停地发生全反射而进行传递信息的，故A正确；
B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B错误；
C．白光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，不属于干涉现象，故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，故D错误。
故选A。
12．A
【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。
13．C
【详解】
A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，A错误；
B．入射光经薄膜上表面反射后得第一束光，折射光经薄膜下表面反射，又经上表面折射后得第二束光，并不是被检测玻璃板的上下表面反射后的光，B错误；
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹，C正确；
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，D错误。
故选C。
14．A
【详解】
A．泊松亮斑是光的衍射现象，A符合题意；
B．沙漠蜃景是光的全反射现象，B不符合题意；
C．等间距条纹是光的干涉现象，C不符合题意；
D．太阳光下的肥皂膜是光的干涉现象，D不符合题意。
故选A。
15．B
【详解】
A．由题图乙可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律可知，冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由知，在冰晶中a光的传播速度较大，故A错误；
B．由于冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，可知a光的波长大于b光的波长，根据可知通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大，故B正确；
C．同种玻璃对a光的折射率较小，由临界角公式可知，a光发生全反射的临界角较大，故C错误；
D．用同一装置做单缝衍射实验，由于a光的波长较长，故a光的中央亮条纹更宽，故D错误。
故选B。
16．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。
17． 衍射 接近
【详解】
通过两支铅笔中间的缝能看到彩色条纹，说明光绕过缝而到人的眼睛，所以这是由于光的衍射现象，由发生明显衍射条件可知，当缝的宽度与光波的波长接近或比光波的波长少得多时能发生明显衍射现象；
18． 位置 动量
【详解】
[1][2]由ΔxΔp≥，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp变大，即动量的不确定性变大。
19． 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．
20．见解析
【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。
21．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。
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。
23．（1）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；（2）会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环
【详解】
(1) 当缝比波长大的多时，光沿直线传播，当缝与波长差不多，大约0.8 mm时会出现衍射条纹；当缝间距变小时，衍射现象更明显，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱；
(2)因为发生了衍射，故会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环。
24．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
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页