4.5 光的衍射 同步练（含答案） 高中物理人教版（2019）选择性 必修 第一册
文档属性
| 名称 | 4.5 光的衍射 同步练（含答案） 高中物理人教版（2019）选择性 必修 第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-08-27 13:46:51 | ||
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文档简介
5 光的衍射
考点一 光的衍射
1．关于光的衍射现象，下列说法不正确的是( )
A．衍射条纹是光波相互叠加的结果
B．光的衍射现象是光在传播过程中偏离直线绕过障碍物继续传播的现象
C．光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
2．(2022·枣庄市检测)下列现象中属于光的衍射现象的是( )
A．雨后天空美丽的彩虹
B．阳光下肥皂膜的彩色条纹
C．光通过三棱镜产生的彩色条纹
D．对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹
3.某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条宽度为0.05 mm的窄缝(水平)，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是( )
4．(2023·江苏昆山中学高二月考)某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是( )
A．单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小
B．单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小
C．双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大
D．双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大
考点二 单缝衍射和双缝干涉的比较
5．下列四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器和同一单缝衍射仪器形成的图样(黑色部分表示亮纹，保持缝到屏距离不变)。其中属于蓝光的衍射图样的是( )
6．(2022·淮安市高二期中)如图所示，(a)表示单缝，(b)表示双缝。用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹)，如图(c)(d)所示。下列关于缝和条纹间关系的说法中正确的是( )
A．图(c)表示单缝衍射条纹，图(d)表示双缝干涉条纹
B．单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹
C．双缝间距离越短，对应条纹间距越大
D．照射双缝的单色光波长越短，对应条纹间距越大
7．(2022·江苏南通市高二期中)下列光现象中，光学原理与其他各项不同的是( )
8．(2022·江苏徐州市高二期中)地面阳光的成分包括44%的可见光、53%的红外线和3%的紫外线。在大气层之外，阳光中含有10%的紫外线，大多数的紫外线被大气阻挡住而无法到达地表。下列说法正确的是( )
A．红外线的频率比可见光大
B．紫外线的波长比可见光长
C．红外线的衍射能力比紫外线弱
D．红外线和紫外线在真空中的传播速度相同
9．(2023·忻州一中期中)中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人。在研究青蒿素化学结构时，研究人员用X射线衍射的方法最终确定了其化学结构。X射线的波长比可见光的短，在做单缝衍射实验时，下列说法正确的是( )
A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄
B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变窄
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄
10．关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是( )
甲：单色光通过劈尖产生明暗条纹
乙：单色光通过牛顿环产生明暗条纹
丙：单色光通过双缝产生明暗条纹
丁：单色光通过单缝产生明暗条纹
A．四个实验产生的条纹均为干涉条纹
B．甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹
C．丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大
D．丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹
11．(2022·江苏盐城市高二期末)5G时代移动通信技术采用3 300×106～5 000×106 Hz频段的电磁波，相比于现有的4G移动通信技术采用的1 880×106～2 635×106 Hz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
12．(2023·江苏如皋市调研)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光的相邻亮条纹间距较大
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
5 光的衍射
1．C
2．D [雨后天空美丽的彩虹，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，这种现象叫作光的色散；日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹属于光的干涉；一束白光通过三棱镜产生的彩色条纹属于光的折射现象；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，故选D。]
3．D [单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，故衍射条纹也是水平的，D对。]
4．A [双缝干涉的图样是明暗相间条纹，且条纹宽度相同且等间距，故C、D错误；做单缝衍射实验时，缝越窄，衍射条纹越宽，故A正确，B错误。]
5．B [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，所以A、C选项中的图样为干涉图样。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，红光的波长大于蓝光的波长，所以B项为蓝光的衍射图样。]
6．C [根据单缝衍射图样为不等间隔的明暗相间的条纹，双缝干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹，可知题图(d)表示单缝衍射条纹，题图(c)表示双缝干涉条纹，A错误；根据产生明显衍射现象的条件可知，单缝S越窄时，越容易观察到对应的明暗条纹，B错误；根据Δx＝λ可知，波长λ越长，条纹间距越大，双缝间的距离d越短，条纹间距越大，C正确，D错误。]
7．A [A中图像是由于光的干涉形成的，B、C、D中的图像是由于光的衍射形成的。]
8．D [根据电磁波谱的波长顺序可知，红外线的波长大于可见光的波长大于紫外线的波长，所以紫外线的频率大于可见光的频率大于红外线的频率，A、B错误；光的波长越长，衍射现象越明显，衍射能力越强，红外线波长大于紫外线波长，所以红外线的衍射能力比紫外线强，C错误；红外线和紫外线都是电磁波，它们在真空中的传播速度相同，D正确。]
9．A [将入射光由可见光换成X射线，波长变小，衍射条纹间距变窄，故A正确；使单缝宽度变小，则衍射条纹间距变宽，故B错误；换用波长较长的光照射，则衍射条纹间距变宽，故C错误；增大单缝到屏的距离，则衍射条纹间距变宽，故D错误。]
10．D [丁实验中，单色光通过单缝产生的明暗条纹为光的衍射条纹，其他三个均为光的干涉条纹，选项A错误，D正确；牛顿环产生明暗条纹是不等距的，选项B错误；丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的波长越大，频率越小，选项C错误。]
11．B [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；4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播，选项B正确；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；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。]
12．C [由题图可知，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，由折射定律可知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由v＝知b光的传播速度较小，A错误；b光的折射率大，波长短，用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更窄，B错误；a光的波长大于b光的波长，根据Δx＝λ，可知a光相邻亮条纹间距较大，C正确；由sin C＝知a光的临界角较大，D错误。]
考点一 光的衍射
1．关于光的衍射现象，下列说法不正确的是( )
A．衍射条纹是光波相互叠加的结果
B．光的衍射现象是光在传播过程中偏离直线绕过障碍物继续传播的现象
C．光的衍射现象完全否定了光沿直线传播的结论
D．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
2．(2022·枣庄市检测)下列现象中属于光的衍射现象的是( )
A．雨后天空美丽的彩虹
B．阳光下肥皂膜的彩色条纹
C．光通过三棱镜产生的彩色条纹
D．对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹
3.某同学使用激光器做光源，在不透光的挡板上开一条宽度为0.05 mm的窄缝(水平)，进行光的衍射实验，如图所示，则他在光屏上看到的条纹是( )
4．(2023·江苏昆山中学高二月考)某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是( )
A．单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小
B．单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小
C．双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大
D．双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大
考点二 单缝衍射和双缝干涉的比较
5．下列四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器和同一单缝衍射仪器形成的图样(黑色部分表示亮纹，保持缝到屏距离不变)。其中属于蓝光的衍射图样的是( )
6．(2022·淮安市高二期中)如图所示，(a)表示单缝，(b)表示双缝。用某单色光分别照射竖直放置的单缝和双缝，在缝后较远位置竖直放置的光屏上可以观察到明暗相间的条纹(图中阴影表示亮条纹)，如图(c)(d)所示。下列关于缝和条纹间关系的说法中正确的是( )
A．图(c)表示单缝衍射条纹，图(d)表示双缝干涉条纹
B．单缝S越宽，越容易观察到对应的明暗条纹
C．双缝间距离越短，对应条纹间距越大
D．照射双缝的单色光波长越短，对应条纹间距越大
7．(2022·江苏南通市高二期中)下列光现象中，光学原理与其他各项不同的是( )
8．(2022·江苏徐州市高二期中)地面阳光的成分包括44%的可见光、53%的红外线和3%的紫外线。在大气层之外，阳光中含有10%的紫外线，大多数的紫外线被大气阻挡住而无法到达地表。下列说法正确的是( )
A．红外线的频率比可见光大
B．紫外线的波长比可见光长
C．红外线的衍射能力比紫外线弱
D．红外线和紫外线在真空中的传播速度相同
9．(2023·忻州一中期中)中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人。在研究青蒿素化学结构时，研究人员用X射线衍射的方法最终确定了其化学结构。X射线的波长比可见光的短，在做单缝衍射实验时，下列说法正确的是( )
A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄
B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变窄
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变窄
10．关于甲、乙、丙、丁四个实验，以下说法正确的是( )
甲：单色光通过劈尖产生明暗条纹
乙：单色光通过牛顿环产生明暗条纹
丙：单色光通过双缝产生明暗条纹
丁：单色光通过单缝产生明暗条纹
A．四个实验产生的条纹均为干涉条纹
B．甲、乙两实验产生的条纹均为等距条纹
C．丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的频率越大
D．丁实验中，产生的明暗条纹为光的衍射条纹
11．(2022·江苏盐城市高二期末)5G时代移动通信技术采用3 300×106～5 000×106 Hz频段的电磁波，相比于现有的4G移动通信技术采用的1 880×106～2 635×106 Hz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
12．(2023·江苏如皋市调研)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光的相邻亮条纹间距较大
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
5 光的衍射
1．C
2．D [雨后天空美丽的彩虹，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，这种现象叫作光的色散；日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹属于光的干涉；一束白光通过三棱镜产生的彩色条纹属于光的折射现象；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，属于单缝衍射，故选D。]
3．D [单缝衍射条纹中间宽，两侧越来越窄，又由于单缝是水平的，故衍射条纹也是水平的，D对。]
4．A [双缝干涉的图样是明暗相间条纹，且条纹宽度相同且等间距，故C、D错误；做单缝衍射实验时，缝越窄，衍射条纹越宽，故A正确，B错误。]
5．B [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，所以A、C选项中的图样为干涉图样。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，红光的波长大于蓝光的波长，所以B项为蓝光的衍射图样。]
6．C [根据单缝衍射图样为不等间隔的明暗相间的条纹，双缝干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹，可知题图(d)表示单缝衍射条纹，题图(c)表示双缝干涉条纹，A错误；根据产生明显衍射现象的条件可知，单缝S越窄时，越容易观察到对应的明暗条纹，B错误；根据Δx＝λ可知，波长λ越长，条纹间距越大，双缝间的距离d越短，条纹间距越大，C正确，D错误。]
7．A [A中图像是由于光的干涉形成的，B、C、D中的图像是由于光的衍射形成的。]
8．D [根据电磁波谱的波长顺序可知，红外线的波长大于可见光的波长大于紫外线的波长，所以紫外线的频率大于可见光的频率大于红外线的频率，A、B错误；光的波长越长，衍射现象越明显，衍射能力越强，红外线波长大于紫外线波长，所以红外线的衍射能力比紫外线强，C错误；红外线和紫外线都是电磁波，它们在真空中的传播速度相同，D正确。]
9．A [将入射光由可见光换成X射线，波长变小，衍射条纹间距变窄，故A正确；使单缝宽度变小，则衍射条纹间距变宽，故B错误；换用波长较长的光照射，则衍射条纹间距变宽，故C错误；增大单缝到屏的距离，则衍射条纹间距变宽，故D错误。]
10．D [丁实验中，单色光通过单缝产生的明暗条纹为光的衍射条纹，其他三个均为光的干涉条纹，选项A错误，D正确；牛顿环产生明暗条纹是不等距的，选项B错误；丙实验中，产生的条纹间距越大，该光的波长越大，频率越小，选项C错误。]
11．B [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；4G和5G信号既可以有线传播，也可以无线传播，选项B正确；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；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。]
12．C [由题图可知，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，由折射定律可知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由v＝知b光的传播速度较小，A错误；b光的折射率大，波长短，用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更窄，B错误；a光的波长大于b光的波长，根据Δx＝λ，可知a光相邻亮条纹间距较大，C正确；由sin C＝知a光的临界角较大，D错误。]