同步课时精练（二十）5.3光的衍射（后附解析）

同步课时精练（二十）5.3 光的衍射（后附解析）
一、单选题
1．单色光通过双缝产生干涉现象，同种单色光通过单缝产生衍射现象，在光屏上都得到明暗相间的条纹，比较这两种条纹(　　)
A．干涉、衍射条纹间距都是均匀的
B．干涉、衍射条纹间距都是不均匀的
C．干涉条纹间距不均匀，衍射条纹间距均匀
D．干涉条纹间距均匀，衍射条纹间距不均匀
2．如图所示的实验装置，光屏上出现的图像是（　　）
A． B．
C． D．
3．一单色光源发出的光经一狭缝照射到光屏上，可观察到的图象是（　　）
A． B．
C． D．
4．如图所示，挡板上安装有宽度可调的一条狭缝，缝后放一个光屏。用单色平行光照射狭缝，狭缝宽度从调整为，光屏上可能呈现（ ）
A．图样①变化为图样② B．图样②变化为图样①
C．图样③变化为图样④ D．图样④变化为图样③
5．在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样那么障碍物应是（黑线为暗纹）（　　）

A．很小的不透明的圆板
B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆板
C．很大的不透明圆板
D．很大的中间有小圆孔的不透明圆板
6．下列说法不正确的有（　　）
A．伽利略最早发现单摆等时性原理，惠更斯得出了单摆周期公式
B．物理学家泊松将光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑，说明光发生了衍射现象
C．奥斯特发现了电流的磁效应，焦耳发现了电流的热效应
D．用同一装置做托马斯杨干涉实验，若得到的A单色光条纹间距比B单色光条纹间距大，则在同一介质中A光的波长长、波速大，对介质的折射率大、临界角大
7．彩虹的形成是雨后太阳光射入空气中的水滴先折射，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再次折射形成。如图所示，一束太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，一条是红光，另一条是紫光。关于a光和b光的说法中，正确的是（ ）

A．a光是红光 B．a光的波长更长
C．b光更容易发生衍射 D．在真空中传播时，b光的速度更大
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
二、多选题
9．一束复色光由空气斜射向平行玻璃砖，入射角为θ，从另一侧射出时分成a、b两束单色光，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．在该玻璃中a光的传播速度比b光的大
B．a光在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大
C．a光比b光更容易发生明显的衍射现象
D．增大θ（θ<90°），a、b两束光可能不会从另一侧射出
E．a光从该玻璃射向空气时的临界角比b光的大
10．下列说法正确的是________
A．受迫振动的频率总等于振动系统的固有频率
B．波长越长的电磁波越容易发生衍射
C．利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速
D．宇航员在相对地面高速运动的飞船里观测到地面上的钟走的较快
11．如图所示，一束复色光斜射入一平行玻璃砖后分成a、b两束单色光，折射角分别为30°和45°。已知该复色光入射时与玻璃砖上表面成30°角，下列说法中正确的是（　　）

A．a、b两束单色光在玻璃砖中的折射率之比为
B．a、b两束单色光在玻璃砖中的传播速率之比为
C．在相同条件下，a光比b光更容易产生明显的衍射现象
D．射出玻璃砖后，a、b两束光一定平行
12．下列说法中正确的是（　　）
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物继续传播的现象
B．衍射图样是光波相互叠加的结果
C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据
D．光的衍射现象完全否定了光沿直线传播
三、解答题
13．如下图所示，甲、乙两图是同一单色光分别透过孔径为和的两圆孔后在光屏上形成的图样。由图样比较和的大小。
14．柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝。对这些细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用如下图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制。这一技术利用了光的什么现象？如果发现光屏上的条纹变宽，表明此时抽出的铜丝粗细发生了怎样的变化？为什么？
15．如图所示是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片．
(1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的宽度大小关系．
(2)试说明照片(4)中中央条纹的颜色及成因．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
解析：根据干涉和衍射现象可知干涉条纹间距相同，而衍射条纹间距不均匀，中央亮条纹最宽。
答案：D。
2．B
解析：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。
答案：B。
3．A
解析：单缝衍射时，中央亮条纹最宽最亮，两边依次变窄，变暗，这是单缝衍射条纹特征。
答案：A。
4．D
解析：AB．①和②为双缝干涉实验的图像，故AB错误；
CD．用单色平行光照射狭缝，当缝调到很窄时，尽管亮条纹的亮度有所降低，但是宽度反而增大了，故可能呈现图样④变化为图样③。故C错误，D正确。
答案：D。
5．D
解析：圆盘衍射和圆孔衍射的图样对比如下表所示：
种类 异同点 圆盘衍射 圆孔衍射
不同点 中心亮斑 较小 较大
亮（暗）环间距 随环的半径增大而减小 随环的半径增大而增大
背景 明亮 黑暗
相同点 均为明暗相间圆环，中心均有亮斑
由题图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，可判断此图样为圆孔衍射图样，故D项正确。
答案：D。
6．D
解析：A．伽利略最早发现单摆等时性原理，惠更斯得出了单摆周期公式，故A正确，不符合题意；
B．物理学家泊松将光照到不透光小圆盘上出现泊松亮斑，说明光发生了衍射现象，故B正确，不符合题意；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，焦耳发现了电流的热效应，故C正确，不符合题意；
D．用同一装置做托马斯杨干涉实验，若得到的A单色光条纹间距比B单色光条纹间距大，根据
可知，则在同一介质中A光的波长长、频率小，对介质的折射率小、根据
可知传播速度大，根据
则临界角大，故D错误，符合题意。
答案：D。
7．C
解析：A．a、b两条出射光线均在水滴表面发生折射现象，入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根据折射定律，可知
折射率大则光的频率高，因此a光是紫光，b光是红光，故A错误；
B．由于光的频率越大，波长越短，因此
故B错误；
C．根据光的衍射现象，遇到相同的障碍物，波长越长的光越容易发生明显衍射，因此b光更容易发生明显衍射，故C正确；
D．在真空中传播时，a、b光的速度一样大，故D错误。
答案：C。
8．C
解析：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。
答案：C。
9．ACE
解析：AB．由题图可看出，光线通过平行玻璃砖后，a光的偏折程度较小，b光的偏折程度较大，说明该玻璃对a光的折射率小于b光的折射率，由
可知，在该玻璃中a光的传播速度比b光的大，但在真空中的传播速度相同，都为c，故A正确，B错误；
C．a光的折射率较小，频率较低，波长较长，则a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故C正确；
D．由几何关系知光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆原理可知，光一定能从另一侧射出，故D错误；
E．由
可知，由于该玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的临界角更大，故E正确。
答案：ACE。
10．BC
解析：A、受迫振动的频率总等于策动力的频率，故A错误；
B、波长越长的电磁波，越容易发生衍射，故B正确；
C、多普勒效应是波特有的现象，医生利用超声波的多普勒效应可以探测病人血管中血液的流速，故C正确；
D、根据钟慢效应，宇宙飞船相对于地球高速运动的过程中，飞船的人观察飞船是不运动的，而地球是高速运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，正常走时，而地球上的钟变慢了，故D错误．
点拨：本题考查的知识点比较多，重点是掌握各种物理现象发生的原理即可顺利解决此类题目，尤其要重点理解钟慢效应．
11．AD
解析：A．根据折射定律得玻璃砖对a、b两束单色的折射率为
所以a与b在玻璃砖中的折射率之比为
故A正确；
B．根据
可得
故B错误；
C．由于波长越大折射率越小，则b的折射率小波长大，在相同条件下，波长越大，越容易产生明显的衍射现象，故b光比a光更容易产生明显的衍射现象，故C错误；
D．a、b两单色光从玻璃砖下表面射出时，入射角分别等于从上表面射入时的折射角，根据对称性可知，a、b光从下表面射出时的折射角都是60°，由几何关系可知，a、b光从玻璃砖下表面射出后是平行光，故D正确；
答案：AD。
12．ABC
解析：A．光的衍射是光绕过障碍物继续传播的现象，A正确；
B．衍射图样是光波的叠加形成的，B正确；
C．衍射是波的特有现象，光能发生衍射说明光是一种波， C正确；
D．光的衍射是光遇到障碍物时产生的一种现象，与光在同一种均匀介质中沿直线传播不矛盾， D错误。
答案：ABC。
13．
解析：根据图样可知，图甲发生了光的衍射现象，图乙图样的形成是光的直线传播，根据发生明显衍射的条件可知，图甲中孔径的尺寸与光的波长相差不多，而图乙中光发生直线传播，孔径的尺寸比光的波长大得多，因此有
14．衍射；衍射现象更明显说明抽制的丝变细了
解析：激光监控是利用了光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则说明衍射现象更明显了，由明显衍射条件可知，抽制的丝变细了。
15．(1)四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小 (2)白色
解析：（1）从四张照片的单缝衍射图样可以看出，由图（1）到图（4），衍射现象越来越明显，说明两测量脚间的狭缝越来越小，因此由图（1）到图（4）四张照片对应的两测量脚间的宽度越来越小．
(2)图（4）中中央条纹的颜色为白色，因为各种色光在屏中央均为亮条纹，七色光叠加后中央条纹仍为白色
思路分析：根据明显衍射现象的条件可以进行判断
试题点评：考查学生对明显衍射条件的掌握
答案第1页，共2页
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