东营市胜利第三十九中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：5.2光的衍射 课时作业（含解析）

5.2光的衍射
1．如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行且足够大的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光I、II、III，则（　　）
A．增大α角且α≤，光束II、III会靠近光束I
B．玻璃对光束III的折射率大于对光束II的折射率
C．减小α角且α＞，光束III可能会由于全反射而从上表面消失
D．光束III比光束II更容易发生明显衍射
2．关于下列图的说法正确的是（
）
A．第一幅图表示很大的中间有小圆孔的不透明挡板的衍射图样
B．第二幅图竖直肥皂膜上观察到的干涉图样
C．第三幅图利用薄膜干涉检查样品的平整度
D．第四幅图由可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大，振幅越大
3．下列说法正确的是（　　）
A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象
B．照相机镜头上会镀一层增透膜，是为了增强光的透射，利用光的干涉原理
C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
D．在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短
4．下列说法正确的是（　　）
A．由于真空中没有介质，因此电磁波不能在真空中传播
B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，而光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理
C．无影灯利用的是光的衍射原理，雨后的彩虹是光的干涉现象
D．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理
5．以线状白炽灯为光源，通过狭缝观察该光源，可以看到（　　）
A．黑白相间的条纹，这是光的干涉
B．黑白相间的条纹，这是光的衍射
C．彩色的条纹，这是光的干涉
D．彩色的条纹，这是光的衍射
6．如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中，哪个图是蓝光形成的干涉图样
A．
B．
C．
D．
7．一个不透光的薄板上有两个靠近的窄缝，红光透过双缝后，在墙上呈现明暗相间的条纹，若将其中一个窄缝挡住，在墙上可以观察到（　　）
A．光源的像
B．一片红光
C．仍有条纹，但宽度发生了变化
D．条纹宽度与原来条纹相同，但亮度减弱
8．用a、b两种不同的单色光在相同条件下分别经同一单缝衍射装置得到的衍射图样如图甲、乙所示。现使a光从水中斜射向水面上的O点，其入射角为i、折射角为r，如图丙所示。对于这两种单色光，下列说法正确的是（　　）
A．在真空中a光的波长较短
B．水对a光的折射率
C．在水中a光的传播速度较大
D．a光从水中射向空气发生全反射时的临界角较小
9．在透明的均匀介质内有一球状空气泡，O
为球心，一束包含
a、
b
两种单色光的细光束从介质射入气泡，A
为入射点，之后
a、b
光分别从
C、D
两点射向介质，细光束在
A
点的入射角为
30°，介质对
a
光的折射率
n=，下列说法中正确的是
（　　）
A．在该介质中，a
光的传播速度比
b
光的传播速度大
B．a
光射出空气泡后的传播方向相对于射入空气泡前的传播方向偏转角为
30°
C．当
a
光通过单缝时，若缝的宽度小于
a
光波长时，a
光不能发
生衍射现象
D．若由
a
光和
b
光组成的一束细光束从空气斜射向水中，在不断增大入射角时，a
的折射光会先消失
10．如图所示的4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形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）。则在下面的四个图中（
）
A．属于衍射图样的是A和C
B．属于干涉图样的是A和C
C．A图对应的光的波长比C图对应的光的波长更大
D．B图对应的光的频率比D图对应的光的频率更小
E.从左到右的四幅图ABCD对应的色光的顺序是红光、紫光、蓝光、黄光
11．在太阳光照射下，水面油膜上会出现彩色的花纹，这是两列相干光波发生干涉的结果，这两列相干光波是太阳光分别经_______而形成的。用平行的单色光垂直照射不透明的圆板，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心处有一个亮斑，这是光的______现象。
12．如图（a），一束激光通过刻有狭缝的遮光板A后，测出在光屏上的光强分布如图（b）所示。这种现象叫_________________，该现象说明光具有_______________性。
13．如图所示，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后面屏上的阴影中心出现了一个亮斑，被称为泊松亮斑，这是光的_______现象，这一实验有力地支持了光的_________说。
参考答案
1．AD
【解析】
A．根据光路的可逆性画出光路图
增大角，入射角减小，根据折射定律可知折射角减小，所以光束II、III会靠近光束I，A正确；
B．根据光路图可知，入射角一定，II的折射角小于III的折射角，根据折射定律
可知III的折射率小于II的折射率，B错误；
C．复色光沿PO方向射入玻璃砖，经过反射时，在上表面的入射角等于光束进入玻璃砖时的折射角。所以由光路可逆性原理可知，减小α角且，光束III不会在上表面发生全反射，一定能从上表面射出，C错误；
D．III的折射率小于II的折射率，所以III的频率小于II的频率，根据
可知III的波长大于II的波长，所以光束III比光束II更容易发生明显衍射，D正确。
故选AD。
2．ABC
【解析】
A．该图是用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样。故A正确；
B．薄膜干涉为前后两个面反射回来的光发生干涉形成干涉条纹，故从肥皂薄膜的观察到水平干涉条纹，用复色光时出现彩色条纹；由重力作用，肥皂膜前后表面的厚度从上到下逐渐增大，从而使干涉条纹的间距变密，故B正确；
C．利用薄膜干涉，由薄层空气的两表面反射光，频率相同，从而进行相互叠加，达到检查样品的平整度的目的，故C正确；
D．由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，才出现共振现象，振幅才最大，跟固有频率f0相差越大，振幅越小，故D错误。
故选ABC。
3．ABD
【解析】
A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象，故A正确；
B．照相机镜头上会镀一层膜，为增透膜，这是利用了光的干涉原理，能增强光的透射程度，故B正确；
C．波长越短的电磁波，衍射本领越弱，越不容易绕过障碍物，不便于远距离传播，故C错误；
D．在真空中传播的电磁波，波速不变，根据可知，当它的频率增加时，波长变短，故D正确．
故选ABD．
4．B
【解析】
A．电磁波可以在真空中传播，A错误；
B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理，B正确；
C．无影灯利用的是光的直线传播原理，雨后的彩虹是光的折射现象，C错误；
D．泊松亮斑是光的衍涉现象，全息照相的拍摄利用了激光的单色性，即相干性原理，D错误。
故选B。
5．D
【解析】
AC．由题可知该现象为光的衍射现象，故AC错误；
BD．线状白炽灯发出的光是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的单缝衍射的图样中条纹宽度和间距都不相同，因此各单色光的亮条纹或暗条纹不能完全重叠在一起，所以形成彩色条纹，故B错误，D正确。
故选D。
6．A
【解析】
试题分析：干涉图样的条纹间的距离都是相等的，衍射时最中间的条纹最粗，向两旁依次变细，故A、C是干涉图样，B、D是衍射图样；又由于红光比蓝光的折射率小，频率小，而光速不变，所以红光的波长较长，则蓝光波长较短，所以蓝光形成的干涉图样条纹间的距离较小，所以A是蓝光形成的干涉图样，该题选A．
考点：干涉与衍射图样．
7．C
【解析】
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ABD错误，C正确。
故选C。
8．C
【解析】
A．甲光衍射明显，说明光的波长比乙的波长大，即，A错误；
B．水对a光的折射率，B错误；
C．光的波长比的波长大，根据可知光的频率小，折射率小，根据可知在水中a光的传播速度较大，C正确；
D．根据全反射定律可知a光从水中射向空气发生全反射时的临界角较大，D错误。
故选C。
9．B
【解析】
A．根据光在A点的折射，可知，a光的偏折角大于b光的偏折角，所以a光的折射率大于b光的折射率，由
得知，在该介质中，a色光的传播速度比b色光的传播速度小，A错误；
B．设a光在A点的入射角为，折射角分别为
，由折射定律得
得
得
根据光路可逆性和几何知识可知，a光线从C点射出时，入射角和折射角分别等于A点折射角时折射角和入射角，则偏向角为
B正确；
C．对照衍射的条件知，当a光通过单缝时，若缝的宽度小于a光波长时，a光能发生衍射现象，C错误；
D．发生全反射的条件是从光密介质射向光疏介质，光束从空气斜射向水中，不能发生全反射，折射光线不会消失，D错误。
故选B。
10．BCE
【解析】
AB．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，故A图和C图两个是双缝干涉图样，选项A错误，B正确；
C．根据双缝干涉条纹间距可知波长λ越大，越大，故A图对应的光的波长比C图对应的光的波长更大，选项C正确；
D．单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗；波长越大（频率越低），中央亮条纹越粗，故B图对应的光的频率比D图对应的光的频率更大，选项D错误；
E．A图对应的光的波长比C图对应的光的波长更大，所以A图是红光，C图是蓝光；B图对应的光的频率比D图对应的光的频率更大，所以B图是紫光，D图为黄光。故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射），选项E正确。
故选BCE。
11．膜的前表面和后表面分别反射出来形成两列相干光
衍射
【解析】
[1]在太阳光照射下，水面油膜上会出现彩色条纹是薄膜干涉的结果，是光经过油膜前后表面反射后干涉形成的；
[2]用平行的单色光垂直照射不透明圆板时，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心处有一个亮斑，阴影的周围是明暗相间的环状衍射条纹。这就是泊松亮斑，是单色光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的。
12．光的衍射
波动
【解析】
[1][2]．由图可知，一束激光通过刻有狭缝的遮光板A后，部分光线偏离原来直线传播的方向，这种现象叫光的衍射现象；该现象说明光具有波动性。
13．衍射
波动
【解析】
[1]当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后面屏上的阴影中心出现了一个亮斑，被称为泊松亮斑，光偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播，这是光的衍射现象。
[2]衍射现象是波特有的现象，这一实验有力地支持了光的波动说。