山东省章丘中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：5.2光的衍射 配套练习（含解析）

5.2光的衍射
1．某次光的衍射实验中，观察到如图所示的明暗相间的图样，则障碍物为（　　）
A．很小的不透明圆板
B．中间有较小圆孔的不透明挡板
C．很大的不透明圆板
D．中间有较大圆孔的不透明挡板
2．对光的衍射的定性分析，下列说法不正确的是(　　)
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象
B．光通过单缝产生的衍射条纹间距不相等
C．光的衍射现象否定了光的直线传播的结论
D．光的衍射现象说明了光具有波动性
3．关于泊松亮斑，下列说法正确的是（　　）
A．是光的衍射现象，显著表现出光的波动性
B．是光的衍射现象，显著表现出光的粒子性
C．是光的干涉现象，显著表现出光的波动性
D．是光的干涉现象，显著表现出光的粒子性
4．如图，a、b两图是由单色光分别入射到a圆孔和b圆孔形成的图像，由两图可以得出（　　）
A．a图是衍射图像，a孔直径小于b孔直径
B．a图是干涉图像，a孔直径大于b孔直径
C．b图是衍射图像，a孔直径小于b孔直径
D．b图是干涉图像，a孔直径大于b孔直径
5．如图，A、B两图是由单色光分别入射到A圆孔和B圆孔形成的图像，由两图可以得出（　　）
A．A图是衍射图像，A孔直径小于B孔直径
B．A图是干涉图像，A孔直径大于B孔直径
C．B图是衍射图像，A孔直径小于B孔直径
D．B图是干涉图像，A孔直径大于B孔直径
6．让太阳光垂直照射一块遮光板，板上有一个可以自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢缩小直到完全闭合时，在孔后的屏上将先后出现
A．由大变小的三角形光斑，直至光斑消失
B．由大变小的三角形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
C．由大变小的三角形光斑，明暗相间的条纹，直至黑白色条纹消失
D．由大变小的三角形光斑，圆心光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失
7．下列说法中正确的是（　　）
A．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
B．光导纤维传输信号是利用光的干涉现象
C．光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象
D．人造地球卫星用红外遥感技术拍摄云图照片是利用光的干涉现象
8．下列关于光现象和声现象的叙述中正确的有
A．当光和声音从空气传播到水中时，频率均保持不变，但速度都变大
B．夜晚有风的时候，常听到留有狭缝的窗户发出刺耳的鸣声，这是声音的共振
C．杨氏干涉实验装置的双缝前面各放置一个不同颜色滤光片，则光屏上仍有干涉条纹
D．夜晚路口警示灯是红色的灯光，原因是红光波长比其它可见光长，更易发生衍射
9．如图，一束复色光经玻璃球折射和反射后分为两束单色光a、b，下列推论正确的是（　　）
A．若a光是蓝光，则b光可能是黄光
B．a光在玻璃中的传播速度比b光小
C．a光从玻璃射人空气中时，发生全反射的临界角比b光大
D．a、b两光相比，a光更容易发生衍射现象
E.让a、b两光通过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距更宽
10．关于光的干涉、衍射和偏振，下列说法中正确的有(　　)
A．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象
B．全息照相的拍摄主要是利用了光的偏振原理
C．通过手指间的缝踪观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象
D．中国古代的“小孔成像”实验，反映了光波的衍射
11．在图中，甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图象，其中图甲是光的______（选填“干涉”或“衍射”）图象。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径______（选填“大于”或“小于”）图乙所对应的圆孔的孔径。
12．利用如图所示装置，可以在光屏上观察到明暗相间的条纹，这是光的_____现象，若保持单缝到光屏的距离不变，调节狭缝的缝宽，则屏上明暗相间的条纹间距将随单缝宽度的减小而_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
13．某同学利用游标卡尺观察教室内日光灯的衍射现象．他将游标卡尺的两个测量脚逐渐靠近，将眼睛紧贴着狭缝观察日光灯，并让狭缝与日光灯管平行．当游标卡尺之间的狭缝足够小的时候，他观察到了光的衍射现象，此时游标卡尺如下图．
（1）请读出此时游标卡尺的读数________________．
（2）请描述他看到的现象：_______________________________．
参考答案
1．B
【解析】
A.
用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，即泊松亮斑，故A错误；
B.
用光照射中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，故B正确；
C.
用光照射很大的不透明圆板时后面是一片阴影，故C错误；
D.
用光照射很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，不会出现衍射现象，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
A．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象，选项A正确，不符合题意；
B．光通过单缝产生的衍射条纹间距不相等，中间宽，两侧窄，选项B正确，不符合题意；
C．光的直线传播是近似规律，光的衍射现象并没有否定光的直线传播的结论，故C错误，符合题意；
D．光的衍射现象说明了光具有波动性，选项D正确，不符合题意。
故选C。
3．A
【解析】
当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状条纹，这就是泊松亮斑。说明光线偏离原来的直线方向传播，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的，泊松最初做本实验的目的是推翻光的波动性，而实验结果却证明了光的波动性，故A正确，B、C、D错误；
故选A。
4．A
【解析】
BD.因为干涉图样为等宽度的亮暗条纹，a图是衍射图像，所以BD错误；
AC.衍射发生的条件是缝隙宽度小于光的波长才能有清晰的衍射图像，如果缝隙宽度过大会观察不到衍射图像，光会沿直线传播，根据图像信息可知，a孔直径小于b孔直径，故选项A正确B错误。
故选A。
5．A
【解析】
A图中出现明暗相间，间隔不均匀的条纹，所以A图为衍射图样，小孔越小，衍射越明显，干涉出现的明暗相间条纹宽度是均匀的，而B图是光沿直线传播的图样，所以A孔直径小于B孔直径，A正确，BCD错误。
故选A。
6．D
【解析】
当孔足够大时，由于光的直线传播，所以屏首先出现的是三角形光斑，之后随着小孔的继续缩小，出现小孔成像，成的是太阳的像，故为小圆形光斑．随着小孔的进一步缩小，当尺寸与光波波长相当时，出现了明暗相间的衍射条纹，最后随小孔的闭合而全部消失，
D正确
【点睛】
明确光的直线传播以及小孔成像规律，同时注意当能发生明显的衍射条件时，会在屏上出现彩色条纹．
7．A
【解析】
A．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，选项A正确；
B．光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，选项B错误；
C．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项C错误；
D．人造地球卫星用红外遥感技术拍摄云图照片是利用红外线波长较长，则衍射能力较强，选项D错误。
故选A。
8．BD
【解析】
A．当光和声音从空气传播到水中时，频率均保持不变，但速度都变小，A错误；
B．夜晚有风的时候，常听到留有狭缝的窗户发出刺耳的鸣声，这是声音的共振，B正确；
C．两束光的频率相同，才能发生明显的干涉现象。杨氏干涉实验装置的双缝前面各放置一个不同颜色滤光片，透过的光的频率不同，则光屏上不会有干涉条纹，C错误；
D．波长越长，衍射现象越明显。夜晚路口警示灯是红色的灯光，原因是红光波长比其它可见光长，更易发生衍射，D正确；
故选BD。
9．CDE
【解析】
A．由图可知，玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，又玻璃对黄光的折射率小于对蓝光的折射率，所以若a光是蓝光，则b光不可能是黄光，故A错误；
B．根据
结合“玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率”可知，a光在玻璃中的传播速度比b光大，故B错误；
C．根据
结合“玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率”可知，a光从玻璃射入空气中时，发生全反射的临界角比b光大，故C正确；
DE．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，折射率大的光，频率大，波长短，a、b两光相比，a光的波长长，更容易发生衍射现象，通过同一双缝干涉装置，根据
可知，a光的条纹间距也更宽，故DE正确。
故选CDE。
10．AC
【解析】
A．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色，这是光的薄膜干涉现象，故A正确；
B．全息照相的拍摄主要是利用了光的干涉原理，故B错误；
C．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故C正确；
D．“小孔成像”实验反映了光的直线传播规律，故D错误。
故选AC。
11．衍射
小于
【解析】
[1]图甲中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，图乙中出现圆形亮斑．只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象．图甲是光的衍射图样，
[2]由于光波波长很短，约在10-7m数量级上，所以图甲对应的圆孔的孔径比图乙所对应的圆孔的孔径小．图乙的形成可以用光的直线传播解释，说明乙图的孔径大于光波的波长，因此甲孔径小于乙孔径
12．衍射
增大
【解析】
光传播到障碍物的后面的区域，由于是单缝不可能发生两列光的叠加，故只能发生衍射现象，根据单缝宽度越小越容易发生衍射现象，故缝越小，条纹间距越大。
【详解】
发生明显衍射现象的条件是：孔缝的宽度或障碍物的尺寸与波长差不多或比波长还小，故单缝宽度越小越容易发生衍射现象，故缝越小，条纹间距越大。
13．0.1mm
彩色直条纹
【解析】
游标卡尺的固定刻度读数为0mm，游标尺上第1个刻度对齐，所以游标读数为0.1×1mm=0.1mm，所以最终读数为：0+0.1mm=0.1mm；
它看到的是相互平行的彩色直条纹．