东平高级中学2019-2020学年鲁科版选修3-4：5.2光的衍射 巩固练习（含解析）

5.2光的衍射
1．下列说法正确的是（　　）
A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应
C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大
D．树荫下的太阳光斑大多成圆形是因为光的衍射
2．下列四种电磁波中，最容易表现衍射现象的是（
）
A．红外线
B．紫外线
C．无线电波
D．γ射线
3．在观察光的单缝衍射现象时，当狭缝宽度从
0.1mm
逐渐增加到
0.5mm
的过程中，通过狭缝观察线状光源的情况是（　　）
A．不再发生衍射现象
B．衍射现象越来越不明显
C．衍射条纹亮度逐渐变暗
D．衍射条纹的间距逐渐变大
4．直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示。a、b光相比（　　）
A．a光的频率比b光的小
B．玻璃对a光的折射率较大
C．b光在玻璃中的传播速度较大
D．用同一衍射实验装置做实验，a光的衍射条纹宽度相等且比b光的宽
5．下列有关光现象的理解，正确的是（　　）
A．光导纤维丝内芯材料的折射率应比外套材料的折射率大
B．汽车尾灯为红色，是因为红光比其它可见光波长长，易发生干涉
C．照相机镜头镀上一层增透膜，是为了使拍摄的景物呈淡紫色
D．泊松亮斑是光的干涉现象
6．下列说法正确的是（　　）
A．“光纤通信”利用了全反射的原理
B．在岸边观察水中的鱼，鱼的实际深度比看到的要浅
C．光由光疏介质射入光密介质时，折射角大于入射角
D．一切波都能发生干涉和衍射，但干涉和衍射不是波特有的现象
7．如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（　　）
A．玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率
B．不断增大入射角，b光先发生全反射现象
C．在真空中a光的波长大于b光的波长
D．遇到障碍物时，a光更容易发生衍射
8．如图所示，一束光斜射向水面，入水后分成a、b两束，下列说法正确的是(　　)
A．a光比b光更容易发生衍射现象
B．a光的频率大于b光的频率
C．在水中a光的速度比b光的速度小
D．当a、b两种光从水射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角
E.用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
9．如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则下列说法正确的是（　　）
A．图示时刻质点b的加速度正在增大
B．从图示时刻开始，经0.01s，质点b位于平衡位置上方，并向y轴正方向做减速运动
C．从图示时刻开始，经0.01s，质点a沿波传播方向迁移了2m
D．若该波发生明显的衍射现象，则它所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多
10．下列说法正确的是（　　）
A．某学生用单摆测定重力加速度，处理数据时计算得到的数值偏大些，可能是测量摆长时误加了小球直径
B．机械波从一种介质进入到另一种介质，频率将发生改变
C．蝙蝠是利用超声脉冲导航的，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率
D．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
E.光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
11．人们通过光的干涉或衍射现象认识到光具有________性；又通过________现象认识到光具有粒子性，总之，目前人们认为光具有波粒二象性．
12．将a、b两种单色光以相同的入射角从空气斜射入玻璃中，形成空气的光路如图所示。用这两种单色光分别经同一双缝干涉实验装置做双缝干涉实验，其中一种单色光在屏上出现第3级亮纹的地方，刚好是另一种单色光出现第3级暗纹的地方，则
_______，再让这两种单色光经同一单缝衍射装置做单缝衍射实验，则
________光衍射条纹中央亮纹较宽。
13．如图所示，A、B两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图A是光的________(填“干涉”或“衍射”)图样．由此可以判断出图A所对应的圆孔的孔径________(填“大于”或“小于”)图B所对应的圆孔的孔径．
参考答案
1．B
【解析】
A．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达到最大，即使增加驱动力频率，振幅不变，故A错误；
B．医生检查身体的“B超”仪没有用到多普勒效应，而彩超则是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故B正确；
C．两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大，故C错误；
D．树荫下的太阳光斑大多成圆形是由小孔成像形成的，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
在上述电磁波中，无线电波的波长最大，所以最容易表现出衍射现象，故C符合题意，ABD不符合题意。
3．B
【解析】
AB．当狭缝宽度增大，衍射现象越来越不明显，但不会不发生衍射，A错误，B正确；
C．当狭缝宽度增大，衍射亮条纹宽度变窄，亮度变亮，CD错误。
故选B。
4．A
【解析】
AB．由图知，光线进入玻璃砖后，b光的偏折角大，则玻璃对b光的折射率较大，玻璃对a光的折射率较小，则a光的频率比b光的小，故A正确，B错误；
C．玻璃对a光的折射率较小，由可知，a光在玻璃中的传播速度较大，故C错误；
D．衍射条纹宽度是不均匀的，中央宽两边窄，故D错误。
故选A。
5．A
【解析】
根据光的全反射条件，即可求解；红光的波长比其它可见光长，更容易发生衍射；根据光的干涉条件及原理，即可求解；泊松亮斑是光的衍射现象．
【详解】
A、光导纤维丝，是利用光的全反射现象，由全反射条件，可知，则其的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大；故A正确．B、根据红光的波长比其它可见光长，更容易发生衍射现象；故B错误．C、在选择增透膜时，一般是使对人眼灵敏的绿色光在垂直入射时相互抵消，这时光谱中其它频率的光将大部分抵消，因此，进入镜头的光有很多，但以抵消绿光为主，这样照相的效果更好．对于增透膜，有约1.3%的光能量会被反射，再加之对于其它波长的光，给定膜层的厚度是这些光在薄膜中的波长的0.25倍，从薄膜前后表面的反射绿光相互抵消，镜头呈淡紫色；故C错误．D、泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，是衍射现象；故D错误．故选A．
【点睛】
本题考查光的干涉应用，与全反射的条件理解，要我们用所学的物理知识进行解答，解答此类题的关键是首先找出是用哪一部分的知识来进行解答，注意光的干涉、衍射和全反射的知识，会对生活中的现象用物理知识去解释．
6．A
【解析】
A．在光纤通信种是利用了全反射原理，故A正确；
B．岸边观察前方水种的一条鱼，根据视深则有，鱼的实际深度比看到的要深，故B错误；
C．光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角，故C错误；
D．一切波都能发生干涉和衍射，干涉和衍射是波特有的现象，故D错误。
故选A。
7．A
【解析】
A．由图可知玻璃对a光的偏折程度大于b光，所以玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，故A正确；
B．根据折射定律
可知a光的临界角比b光的小，逐渐增大入射角，a光先达到的临界角，则a光先发生全反射，故B错误；
C．在真空中，a、b光传播速度相同，根据
由于a光的频率大于对b光的频率，故a光的波长较小，故C错误；
D．波长越大，越容易发生衍射，故b光更容易发生衍射，
故D错误。
故选A。
8．ADE
【解析】
AB．由题图看出，a光的偏折程度小于b光的偏折程度，则a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小，由c=λf知，波长大，因此a光比b光更容易发生衍射现象，选项A正确，B错误；
C．由公式得，则在同样介质中a光传播的速度比b光的大，选项C错误；
D．因为a光的折射率小，由公式知，a光的临界角大，选项D正确；
E．a光的波长大，根据双缝干涉条纹的间距公式△x=λ知，a光产生的相邻亮条纹间距比b光的大，选项E正确。
故选ADE。
【点睛】
解决本题的突破口在于通过光线的偏折程度得出折射率的大小，以及知道折射率、频率、波长、临界角等大小之间的关系。
9．AB
【解析】
A．由于波沿x轴正方向传播，根据“上下坡”法，知道b质点正向下振动，位移增大，加速度正在增大，故A正确；
B．由图知，波长λ=4m，则该波的周期为
从图示时刻开始，经过0.01s，即半个周期，质点b位于平衡位置上方，并向y轴正方向做减速运动，故B正确；
C．质点a不会沿波传播方向迁移，故C错误；
D．当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射，所以若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比4?m小或和4m差不多，故D错误。
故选：AB。
10．ACE
【解析】
A．由单摆周期公式可知，重力加速度为
单摆的摆长应等于摆线的长度加小球的半径，若测量摆长时误加了小球直径算进去，摆长测量值偏大，则重力加速度的测量值偏大，故A正确；
B．波从一种介质进入到另一种介质频率不变，波速改变，故B错误；
C．蝙蝠利用超声脉冲导航，当它正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，与墙壁相互靠近，故接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于它发出的频率，故C正确；
D．紫外线比紫光的波长短，更不容易发生干涉和衍射，故D错误；
E．光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，故E正确；
故选ACE。
11．波动；
光电效应；
【解析】
[1][2]人们通过光的干涉或衍射现象认识到光具有波动性；又通过光电效应现象认识到光具有粒子性，总之目前人们认为光具有波粒二象性。
12．
a
【解析】由图知，b光的偏折程度大，折射率大，波长短．据题有：
，解得；由于a光的波长长，更容易产生明显的衍射现象，则a光衍射条纹中央亮纹较宽．
【点睛】解决本题的关键掌握双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍，则出现明条纹，路程之差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹．还要知道光的波长越短，频率越高，折射率越大
13．衍射
小于
【解析】
[1][2]．A中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，B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．题图A是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10-7
m数量级上，所以题图A对应的圆孔的孔径比题图B所对应的圆孔的孔径小．题图B的形成可以用光的直线传播解释．