古交市第二高级中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：5.2光的衍射 质量检测（含解析）

5.2光的衍射
1．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示．下列说法中正确的是(
)
A．图中光束①是红光，光束②是蓝光
B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快
C．若光束①②先后通过同一单缝衍射装置，光束①的中央亮纹比光束②的窄
D．若光束①②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的宽
2．下列现象中，属于光的衍射现象的是（
）
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．海市蜃楼现象
D．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹
3．图甲和图乙是光的双缝干涉或单缝衍射图样，下列说法正确的是(
)
A．两幅图都是光的干涉图样
B．两幅图都是光的衍射图样
C．图甲是光的衍射图样，图乙是光的干涉图样
D．图甲是光的干涉图样，图乙是光的衍射图样
4．我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色光容易引起人的视觉注意以外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光（
）．
A．比其他可见光更容易发生干涉
B．比其他可见光更容易发生衍射
C．比其他可见光的光子能量大
D．比其他可见光更容易发生光电效应
5．下列几种电磁波中，最能发生明显衍射现象的是（
）
A．射线
B．X射线
C．红外线
D．无线电波
6．天气晴朗时，树阴下地面上往往出现一些圆亮斑，这是阳光（
）
A．干涉的结果
B．衍射的结果
C．成的实像
D．成的虚像
7．下列现象中，属于光的衍射现象的是
A．雨后天空出现彩虹
B．通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹
C．镀膜后，望远镜的镜头透入光的亮度增强
D．拍摄玻璃橱窗内的展品时，在镜头前加装一元件，可以有效阻挡玻璃的反射光进入相机镜头
8．中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学的角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光　(　　)
A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于b光
B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量大
C．分别用a光和b光在同一装置上做单缝衍射实验，用b光时得到的中央条纹间距更宽
D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光
9．图甲、图乙为两次用单色光做双缝干涉实验时，屏幕上显示的图样。图甲条纹间距明显大于图乙，比较两次实验
A．若光屏到双缝的距离相等，则图甲对应的波长较大
B．若光源、双缝间隙相同，则图甲光屏到双缝的距离较大
C．若光源、光屏到双缝的距离相同，则图甲双缝间隙较小
D．图甲的光更容易产生明显的衍射现象
10．a、b两束平行激光垂直于表面射入截面为等腰直角三角形（截面如图）的玻璃砖，其中b束激光在出射面上发生全反射，下列关于这两束激光的说法中正确的是__________
A．a光的频率更大
B．a光在此玻璃砖内传播速度更大
C．该玻璃砖对a光的折射率大于
D．a光对微小障碍物的衍射现象更明显
E.a光和b光分别通过杨氏双缝干涉装置的两个狭缝，不能产生干涉现象
11．抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可以判断细丝粗细的变化(　　)
A．这里应用的是光的衍射现象
B．这里应用的是光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
12．如图所示，甲乙两幅图分別是a、b两束单色光经过同一狭缝后的衍射图样，则下列说法正确的是（）
A．在真空中，a光的波长比b光大
B．在同一介质中传播，a光的传播速度比b光快
C．两束单色光分别入射到同一双缝干涉装置时，在光屏上b光亮纹的条数更多
D．当两束光从空气中射向玻璃时，a光不发生全反射，但b光可能发生全反射
13．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则(　　)
A．图中a光为偏振光
B．图中b光为偏振光
C．以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮
D．以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮
E.以SP为轴将A转过后，在P处将看到光亮
14．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判定细丝粗细的变化（
）
A．这主要是光的干涉现象
B．这主要是光的衍射现象
C．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D．假如屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
参考答案
1．C
【解析】
由图可知介质对①光的折射率比对②光的折射率大，所以①光的频率高于②光的频率，①红光折射率小于蓝光，A错；折射率越大，在介质中的传播速度越小，B错；①光的波长比②光的短，经同一单缝衍射成双缝干涉时入射光的波长越长，其中央亮纹越宽，D错C对．
2．B
【解析】
彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成色散及反射而成，所以A项错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹是单缝衍射的结果，所以B项正确；海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率，属于全反射的现象，所以C项错误；日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹，属于薄膜干涉现象，所以D项错误．
3．D
【解析】
干涉图样的条纹等间距，故甲图是干涉条纹，衍射图样的中间条纹的宽度比较大，故乙图是衍射条纹。故ABC错误，D正确。
故选D。
4．B
【解析】
AB．红色光的波长较长，而频率较小，所以比其他可见光更容易发生衍射，故A不符合题意，B符合题意。
C．红色光的波长较长，而频率较小，由E=hv知比其他可见光的光子能量更小。故C不符合题意。
D．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与光的颜色无关系。故D不符合题意。
故选B。
5．D
【解析】
波发生明显的衍射现象的条件：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近或比波长还小时．故波长越长衍射越明显、波长越短衍射越不明显，由于无线电波波长最长，所以无线电波最能发生明显衍射现象，故D正确，ABC错误。
故选D。
6．C
【解析】
浓密的枝叶间的空隙很小，这些空隙可以看成是小孔，由于太阳光直线传播，通过小孔照在地面上形成光斑。这些圆形小光斑实际上是太阳通过枝叶间的小孔所形成实像，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．B
【解析】
A.
雨过天晴时，常在天空出现彩虹，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，这种现象叫做光的色散现象，故A错误；
B.
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B正确；
CD.
光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，其作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度，故C、D错误。
8．ABC
【解析】
A．画出光路图：
分析可知，第一次折射时，光的折射角较小，而入射角相等，根据折射率公式：
得知，光的折射率较大，频率较大，波长较短；
由公式：
分析得知，光的折射率较大，在同种玻璃中传播，光的传播速度一定小于光，A正确；
B．光的折射率较大，以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，两次折射时光的折射角较小，所以光侧移量大，B正确；
C．光的折射率较小，频率较小，波长较长，同样的条件下用光时得到的中央条纹间距更宽，C正确；
D．光的折射率较小，则临界角大，不容易发生全反射，所以以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是光，D错误。
故选ABC。
9．BC
【解析】
A．甲光的条纹间距大，光屏到双缝的距离相等，由于双缝间的距离未知，故无法比较波长的大小，A错误；
B．若光源、双缝间隙相同，根据双缝干涉条纹的间距公式知d以及波长相等，图甲的条纹间距大，则图甲光屏到双缝的距离大，B正确；
C．若光源、光屏到双缝的距离相同，根据双缝干涉条纹的间距公式知L以及波长相等，图甲的条纹间距大，则图甲双缝的间距小，C正确；
D．因为波长大小未知，故无法比较哪个光发生明显的衍射，D错误。
故选BC。
10．BDE
【解析】
A．因为b光能在界面发生全反射，可知b光临界角较小，折射率较大，则b光的频率更大，选项A错误；
B．因为b光折射率大，根据v=c/n可知，a光在此玻璃砖内传播速度更大，选项B正确；
C．由题意可知，a光的临界角大于45°，根据
，即该玻璃砖对a光的折射率小于，选项C错误；
D．因a光的频率小，波长大，则a光对微小障碍物的衍射现象更明显，选项D正确；
E．因为ab两种光的频率不同，则a光和b光分别通过杨氏双缝干涉装置的两个狭缝，不能产生干涉现象，选项E正确；
故选BDE。
11．AD
【解析】
根据若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小，衍射现象较明显．通过观察屏上条纹的变化情况，从而监测抽制的丝的情况；
AB．此现象应用的是光的衍射现象，A正确，B错误；
CD．如果屏上条纹变宽，表明衍射现象明显了，即抽制的丝变细，C错误，D正确。
故选AD。
12．ABC
【解析】
A．根据波长越长的，衍射条纹间距越宽，知a图条纹间距大，则a光的波长较长，故A正确；
B．依据可知，a光的频率较小，那么a光的折射率较小，根据知，则在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光快，故B正确；
C．条纹间距大的，光屏上亮纹的条数少，故b光亮纹的条数更多，故C正确；
D．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于等于临界角，故两束光从空气中射向玻璃时，均不发生全反射，故D错误．
13．BDE
【解析】
A．自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错误；
B．它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B正确；
C．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过后，P处仍无光亮，故C错误；
D．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，若将B转过，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，
故D正确；
E．设通过A偏振片的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，以SP为轴将A转过后，则过A偏振片只能通过水平方向振动的偏振光，所以此光也能通过B偏振片，故E正确。
14．BD
【解析】
当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则金属丝变细．故选BD．
【点睛】
该题考查光的衍射的特点，解决本题的关键知道衍射条纹的特点，以及知道发生明显衍射的条件．