2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 5.3光的衍射 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
5.3光的衍射 跟踪训练（解析版）
1．关于光的干涉和衍射现象，下列说法正确的是（　　）
A．光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理
B．光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是明暗相间的
C．光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象不能说明这一点
D．光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
2．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（黑线为暗纹），那么障碍物应是（　　）
A．很小的不透明的圆盘
B．很大的中间有大圆孔的不透明的圆盘
C．很大的不透明圆盘
D．很大的中间有小圆孔的不透明的圆盘
3．如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、黄光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及绿光、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)。在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是（　　）
A．黄绿红紫 B．黄紫红绿 C．红紫黄绿 D．红绿黄紫
4．2020年4月24日拍到的日晕（又叫圆虹）照片如图。在特定气候下眼睛对着太阳看，看见在太阳周围形成内红外紫的彩色光环，它的成因主要是（　　）
A．光的折射 B．光的衍射
C．光的干涉 D．光的偏振
5．如图所示为观察水面波衍射的实验示意图，CA、BD是挡板，它们之间有一窄缝，A、B分别为窄缝边缘的两点。S点表示波源，相邻两波纹之间的距离表示一个波长，已知A、B间的距离与波长相差不多，则波穿过窄缝之后（　　）
A．波纹之间距离变大
B．波的振幅变大
C．波仅在SA与SB两直线之间的扇形区域内传播
D．波能传播到SA、SB两直线外侧的区域
6．图甲和图乙所示的是a、b两束单色光分别用同一单缝装置进行实验，在距装置恒定距离的屏上得到的图样，图甲是a光照射时形成的图样，图乙是b光照射时形成的图样。下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙图样是a、b两单色光的干涉图样
B．b光光子的能量较小
C．在水中a光的传播速度较大
D．若b光照射某金属有光电子逸出，则a光照射该金属也有光电子逸出
7．将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是属于光的什么现象（　　）
A．干涉 B．衍射 C．折射 D．偏振
8．关于光的衍射和干涉，下列说法正确的是（ ）小
A．只有当光的波长比圆孔的直径大时，才可以产生衍射现象
B．衍射现象的研究表明“光沿直线传播”是错误的
C．用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板的后面发现圆板阴影中心处有一亮斑，这是光的干涉现象
D．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象
9．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
10．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
11．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
12．下列说法正确的是（　　）
A．近期，江西赣州的朱向阳老师对着高脚玻璃酒杯一声长吼，玻璃杯应声而破的视频在网上热传。玻璃杯应声而破，产生这一现象的原因是共振
B．在单缝衍射现象中，缝越窄，照射光频率越高，则衍射现象越明显
C．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹，属于光的干涉现象
D．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态、观察者的运动状态都有关
13．下列说法中正确的是（　　）
A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光
C．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的
D．用光导纤维传播信号是利用了光的全反射
14．下列关于光学现象的说法，正确的是（　　）
A．单缝衍射条纹的特征是明暗相间平行等距
B．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的
C．光纤传导利用光的全反射原理，光纤由芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光
15．关于光的衍射现象，下面说法正确的是（　　）
A．红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
B．白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹
C．光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，不存在光的衍射
E.在单缝衍射中增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽
16．用单色平行光照射狭缝，当缝很窄时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了_______的地方．这就是光的衍射现象。
17．分析下面所叙述的物理现象并进行分类，属于光的折射的是______；属于光的干涉的是_______________
①阳光经过厚玻璃角，在地面上的彩色条纹
②雨后路面上油墨上的彩色条纹
③单色光经过小孔后在屏上出现的明暗相间的圆环
④肥皂泡在阳光下看起来五颜六色
18．下列四幅图片中属于光的干涉的是______，属于光的衍射的是______。
19．从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮条纹就越宽，由不确定性关系式ΔxΔp≥可知更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的________，但粒子________的不确定性却更大了。
20．如图所示，是由一束单色光分别通过两个圆孔而形成的图像，其中图（a）是光的_________（选填“干涉”或“衍射”）图像．由此可以判断出图（a）所对应的圆孔的孔径__________（选填“大于”或“小于”）图（b）所对应的圆孔的孔径．

参考答案
1．D
【详解】
ACD.光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果，两者都表明光是一种波，既然是波那么就都具有波动性，故AC错误，D正确；
B.从条纹特点看，虽然条纹宽度、间距方面干涉条纹和衍射条纹有所区别，但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的，白光的干涉条纹、衍射条纹是彩色条纹，故B错误。
故选D。
2．D
【详解】
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。
圆盘衍射中央有较大黑斑，在黑斑中心有一个很小的亮斑，这个亮斑叫泊松亮斑。
3．C
【详解】
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、c两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距 可以知道波长λ越大，Δx越大，故a是红光，c是黄光；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b、d是单缝衍射图样，b为紫光的单缝衍射图样，d为绿光单缝衍射图样；故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、黄光（双缝干涉）和绿光（单缝衍射）。
故选C。
4．A
【详解】
此现象是由光的折射、反射形成的；此现象不满足相干光频率相同的条件，也不满足明显衍射条件，偏振不会出现这现象。
故选A。
5．D
【详解】
AB．波穿过缝后，波速、频率、波长不变，振幅都不变，则挡板前后波纹间的距离相等，选项AB错误；
CD．因为波长比孔的尺寸还大，所以能够观察到明显的衍射现象，衍射现象是波绕过障碍物，传播到障碍物后方的现象，即波偏离直线传播的路径，选项C错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．由于图甲和图乙是由同一条单缝照射而形成的图样，且中央宽，故形成的图样是单缝衍射图样，故A错误；
B．由于图甲和图乙是由同一条单缝照射而形成的图样，波长越短的，中央亮条纹的宽度越小，由图可知单色光的波长较短，根据可知光的频率较高，由于光子的能量为
故光光子的能量较小，故B错误；
C．对于同一种介质来说，由于波长越大的单色光折射率越小，则有
根据可知
即在水中a光的传播速度较大，故C正确；
D．根据光电效应的产生条件可知，入射光的频率大于金属的极限频率时，发生光电效应现象，光光子的频率低，故用光照射该金属时有光电子逸出，光照射该金属时不一定有光电子逸出，故D错误；
故选C。
7．B
【详解】
将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是单缝衍射现象，因此B正确，ACD错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．当光的波长比圆孔的直径大时，可以产生明显的衍射现象，选项A错误；
B．衍射现象的研究表明“光沿直线传播”只是一种近似规律，选项B错误；
C．用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板的后面发现圆板阴影中心处有一亮斑，这是光的衍射现象，选项C错误
D．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象，选项D正确。
故选D。
9．A
【详解】
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。
10．D
【详解】
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。
11．ABC
【详解】
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。
故选ABC。
12．AC
【详解】
A．玻璃杯应声而破是因为发生了共振现象，故A正确；
B．在单缝衍射现象中，当缝越窄时衍射现象越明显，对光波言，波长越长的光，其衍射越容易发生，现象越明显，故B错误；
C．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的薄膜干涉造成的，故C正确；
D．根据光速不变原理可知，真空中的光速为定值，与光的频率、光源的运动状态均无关，故D错误。
故选AC。
13．BD
【详解】
A．医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，射线穿透能力最强，故A错误；
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片，加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度，故B正确；
C．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的；故C错误；
D．光导纤维是利用全反射来实现传播信号，故D正确；
故选BD。
14．BD
【详解】
A．单色光通过某一狭缝形成的衍射条纹为间距不等的亮条纹，故A错误；
B．肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故B正确；
C．光在光纤中的传输利用了全反射的原理，要求光线从光密介质射向光疏介质，则光纤内芯的折射率比外套的大，故C错误；
D．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光。故D正确。
故选BD。
15．ACE
【详解】
A．单色光照到狭缝上产生的衍射图样是红暗相间的直条纹，故A正确；
B．白光的衍射图样是彩色条纹，故B错误；
C．光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现亮点，是衍射现象，故C正确；
D．光照到较大圆孔上出现大光斑，说明光沿直线传播，但仍存在光的衍射，只不过是不明显，故D错误；
E．与双缝干涉相似，增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽，故E正确。
故选ACE。
16．相当宽
【详解】
略
17．① ②④
【详解】
[1][2] 阳光经过厚玻璃角，在地面上的彩色条纹,是由于光发生了色散现象，属于光的折射；雨后路面上油墨上的彩色条纹和肥皂泡在阳光下看起来五颜六色都属于薄膜干涉现象；单色光经过小孔后在屏上出现的明暗相间的圆环是属于光的衍射现象。
18．a b、d
【详解】
[1][2] 单色光的单缝衍射图样中间条纹最亮最宽，而双缝干涉则是明暗条纹间距相同。属于光的干涉的是a，属于光的衍射的是b、d。
19．位置 动量
【详解】
[1][2]由ΔxΔp≥，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp变大，即动量的不确定性变大。
20．衍射 小于
【详解】
[1]图（a）是明暗相间不等间距的圆环，是光的衍射现象；
[2]图（b）出现亮斑，是因为孔径较大，光沿直线传播．所以图（a）所对应的圆孔的孔径小于图（b）所对应的圆孔的孔径。