2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 5.3光的衍射 同步作业（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 同步作业（解析版）
1．若甲、乙两束单色光，经过同一单缝后的衍射图样如甲、乙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度均变窄，条纹亮度也变暗
B．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，条纹亮度也变亮
C．在同一介质中传播，甲光比乙光的传播速度小
D．甲光和乙光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，一定是甲光
2．如图甲所示，每年夏季，我国多地会出现日晕现象，日晕是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的．如图乙所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（　　）
A．在冰晶中，b光的传播速度较大
B．用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距较大
D．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
3．如图所示a、b、c、d四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是（　　）
A．a、b是光的衍涉图样
B．c、d是光的衍涉图样
C．形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
D．形成c图样的光的波长比形成d图样的光的波长短
4．如图所示，两束颜色不同的单色光a、b平行于三棱镜底边BC从AB边射入，经三棱镜折射后相交于点P，下列说法正确的是（　　）
A．三棱镜对a光的折射率小于对b光的折射率
B．在三棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度
C．同一种介质对a光的全反射临界角大于对b光的全反射临界角
D．在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显
5．关于光现象的叙述，以下说法正确的是（　　）
A．太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉
B．雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射
C．通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的色散
D．阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象
6．下列说法正确的是（　　）
A．汽车灯光夜间照着自行车“尾灯”，就变得十分明亮，是利用了光的折射
B．当波源与观察者相互远离时，波源的频率会减小
C．只有狭缝宽度与波长相差不多或比波长小的情况下，才发生衍射现象
D．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的干涉
7．如图所示，柱状玻璃砖的横截面为半圆，O为其圆心，a、b两束单色光从其圆弧面以不同的角度射向玻璃砖的圆心，出射光线重合。则下列说法正确的是（　　）
A．a穿过玻璃砖所需时间比b短
B．a与b相遇能发生干涉
C．a比b更容易发生衍射
D．从同一介质射向空气时发生全反射a的临界角较b的小
8．对光的衍射现象的定性分析，不正确的是（　　）
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物偏离直线传播的现象
B．衍射条纹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的直线传播结论
9．人隔着墙说话，能听见声音而看不见人，下列说法中解释正确的是（　　）
A．光波是电磁波，而声波是纵波
B．光波是横波，而声波是机械波
C．光速太大
D．声波波长长，光波波长短
10．如图所示是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　）
A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大
B．在真空中a、b两光传播速度相同
C．从真空射入同种介质发生全反射时，a光全反射临界角小
D．从同种介质射入真空发生全反射时，a光全反射临界角小
E.在相同的条件下，b光比a光更容易产生明显的衍射现象
11．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是（　　）
A．将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄
B．使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
12．关于光的现象，下列说法正确的是( )
A．如果某单色光线从空气射入普通玻璃，光线传播速度一定减小
B．发生全反射时，反射光的能量几乎等于入射光的能量
C．光导纤维传输信号和全息照相利用的都是光的全反射现象
D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象
13．在公园喷泉池中，水中同深处有两个发出不同颜色的点光源，在水面上看到光照亮的水面区域大于光，以下说法正确的是（　　）
A．光的波长大于光
B．光在水中的传播速度小于光
C．光的频率比P光的大
D．让光和光通过同一单缝衍射装置，光的中间亮条纹宽度小于光
14．关于光现象及其应用，下列说法正确的有（　　）
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．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽
D．玻璃内气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射出的原因
E.人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样
15．关于波动，下列说法正确的是（　　）
A．各种波均会发生偏振现象
B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹
C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度
D．波不但可以传递能量，而且还可以传递信息
16．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上。假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子（　　）
A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处
C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大
17．如图中，甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像，其中图甲是光的________（选填“干涉”或“衍射”）图像。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。
18．衍射光栅
（1）构成：由许多_______的狭缝_______地排列起来形成的光学元件
（2）增加狭缝的个数，衍射条纹的宽度变_______，亮度_______
（3）种类：_______和_______
19．发生明显衍射现象的条件：在障碍物的尺寸可以跟光的波长_______，甚至比光的波长还_______的时候，衍射现象十分明显。
20．各种不同形状的障碍物都能使光发生_______，致使影的轮廓_______，出现_______的条纹。
参考答案
1．C
【详解】
AB．若单缝宽度变窄，则两种衍射条纹宽度都变宽，因为通过的光变少，所以亮度变暗。AB错误；
C．甲、乙两束单色光，经过同一单缝后乙光的中央亮条纹较宽，说明乙光波长较长，则在同一介质中乙光的折射率较小，根据
可知，甲光比乙光的传播速度小。C正确；
D．乙光的折射率较小，根据
所以乙光的临界角较大，则甲光和乙光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，一定是乙光。D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的偏折角小于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由
知b光的传播速度小，A错误；
B．b光的折射率大，波长短，波动性弱，当用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条更窄， B错误；
C．a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据
a光相邻条纹间距大，C正确；
D．由临界角公式
a光的折射率小，a光的临界角大，D错误。
故选C。
3．B
【详解】
AC．干涉图样条纹间距相等，由
可知，光波波长长的图样条纹间距大，则AC错误；
BD．衍射图样中间条纹宽，两侧条纹窄，且波长长的图样中间条纹宽，B正确，D错误。
故选B。
4．D
【详解】
A．由图可知，a光的偏转角大，b光的偏转角小，所以三棱镜对a光的折射率大，对b光的折射率小，选项A错误；
B．根据光在介质中传播速度的公式v=分析，因a光的折射率大，b光的折射率小，故在玻璃中b光的传播速度较大，选项B错误；
C．根据sinC=得知，同一种介质中，a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角，选项C错误；
D．因b光的折射率小，波长较长，波动性强，所以在利用a光和b光做衍射实验时，b光的实验现象更明显，选项D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，故A正确；
B．雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的，故B错误；
C．通过笔间狭缝观看日光灯管出现彩色，属于单缝衍射，故C错误；
D．而阳光下树影中呈出的小圆斑，则属于树叶间形成的小孔成像，故D错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．自行车“尾灯”为全反射棱镜，利用光的全反射现象，故A错误；
B．当波源与观察者相互远离时，根据多普勒效应，可知观察者接收到的频率减小，但是波源的频率不变，故B错误；
C．只有狭缝宽度与波长相差不多或比波长小的情况下，才发生明显衍射现象，故C错误；
D．用透明的标准样板和单色光检查工件平面的平整度，利用了光的薄膜干涉现象。故D正确。
故选D。
7．D
【详解】
A．由图知：a光和b光的折射角相等，而b光的偏折程度小，根据折射定律知b光的折射率比a光小，由
知b光在玻璃砖中传播速度大，则b光穿过玻璃砖所需的时间比a光短，故A错误。
B．两束光的折射率不相等，频率不相等，则两光相遇不能发生干涉，故B错误；
C．因b光的频率小，则波长较大，即b光比a光更容易发生衍射，故C错误；
D．因a光的折射率较大，根据
可知，a光的临界角较小，即从同一介质射向空气时发生全反射a的临界角较b的小，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．根据光的衍射现象的定义可知选项A正确；
B．衍射图中有亮、暗条纹，这是不同处通过的光叠加的结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，选项B正确；
C．因为衍射也是波特有的现象，所以光的衍射现象的发现为光的波动说提供了有力证据，选项C正确；
D．当障碍物较大时，光的衍射很弱，光几乎沿直线传播，即光的直线传播只是特殊情况下的近似，二者是统一的，选项D错误；
故选D。
9．D
【详解】
由于声波的波长长，相对于墙能够发生明显的衍射现象，因此墙内的人能听到声音，而光波的波长短，相对于墙不能发生明显的衍射现象，因此墙内的人看不到说话的人。
故选D。
10．BDE
【详解】
A．根据题图可知，b光的干涉条纹间距大于a光的干涉条纹间距。由双缝干涉条纹间距公式
Δx=λ
可知，b光的波长比a光的大。由
λ=
可知，b光的频率比a光的小，则在同种介质中，b光的折射率小于a光，根据
n=
可知，在介质中，a光的传播速度比b光的小，选项A错误；
B．在真空中a、b两光传播速度相同，均为光速，选项B正确；
C．从真空射入同种介质不会发生全反射，选项C错误；
D．由介质射入真空发生全反射的临界角公式
sinC=
可知，a光折射率较大，从同种介质射入真空发生全反射时a光全反射临界角小，选项D正确；
E．由于b光的波长比a光的大，根据发生明显衍射现象的条件可知，在相同的条件下，b光比a光更容易产生明显的衍射现象，选项E正确；
故选BDE。
11．ACD
【详解】
AC．当单缝宽度一定时，波长越长，衍射现象越明显，即光偏离直线传播的路径越远，条纹间距也越大；AC正确；
B．当光的波长一定时，单缝宽度越小，衍射现象越明显，条纹间距越大；B错误；
D．光的波长一定、单缝宽度也一定时，增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距也会变宽。D正确。
故选ACD。
12．AB
【详解】
A．根据v＝，光从空气射入普通玻璃中，折射率n>1，则传播速度减小，选项A正确；
B．发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量，选项B正确；
C．全息照相利用了激光相干性好的特性，运用光的干涉现象，选项C错误；
D．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象，选项D错误；
故选AB。
13．AC
【详解】
C．根据全反射的临界角公式
水中同深处有两个发出不同颜色的点光源，在水面上看到光照亮的水面区域大于光，说明P光的临界角大于Q光的，则P光的折射率小于Q光的折射率，所以光的频率比P光的大，C正确；
B．根据
知P光的折射率小于Q光的折射率则光在水中的传播速度大于光，B错误；
A．因P光的折射率小于Q光的折射率，则光的频率小于光的频率，根据
可知光的波长大于光的频率，A正确；
D．让光和光通过同一单缝衍射装置，光的中间亮条纹宽度大于光，D错误。
故选AC。
14．ACE
【详解】
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，A正确；
B．光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，B错误；
C．根据
Δx= λ
知，同一装置，波长越长条纹间距越宽，C正确；
D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是因为光从玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，D错误。
E．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样，E正确。
故选ACE。
15．BD
【详解】
A．只有横波才有偏振现象，故A错误；
B．白光由各种色光组成，在单缝衍射和双缝干涉实验中，不同的色光叠加在光屏上产生彩色条纹，故B正确；
C．波的传播过程中，介质中质点的运动速度是变化的，而波的传播速度在同一均匀介质中是匀速的，且波的传播是指振动形式的传播，故C错误；
D．波不但能够传递能量，而且可以传递信息，故D正确。
故选BD。
16．CD
【详解】
根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上。当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故CD正确AB错误。
故选CD。
17．衍射 小于
【详解】
[1]甲中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，乙中出现圆形亮斑。
[2]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，由于光波波长很短，约在10－7m数量级，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。
18．等宽 等距离 窄 增加 透射光栅 反射光栅
【详解】
略
19．相比 小
【详解】
略
20．衍射 模糊不清 明暗相间
【详解】
略