5.3光的衍射 同步練習(xí)（含解析）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁魯科版（2019）選擇性必修一5.3光的衍射同步練習(xí)一、單選題1．如圖實驗裝置，單色線光源S垂直紙面水平放置，平面鏡水平放置在桌面上。單色線光源S發(fā)出的光有一部分直接入射到豎直放置的光屏上，一部分通過平面鏡反射后再入射到光屏上，光屏上會出現(xiàn)明暗相間的條紋，下列說法正確的是（）A．光屏上的條紋與水平面垂直，是光的干涉現(xiàn)象B．光屏上的條紋與水平面平行，是光的衍射現(xiàn)象C．將光屏沿水平方向遠離線光源S，相鄰條紋間距增大D．將線光源S沿豎直方向靠近平面鏡，相鄰條紋間距減小2．在雙縫干涉實驗中，如果將其中一條縫遮住，那么，在屏上看到的情況是（）A．只剩下一條亮紋B．仍有原來的干涉條紋，但亮度變暗C．有明暗相間的條紋，但中央亮紋亮且寬，其余亮紋亮度迅速減弱D．有明暗相間的條紋，但寬度相同，條紋變窄3．下列說法不正確的是（）A．圖1為檢驗工件平整度的裝置，利用了薄膜干涉的原理B．圖2為光照射不透明小圓板得到的衍射圖樣C．圖3中沙漠蜃景屬于光的全反射現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是沙漠上層空氣的折射率比下層空氣的折射率大D．圖4的原理和照相機鏡頭表面加上增透膜的原理是不同的4．一般認為激光器發(fā)出的是頻率為v的“單色光”，實際上它的頻率并不是真正單的，激光頻率v是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是v（也稱頻率寬度），其中Δv，v+△v和v－△v分別記為“上限頻率”和“下限頻率”。某紅寶石激光器發(fā)出的激光（其“上限頻率”和“下限頻率”對應(yīng)的光分別記為a光和b光）由空氣斜射到實心玻璃球表面，入射角為i，如圖所示。則下列說法正確的是（）A．b光在玻璃中傳播速度較小B．b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C．相同裝置做雙縫干涉實驗，b光產(chǎn)生的干涉條紋間距較小D．逐漸增大i角，a光從玻璃球射向空氣時先發(fā)生全反射5．下列說法不正確的有（

）A．伽利略最早發(fā)現(xiàn)單擺等時性原理，惠更斯得出了單擺周期公式B．物理學(xué)家泊松將光照到不透光小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明光發(fā)生了衍射現(xiàn)象，牛頓環(huán)說明光發(fā)生了干涉現(xiàn)象C．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)D．用同一裝置做托馬斯楊干涉實驗，若得到的A單色光條紋間距比B單色光條紋間距大，則在同一介質(zhì)中A光的波長長、波速大，對介質(zhì)的折射率大、臨界角大6．在觀察光的衍射現(xiàn)象的實驗中，通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫，觀看遠處的線狀白熾燈絲（燈管或燈絲都要平行于狹縫），可以看到（）A．黑白相間的直條紋 B．黑白相間的弧形條紋C．彩色的直條紋 D．彩色弧形條紋7．關(guān)于下列四幅圖中所涉及物理知識的論述中，正確的是（

）A．甲圖是光的干涉圖樣B．乙圖是光的衍射圖樣C．丙圖是利用光的折射原理D．丁圖是光導(dǎo)纖維利用光的全反射原理，其內(nèi)芯折射率小于外套的折射率8．一束復(fù)色光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，經(jīng)折射后分成兩束單色光a和b，光路如圖所示，下列說法正確的是（）A．該種玻璃對a光的折射率較大 B．在玻璃磚中，a光的傳播速度比b光大C．逐漸增大角，b光先消失 D．a(chǎn)光比b光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象9．對如圖所示的圖片、示意圖或?qū)嶒炑b置圖，下列判斷正確的是（）A．甲圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”B．乙圖是利用薄膜干涉來檢測玻璃板的平整程度，它是由于光在被檢測玻璃板的上下表面反射后疊加的結(jié)果C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的偶數(shù)倍，則P處是亮紋D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)豎直干涉條紋10．如圖所示，直線MN為空氣與水的分界線，P為分界線上的一點，兩束單色光a、b分別從空氣和水中射向P點，入射角均為60°，此時a的折射光線與法線夾角為30°，b恰好發(fā)生全反射，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b的折射率之比為2∶1B．a(chǎn)、b在水中的傳播速率之比為2∶3C．通過相同的狹縫時，a光的衍射現(xiàn)象更明顯D．用完全相同的實驗裝置進行雙縫干涉實驗，a光產(chǎn)生的干涉條紋間距大于b光產(chǎn)生的干涉條紋間距11．對光的衍射現(xiàn)象的定性分析，不正確的是（）A．光的衍射是光在傳播過程中繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象B．衍射條紋圖樣是光波相互疊加的結(jié)果C．光的衍射現(xiàn)象為光的波動說提供了有力的證據(jù)D．光的衍射現(xiàn)象完全否定了光的直線傳播結(jié)論12．如圖所示，某同學(xué)在水槽底部點先后放置兩個單色點光源1、2，他在水面上先后觀察到兩個圓形發(fā)光區(qū)域。放置光源1時，發(fā)光區(qū)域的直徑為，放置光源2時，發(fā)光區(qū)域的直徑為。水面上方可認為是真空區(qū)域，水的深度為，下列說法正確的是（）A．在真空中，光源1所發(fā)光的波長小于光源2所發(fā)光的波長B．光源2所發(fā)的光比光源1所發(fā)的光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C．在水中，光源1所發(fā)光的傳播速度小于光源2所發(fā)光的傳播速度D．水對光源1所發(fā)光和光源2所發(fā)光的折射率之比為13．抽制高強度纖維細絲可用激光監(jiān)控其粗細，如圖所示，激光束越過細絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同。觀察光束經(jīng)過細絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細絲粗細的變化，下列敘述中正確的是（）A．這里應(yīng)用的是光的直線傳播現(xiàn)象B．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細14．下列唯一正確的說法是（）A．在單縫衍射實驗中，將入射光由紅色換成綠色，衍射條紋間距變寬B．太陽光照射下肥皂膜呈現(xiàn)的彩色屬于光的折射現(xiàn)象C．只有狹縫寬度要遠小于波長才發(fā)生衍射現(xiàn)象D．用光的干涉現(xiàn)象可以用檢查工件平面的平整度15．下列說法中正確的是（）A．荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于光的折射B．將雙縫干涉實驗中的雙縫間距調(diào)小會導(dǎo)致干涉條紋間距變小C．生活中不容易觀察到光的衍射現(xiàn)象是因為光的波長太短D．當觀察者向聲源運動時，觀察者聽到的聲音的頻率變小二、填空題16．將兩支鉛筆并排放在一起，中間留一條狹縫，通過這條狹縫去看與其平行的日光燈，能觀察到彩色條紋，這是由于光的_____（選填“折射”“干涉”或“衍射”）．當縫的寬度______（選填“遠大于”或“接近”）光波的波長時，這種現(xiàn)象十分明顯．17．如圖所示，當用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤時，在圓盤后面屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個亮斑，被稱為泊松亮斑，這是光的_______現(xiàn)象，這一實驗有力地支持了光的_________說。18．通過如圖1所示的裝置可研究光的干涉和衍射現(xiàn)象．從光源發(fā)出的光經(jīng)過一縫板，在縫板后有一裝有感光元件的光屏，通過信號轉(zhuǎn)換，可在電腦上看到屏上的光強分布情況．圖2分別顯示出A光和B光通過同一縫板得到的光強分布情況．下列有關(guān)A、B兩種色光的說法中正確的有________．A．光通過的可能是縫板上的單縫B．A光的波長比B光的波長長C．A光的頻率比B光的頻率大D．A光在玻璃中的傳播速度大于B光在玻璃中的傳播速度E．A光比B光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象19．下列說法正確的是_________．A．泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象B．彩虹現(xiàn)象與光的全反射有關(guān)C．全息照相利用了激光的干涉原理D．攝影機鏡頭鍍膜增透是利用了光的衍射特性E.不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的三、解答題20．分析以下現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：（1）通過盛水的玻璃杯，在適當?shù)慕嵌?，可看到彩色光；?）隔著帳?？催h處的燈，見到燈周圍輻射彩色的光芒；（3）光線照在花布上，可以看見花布上的圖樣。21．查閱資料，簡述菲涅耳圓孔衍射。22．下列在生活中常?？吹降淖匀滑F(xiàn)象，分別屬于什么光學(xué)現(xiàn)象？（1）漂浮在水面上的油花呈現(xiàn)彩色；（2）透過尼龍紗巾看發(fā)光的電燈，可看到比紗巾方孔大的彩色網(wǎng)絡(luò)；（3）夏天早晨草地上露水在陽光照射下出現(xiàn)彩色光點。23．用兩支鉛筆夾成一條狹縫，將眼睛緊貼著狹縫且讓狹縫與日光燈管或其他線狀光源平行，你會觀察到怎樣的現(xiàn)象？試解釋這個現(xiàn)象。24．如圖所示，在真空中一束平行復(fù)色光被透明的三棱鏡ABC（截面為正三角形）折射后分解為互相分離的a、b、c三種色光，分別照射到三塊板上。則∶(1)若將a、b、c三種色光分別通過某狹縫，則發(fā)生衍射現(xiàn)象最明顯的是哪種色光？(2)若OD平行于CB，三棱鏡對a色光的折射率na是多少？答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C【詳解】AB．平面鏡的反射光相當于從S的像點發(fā)出的光，所以該裝置類似于雙縫干涉裝置，所以能在光屏上觀察到與鏡面平行的干涉條紋，不是光的衍射現(xiàn)象，AB錯誤；C．將光屏沿水平方向遠離線光源S，即L增大，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式可知屏上的兩個相鄰暗條紋間的距離增大，C正確；D．若將線光源S沿豎直方向靠近平面鏡平移，相當于減小了兩束干涉光的間距d，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式可知屏上的兩個相鄰暗條紋間的距離增大，D錯誤。故選C。2．C【詳解】在雙縫干涉實驗中，如果將其中一條縫遮住，屬于單縫衍射，單縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側(cè)寬度越小越暗，故C正確，ABD錯誤。故選C。3．D【詳解】A．圖1中利用了薄膜干涉的原理，同一明條紋處空氣膜的厚度相同，由彎曲的條紋可知，P處的空氣膜厚度與其右邊的空氣膜厚度相同，即P處凹陷，而Q處的空氣膜厚度與其左邊的空氣膜厚度相同，即Q處凸起，故A正確；B．圖2為光線照射不透明小圓板得到的衍射圖樣，即泊松亮斑，故B正確；C．沙漠上層空氣的折射率比下層空氣的折射率大，從遠處物體射向地面的光發(fā)生全反射形成沙漠蜃景，故C正確；D．肥皂泡在陽光下呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象，照相機鏡頭表面加上增透膜是利用薄膜干涉，它們的原理相同，故D錯誤。本題要求選不正確的，故選D。4．B【詳解】A．由題意可知，b光頻率更小，其折射率更小，由公式可知，b光在玻璃中傳播速度較大，A錯誤；B．由題意可知，b光頻率更小，由公式可知，b光波長更大，即b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，B正確；C．由公式可知，由于b光波長更大，b光產(chǎn)生的干涉條紋間距較大，C錯誤；D．由幾何關(guān)系可知，光進入玻璃球后的折射角與到達另一側(cè)時的入射角是相等的，根據(jù)光路可逆可知，增大開始時的入射角，兩束光從玻璃球射向空氣時都不會發(fā)生全反射，D錯誤。故選B。5．D【詳解】A．伽利略最早發(fā)現(xiàn)單擺等時性原理，惠更斯得出了單擺周期公式，選項A正確，不符合題意；B．物理學(xué)家泊松將光照到不透光小圓盤上出現(xiàn)泊松亮斑，說明光發(fā)生了衍射現(xiàn)象，牛頓環(huán)說明光發(fā)生了干涉現(xiàn)象，選項B正確，不符合題意；C．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，焦耳發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)，選項C正確，不符合題意；D．用同一裝置做托馬斯楊干涉實驗，若得到的A單色光條紋間距比B單色光條紋間距大，根據(jù)可知，則在同一介質(zhì)中A光的波長長、頻率小，對介質(zhì)的折射率小、根據(jù)可知傳播速度大，根據(jù)則臨界角大，選項D錯誤，符合題意。故選D。6．C【詳解】通過緊靠眼睛的卡尺測腳形成的狹縫，觀看遠處的日光燈管或線狀白熾燈絲（燈管或燈絲都要平行于狹縫），白熾燈發(fā)出的是復(fù)色光，可以看到彩色的衍射條紋間距不同，條紋與狹縫平行，成為彩色直條紋，故C正確，ABD錯誤。故選C。7．C【詳解】AB．由圖可知，甲為光的衍射圖樣，而乙為光的干涉圖樣，故AB錯誤；C．復(fù)色光經(jīng)過三棱鏡后會成為單色光，是光的色散現(xiàn)象，利用了光的折射原理，故C正確；D．光導(dǎo)纖維是利用了光的全反射原理，根據(jù)全反射的條件可知，其內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，故D錯誤。故選C。8．A【詳解】A．a(chǎn)光的偏折程度較大，因此玻璃對a光的折射率較大，故A正確；B．根據(jù)可知，a光的傳播速度比b光小，故B錯誤；C．根據(jù)可知，a光的臨界角小，先消失，故C錯誤；D．a(chǎn)光的折射率較大，頻率較大，波長較短，更難發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D錯誤。故選A。9．C【詳解】A．甲圖是小孔衍射的圖樣，而“泊松亮斑”是圓板衍射，故不是“泊松亮斑”，A錯誤；B．入射光經(jīng)薄膜上表面反射后得第一束光，折射光經(jīng)薄膜下表面反射，又經(jīng)上表面折射后得第二束光，并不是被檢測玻璃板的上下表面反射后的光，B錯誤；C．丙圖是雙縫干涉原理圖，若P到S1、S2的路程差是半波長的偶數(shù)倍，則P處是亮紋，C正確；D．丁圖是薄膜干涉現(xiàn)象的實驗裝置圖，在附有肥皂膜的鐵絲圈上，出現(xiàn)水平干涉條紋，D錯誤。故選C。10．B【詳解】A．本題考查光的折射、衍射、干涉規(guī)律。對a光分析，根據(jù)折射定律可得對b光分析，根據(jù)可得所以，故A錯誤；B．根據(jù)可得a、b在水中的傳播速率之比為，故B正確；C．由于水對a光的折射率大于對b光的折射率，則a光的頻率大于b光的頻率，a光的波長小于b光的波長，b光的波動性強，通過同一狹縫，b光的衍射現(xiàn)象比a光的衍射現(xiàn)象更明顯，故C錯誤；D．a(chǎn)光的波長小于b光的波長，由于在相同的條件下，雙縫干涉條紋間距與波長成正比，所以相同條件的雙縫干涉實驗中，a光產(chǎn)生的干涉條紋間距比b光產(chǎn)生的干涉條紋間距小，故D錯誤。故選B。11．D【詳解】A．根據(jù)光的衍射現(xiàn)象的定義可知選項A正確；B．衍射圖中有亮、暗條紋，這是不同處通過的光疊加的結(jié)果，加強區(qū)為亮條紋，減弱區(qū)為暗條紋，選項B正確；C．因為衍射也是波特有的現(xiàn)象，所以光的衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為光的波動說提供了有力證據(jù)，選項C正確；D．當障礙物較大時，光的衍射很弱，光幾乎沿直線傳播，即光的直線傳播只是特殊情況下的近似，二者是統(tǒng)一的，選項D錯誤；故選D。12．D【詳解】AB．由題圖可知光源1所發(fā)光的臨界角較大，所以其折射率較小，頻率較小，在真空中的波長較長，更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，AB錯誤；C．由可知，在水中光源1所發(fā)光的傳播速度大于光源2所發(fā)光的傳播速度，C錯誤；D．由折射定律可分別有解得所以D正確。故選D。13．D【詳解】當障礙物的尺寸與波的波長相當，或小于波的波長，會發(fā)生明顯的衍射，該裝置的原理是運用光的衍射現(xiàn)象，如果屏上條紋變寬，則金屬絲變細；故D正確ABC錯誤。故選D。14．D【詳解】A．在單縫衍射實驗中，入射光的波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距也越大，紅色光的波長比綠色光的波長長，將入射光由紅色換成綠色，衍射條紋間距變小，A錯誤；B．在太陽光照射下肥皂膜呈現(xiàn)的彩色屬于光的干涉現(xiàn)象，B錯誤；C．只要狹縫足夠小，任何光都能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，只有狹縫寬度與波長相差不大，或者比波長更小時，就能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，C錯誤；D．用光的干涉現(xiàn)象可以檢查工件平面的平整度，D正確。故選D。15．C【詳解】A．入射光線進入水珠后，被水珠的后表面反射，再進入空氣時,發(fā)生全反射，所以，水珠看起來特別明亮。A錯誤；B．將雙縫干涉實驗中的雙縫間距調(diào)小，根據(jù)可知，干涉條紋間距變大。B錯誤；C．明顯衍射的條件是小孔或障礙物的尺寸與波的波長相比差不多或更小。因為光波的波長太小，所以不易觀察到。C正確；D．當觀察者向聲源運動時，根據(jù)多普勒效應(yīng)，觀察者聽到的聲音的頻率變大。D錯誤。故選C。16．

衍射

接近【詳解】通過兩支鉛筆中間的縫能看到彩色條紋，說明光繞過縫而到人的眼睛，所以這是由于光的衍射現(xiàn)象，由發(fā)生明顯衍射條件可知，當縫的寬度與光波的波長接近或比光波的波長少得多時能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象；17．

衍射

波動【詳解】[1]當用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤時，在圓盤后面屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個亮斑，被稱為泊松亮斑，光偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑ィ@是光的衍射現(xiàn)象。[2]衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象，這一實驗有力地支持了光的波動說。18．BDE【詳解】從光的強度分布可以看出，光屏上的光是等間距、等亮度的，所以是光通過雙縫產(chǎn)生的干涉現(xiàn)象，A錯誤；由圖樣可看出，A光的條紋間距大于B光的，由可知，A光的波長大于B光的波長，A光的頻率小于B光的頻率，B正確，C錯誤；A光的頻率小于B光的頻率，則玻璃對A光的折射率小于對B光的折射率，所以A光在玻璃中的傳播速度大于B光在玻璃中的傳播速度，D正確；由于A光的波長較長，所以更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，E正確，故選BDE.19．ACE【詳解】A.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,證實了光的不動性，故A正確；B.彩虹是光的折射現(xiàn)象，故B錯誤；C.全息照相利用了激光的干涉原理，可以記錄光的強弱、頻率和相位，故C正確；D.攝影機鏡頭鍍膜增透是利用了光的干涉特性，減弱光的發(fā)射，從而增加投射能力，故D錯誤；E.根據(jù)相對論原理可知：不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者