人教版 (2019)选择性必修 第一册5 光的衍射同步练习题

第四章　光

5　光的衍射

基础过关练

题组一　光的衍射现象

1.下列对光的衍射现象的定性分析中,不正确的是　 (　　)

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.光的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沿直线传播的结论

2.(2023北京昌平期末)如图所示为一束红光经过狭缝装置得到的图样,下列说法正确的是              (　　)

A.图为干涉图样

B.图为衍射图样

C.只减小狭缝宽度,中央亮纹会变宽

D.只将红光换成蓝光,中央亮纹会变宽

3.(2021上海格致中学阶段测试)如图所示,(a)、(b)两幅图是由同种单色光分别入射到两圆孔形成的图像,图(a)现象的种类及(a)、(b)两圆孔半径大小关系分别为              (　　)

A.光的干涉,Ra>Rb

B.光的衍射,Ra>Rb

C.光的干涉,Ra<Rb

D.光的衍射,Ra<Rb

题组二　利用光的衍射分析实际问题

4.我们经常看到路边施工处挂有红色的灯,除了红光容易引起人们的视觉反应外,这样做的另一个重要的原因是              (　　)

A.红光比其他可见光更容易发生衍射

B.红光比其他可见光更容易发生干涉

C.红光比其他可见光频率更大

D.红光比其他可见光更容易发生反射

5.(2022江苏淮安六校期中)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同。观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化,下列叙述中正确的是              (　　)

A.这里应用的是光的直线传播现象

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

6.(2021广西钦州四中月考)日出和日落时太阳看起来特别红,这是由于              (　　)

A.光的色散　　　　　　　　B.光的全反射

C.光的折射　　　　　　　　D.红光的波长长

7.(2022江苏常州礼嘉中学阶段质量调研)关于下列图片,判断错误的是              (　　)

A.甲图是薄膜干涉的图像,照相机、望远镜的镜头镀一层膜是薄膜干涉的应用

B.乙图是小孔衍射的图样,也被称为“泊松亮斑”

C.丙图是在平静无风的海面上出现“蜃景”的示意图,上方是蜃景,下方是景物

D.丁图是单缝衍射图样,其最明显的特征是条纹间距不等

题组三　光的衍射和光的干涉的比较与区分

8.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,衍射条纹是黑白相间的

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中形成的明暗相间的条纹都是光波叠加的结果

9.(2023北京交大附中第二分校期中)如图为红光、蓝光分别通过单缝、双缝所呈现的图样,则              (　　)

　　　　　甲　　　　　　　　　 乙

　　　　　丙　　　　　　　　　 丁

A.如图甲为红光的衍射图样

B.如图乙为红光的衍射图样

C.如图丙为蓝光的干涉图样

D.如图丁为蓝光的干涉图样

10.(2021山东名校模拟)如图(a)所示为单缝衍射示意图,图(b)为甲、乙两束单色光分别通过同一装置形成的单缝衍射图样,则　              (　　)

A.在同种均匀介质中,甲光的波长较长

B.在同种均匀介质中,甲光的传播速度更大

C.用同一装置做双缝干涉实验时,在同一光屏上乙光的亮条纹总数更多

D.当甲、乙两束单色光从某种介质以相同入射角射向空气时,有可能乙光不发生全反射而甲光发生全反射

11.(2023辽宁大连期末)如图甲所示,每年夏季我国多地会出现日晕现象,日晕是太阳光通过卷层云时,发生折射或反射形成的。一束太阳光射到截面为六边形的冰晶上发生折射,其光路图如图乙所示,a、b为其折射出的光线中两种单色光,下列说法正确的是              (　　)

A.在冰晶中,b光的传播速度较大

B.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较大

C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距较小

D.用同一装置做单缝衍射实验,b光的中央亮条纹更宽

答案与分层梯度式解析

第四章　光

5　光的衍射

基础过关练

1.D　光的衍射是光在传播过程中能绕过障碍物继续向前传播的现象,说明在有障碍物的情况下,光能绕过障碍物,偏离直线传播方向,但光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,因此光的衍射现象没有完全否定光沿直线传播的结论,光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据,故A、C说法正确,D说法错误;衍射条纹图样是光波相互叠加的结果,故B说法正确。

2.BC　由图可知,中央条纹最宽最亮,且条纹间距不相等,所以图为衍射图样,A错误,B正确;入射光波长越长,单缝越窄,中央亮条纹的宽度越大,而红光的波长比蓝光的波长要长,C正确,D错误。故选B、C。

3.D　图(a)中出现的是明暗相间的圆环,是明显的光的衍射现象;图(b)出现圆形亮斑,没有出现明显的衍射现象是因为孔径较大,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,即Ra<Rb,故选D。

4.A　红光的波长较长,频率较小,比其他可见光更容易发生衍射,更易被观察到,故选A。

5.D　当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长时,会发生明显的衍射,该装置应用的是光的衍射现象,如果屏上条纹变宽,表明抽制的丝变细,D正确。故选D。

6.D　可见光中,红光的波长最长,最容易发生衍射现象。太阳东升和西沉时,阳光通过比较厚的空气层,射到地面来的红光最多,因此太阳看起来呈红色。故选D。

7.B　甲图是薄膜干涉的图像,照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是增透膜,利用光的干涉现象,从膜的前表面和后表面反射的光相互削弱,A正确,不合题意;乙图是圆盘衍射图样,被称为“泊松亮斑”,它不是小孔衍射的图样,B错误,符合题意;丙图中,海面附近空气的折射率从下到上逐渐减小,从远处景物射出的光线,由于不断被折射,越来越偏离法线,进入上层空气的入射角不断增大,以致发生全反射,人们逆着光线看去,就会看到远方的景物悬在空中,故上方是蜃景,下方是景物,C正确,不合题意;丁图是单缝衍射图样,中间条纹明亮且宽大,越向两侧条纹宽度越小、越暗,其间距不相等,D正确,不合题意。故选B。

8.D　从成因分析,光的干涉现象、衍射现象中形成的明暗相间的条纹都是光波叠加的结果,两者都能说明光具有波动性,故A、C错,D正确。从条纹特点看,虽然条纹宽度、间距有所不同,但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明(与单色光的颜色相同)暗相间的,白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的,故B错。

9.BD　甲、乙为单缝衍射图样,波长越长,中央亮条纹越宽,因为红光波长大于蓝光波长,所以图甲为蓝光的衍射图样,图乙为红光的衍射图样,A错误,B正确;丙、丁为双缝干涉图样,由Δx=可知,光的波长越长,干涉条纹间距越大,所以图丙为红光的干涉图样,图丁为蓝光的干涉图样,C错误,D正确。故选B、D。

10.ABC　经过同一单缝,波长越长的光产生的衍射图样中央亮纹越宽,由题图知甲光的波长较长,故A正确;依据f=可知,甲光的频率较小,则介质对甲光的折射率较小,根据v=知,在同种均匀介质中甲光的传播速度比乙光的大,故B正确;由Δx=λ可知,用同一装置做双缝干涉实验时,甲光的干涉条纹间距大,则在同一光屏上亮条纹的总数少,乙光的亮条纹总数多,故C正确;介质对甲光的折射率较小,由 sin C=可知甲光发生全反射的临界角较大,不容易发生全反射,故D错误。故选A、B、C。

11.B　由题图乙可知,b光的偏折程度更大,根据n=可知,b光折射率更大,由v=,可得b光在冰晶中的传播速度小,A错误;a光折射率小,由全反射临界角公式sin C=可得,从同种玻璃中射入空气发生全反射时,a光的临界角较大,B正确;由于a光折射率小于b光折射率,所以a光频率小于b光频率,由λ=可得a光波长大于b光波长,根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ可知,当通过同一装置发生双缝干涉时,a光的相邻条纹间距较大,C错误;用同一装置做单缝衍射实验,由于a光波长较长,所以a光的中央亮条纹更宽,D错误。故选B。