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高中人教版 (2019)5 光的衍射当堂检测题
展开1.日出和日落时太阳看起来特别红,这是由于( )
A.光的色散B.大气的全反射C.大气的折射D.红光的波长长
2.关于下列四幅图所涉及的光学知识中,说法正确的是( )
A.图甲检查工件的平整度利用光的衍射现象
B.图乙医用内窥镜利用光的干涉现象
C.图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D.图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的
3.阳光照射下的肥皂膜看起来是彩色的,下列现象与这个现象形成的物理原理不同的是( )
A.透过两支并排铅笔的狭缝看日光灯,可以观察到彩色条纹
B.雨后公路积水上面漂浮的油膜,经常显现出彩色条纹
C.用激光照射挡板上的两条平行狭缝,在光屏上观察到亮暗相间的条纹
D.在眼镜片的表面镀一层特定厚度的薄膜,可以增加光的透射
4.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
5.在杨氏双缝干涉实验装置中,用红光做实验,在屏上呈现明暗相间、间隔距离相等的红色干涉条纹.若将若将其中一条缝挡住,另一条缝仍然可以通过红光,缝很窄。那么在屏上将看到( )
A.形状与原来一样的明暗相间、间距相等的红色条纹
B.形状与原来相似的明暗相间、间距相等的红色条纹,只是间距变窄了
C.形状与原来不同的明暗相间、间距不等的红色条纹
D.没有条纹,只是一片红光
6.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
7.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
8.在一次观察光的衍射的实验中,观察到如图所示的清晰的明暗相间的图样,那么障碍物应是( )
A.很大的透明圆板B.很大的中间有大圆孔的不透明的圆板
C.很大的不透明的圆板D.很大的中间有小圆孔的不透明的圆板
9.如图,a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样,分析各图样的特点(黑色为亮条纹,a图样的亮纹间距比b图样大,c图样中央亮纹比d图样宽)可以得出的正确结论是( )
A.a、b是光的衍射图样,c、d为光的干涉图样
B.a、b是光的干涉图样,c、d为光的衍射图样
C.形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短
D.在同种介质中,形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率大
10.下列说法中不正确的是( )
A.“泊松亮斑”由于光的衍射引起的
B.沙漠“蜃景”是光的干涉现象
C.救护车驶离观察者时,观察者听到警笛音调变低,是由于波的多普勒效应引起的
D.观察者在车厢内和在地面上观测到的光速一致,这说明了光速与惯性参考系的选取无关
11.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
12.单色光照射双缝,在像屏上观察到明暗相间的干涉条纹,现用遮光板将其中的一个缝挡住,则像屏上观察到的现象是( )
A.宽度均匀的明暗相间的条纹B.中央亮而宽,两边窄而暗条纹
C.一条亮纹D.一片亮光
13.下列说法正确的是( )
A.全息照相利用了光的衍射现象
B.声源远离观察者时,听到的声音变得低沉,是因为声源发出的声音的频率变低了
C.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的
D.人们所见到的“海市蜃楼”现象,只有光的折射
14.如图 (a)所示是做双缝干涉实验的示意图。先做操作1:用两块不同颜色的滤光片分别挡住双缝屏上下两半部分Ⅰ和Ⅱ;接着再做操作2:用不透明的挡板挡住b缝。若两块滤光片一块是红色,一块是蓝色,则( )
A.完成操作1后,光屏上出现的是图 (b)图案,且甲是红色条纹,乙是蓝色条纹
B.完成操作1后,光屏上出现的是图 (c)图案,且丙是蓝色条纹,丁是红色条纹
C.完成操作2后,光屏上出现的是图 (b)图案,且甲是蓝色条纹,乙是红色条纹
D.完成操作2后,光屏上出现的是图 (c)图案,且丙是红色条纹,丁是蓝色条纹
15.用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验,比较屏上的条纹,下列说法中正确的是( )
A.双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹
B.单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹
C.双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
D.单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹
16.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,下列说法正确的是( )
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
17.方形透明容器充满某种透明液体,液体的深度h=20cm,在容器底部中心有一个点状复色(两种颜色)激光光源,光源的大小可忽略不计,液面上形成的光斑俯视图如图所示,测得液面内部光斑a的直径d=30cm,外部光环b的寬度Δd=6cm,下列说法正确的是_________。
A.光斑a和光环b都是由单色光形成的
B.若仅将液体的深度h变大,则光斑的面积变大
C.液体对两种色光的折射率之比为35:29
D.光环b为单色光,这种色光在液体中的传播速度比另一种色光的传播速度小
E.光环b为单色光,这种色光和另一种色光相比更容易发生明显衍射现象
18.下列不属于光的衍射现象的是( )
A.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹
B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹
C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹
D.眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹
19.如图所示,一束含有两种频率的复色光a沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点,经过玻璃砖后有b、c两束光射出,下列说法正确的有( )
A.b光折射率比c光折射率小
B.b光穿过玻璃砖所用的时间比c光穿过玻璃砖所用的时间长
C.入射光在O点的入射角从0开始增大,c光比b光先消失
D.在真空中b光的波长比c光的短
E.b光比c光更容易发生衍射现象
20.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
21.一束光射向半圆形玻璃砖的圆心,折射光分成A、B两束单色光,关于A、B两束光,下列判断正确的是__________
A.在真空中一定是A光波长较长
B.增大入射角一定是B光先发生全反射
C.在玻璃砖中传播时,B光速度更大
D.分别通过同一单缝时,B光衍射现象更明显
E.分别在同一双缝干涉装置上做实验时,A光产生的干涉条纹间距较大
22.下列说法正确的是( )
A.发生沙尘暴时,天空发黄变暗是因为只有波长较长、频率较低的一部份光才能到达地面
B.某玻璃对蓝光的折射率大于对红光的折射率,两种光以相同的入射角从空气射入玻璃,蓝光折射角大
C.单色光由水中射入空气时,频率变小,波长变长,光速变大
D.肥皂泡在阳光照射下呈现彩色条纹是干涉现象
E.透过细密织物,观看远处光源,可看中心光芒周围的彩色带一节一节向外发散并逐渐变暗消失,这是光的衍射现象
参考答案
1.D
【详解】
太阳初升和西沉时,阳光通过比较厚的空气层,阳光通过空气时,红光的波长最长,最容易发生衍射现象,所以射到地面来的红光最多,因此太阳看起来呈红色。
故选D。
2.C
【详解】
A.图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象,故A错误;
B.图乙医用内窥镜利用光的全反射现象,故B错误;
C.图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野,故C正确;
D.图丁泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的,故D错误;
故选C。
3.A
【详解】
A.通过两根并在一起的铅笔狭缝去观察发光的白炽灯,也会看到彩色条纹,是衍射现象
B.在太阳光照射下,水面上油膜出现彩色花纹是由油膜的上下表面两束反射光干涉而形成的,属于光的干涉现象
C.用激光照射挡板上的两条平行狭缝,在光屏上观察到亮暗相间的条纹,属于光的干涉现象
D.在眼镜片的表面镀一层特定厚度的薄膜,可以增加光的透射,这是利用了光的干涉现象
综上所述,故选A。
4.B
【详解】
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.
5.C
【详解】
若将其中一条缝挡住,那么屏上看到的是红光的衍射条纹,衍射条纹是宽度不相等的明暗条纹,与原来不同。
故选C。
6.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。
7.D
【详解】
圆盘衍射和圆孔衍射的图样对比如下表所示:
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。
8.D
【详解】
A.用光照射很大的透明圆板时,后面出现一片亮斑,观察不到如图所示的清晰的明暗相间的图样,故A错误;
B.很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞,故B错误;
C.很大的不透明圆板时后面是一片阴影,故C错误;
D.用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样,故D正确;
故选D。
【点睛】
单缝衍射图样与障碍物或孔的尺寸是有关系,不同的障碍物或孔出现的衍射图样是不一样的。
9.B
【详解】
AB.双缝干涉图样的条纹是等间距的,而衍射条纹间距不相等,则知a、b是光的干涉图样,c、d是光的衍射图样,故A错误,B正确;
C.根据可知,光的波长越长,双缝干涉条纹间距越大,则知形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长,故C错误;
D.波长越长,频率越小,折射率越小;形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长,则形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率小,故D错误。
故选B。
10.B
【详解】
A.“泊松亮斑”是光的衍射现象。证明了光具有波动性,故A正确,不符合题意;
B.沙漠“蜃景”是光的全反射引起的,与干涉无关,故B错误,符合题意;
C.多普勒效应是指波源或观察者发生移动,而使两者间的位置发生变化,使观察者收到的频率发生了变化,观察者远离波源,观察者听到的音调变低,故C正确,不符合题意;
D.根据相对论原理可知,光速与惯性参考系的选取无关,故D正确,不符合题意。
故选B。
11.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。
12.B
【详解】
如果将双缝中一条缝挡住,其他不改变,光屏上出现的图案是光的衍射条纹即中央亮而宽,两边窄而暗条纹,故B正确,ACD错误。
故选B。
13.C
【详解】
A.全息摄影是指一种记录被摄物体反射波的振幅和位相等全部信息的新型摄影技术。普通摄影是记录物体面上的光强分布,它不能记录物体反射光的位相信息,因而失去了立体感。全息摄影采用激光作为照明光源,并将光源发出的光分为两束,一束直接射向感光片,另一束经被摄物的反射后再射向感光片。两束光在感光片上叠加产生干涉,感光底片上各点的感光程度不仅随强度也随两束光的位相关系而不同。故A错误;
B.声源远离观察者时,听到的声音变得低沉,是因为观察者接收到的声音的频率变低了,故B错误;
C.雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是薄膜干涉,故C正确;
D.“海市蜃楼”简称蜃景,是一种因光的折射和全反射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。故D错误。
故选C。
14.AD
【详解】
(b)图中的条纹为等间距明暗相间条纹,是干涉图样,再根据条纹宽度的有关因素分析即可。(c)图为中间最宽且不等间距明暗相间条纹,是衍射条纹。操作1是双缝干涉实验,故条纹间距相等,光屏上出现(b)图案,由图案知甲的波长大于乙的波长,故甲为红色条纹,乙是蓝色条纹,操作2是单缝衍射,条纹间距不相等,光屏上为(c)图案,再结合波长关系可知丙是红色条纹,丁是蓝色条纹,故AD正确,BC错误。
故选AD
15.AD
【详解】
干涉条纹是等间距明暗相间且亮度基本一致的,而衍射条纹间距不相等,且中央亮条纹最亮、最宽,两侧依次宽度减小,亮度降低。
故选AD。
16.ABC
【详解】
A.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,条纹间隔越大,由题图知甲光的中央亮纹宽,则甲光的波长较长,故A正确;
B.依据可知,甲光的频率较小,则甲光的折射率较小,根据知,在同种均匀介质中甲光的传播速度比乙光的大,故B正确;
C.由可知,甲光的干涉条纹间距大,则在同一光屏上亮条纹的条数少,乙光的亮条纹总数更多,故C正确;
D.甲光的折射率较小,由可知甲光的全反射临界角较大,不容易发生全反射,故D错误。
故选ABC。
17.BCE
【详解】
A.液面形成光斑的原因是光在液体内部射向液面时发生了全反射,最边缘光线对应的入射角等于临界角,折射率小的光对应的临界角大,形成的光斑直径大;折射率大的光对应的临界角小,形成的光斑直径小,因为小光斑部分还有折射率小的色光,所以小光斑a是复色光,故A错误;
B.设光斑半径为r,边缘光线的光路如图所示
最大入射角为C等于全反射临界角,若h变大,C不变,则r变大,所以光整面积变大,故B正确;
C.根据几何关系可得折射率
由题知两个光亮的半径分别为15cm和21cm,液体深度为20cm,代入上式可求液体对两种色光的折射本之比为35:29,故C正确;
D.由题知,b种色光在液面形成的光斑直径较大,所以该种色光在液体中的折射率小,根据
可知该种色光在液体中传播的速度大,故D错误;
E.折射率小的色光频率小,波长大,所以b光更容易发生明显街射现象,故E正确。
故选BCE。
18.AD
【详解】
A.眼睛眯成一条线看到的发光的电灯周围有彩色花纹,是光线绕过障碍物传播的现象,属于光的衍射现象,故A正确;
B.阳光下肥皂膜上的彩色条纹,是属于薄膜干涉现象,故B错误;
C.太阳光通过三棱镜产生的彩色条纹,时由于光发生了色散现象即属于光的折射现象,故C错误;
D.眼睛透过纱巾看到的灯光的条纹,是光线绕过障碍物传播的现象,属于光的衍射现象,故D正确。
故选AD。
19.ACE
【详解】
A.a光是含有两种频率的复色光,b光和c光是单色光,由图可知,c光的入射角大于b光的入射角,折射角相同,由折射定律可知,b光折射率比c光折射率小,故A正确;
B.c光的折射率大,根据知,c光在介质中传播的速度较小,在玻璃中传播的时间较长,故B错误;
C.由可知,由于b光折射率比c光折射率小,则c光的临界角更小,若入射光的入射角从0开始增大,c光比b光先消失,故C正确:
DE.在同种介质中折射率大的频率高,由知频率大的波长短,即在真空中b光的波长比c光的长,b光比c光更容易发生衍射现象,故D错误,E正确。
故选ACE。
20.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。
21.ABE
【详解】
A.由图可知,B光偏折更大,则B光的折射率更大,B光的频率更大,由公式可知,在真空中一定是A光波长较长,故A正确;
B.由于B光的折射率更大,由公式可知,折射率越大的,发生全反射角的临界角越小,故增大入射角一定是B光先发生全反射,故B正确;
C.由公式可知,由于B光的折射率更大,则在玻璃砖中传播时,B光速度更小,故C错误;
D.由于A光的波长更长,则分别通过同一单缝时,A光衍射现象更明显,故D错误;
E.由于A光的波长更长,由公式可知,分别在同一双缝干涉装置上做实验时,A光产生的干涉条纹间距较大,故E正确。
故选ABE。
22.ADE
【详解】
A.波长较短的波容易被障碍物挡住,不能到达地面,波长较长、频率较低的光更容易发生衍射,从而透过沙尘间的缝隙到达地面,故A正确;
B.某玻璃对蓝光的折射率大于对红光的折射率,两种光以相同的入射角从空气射入玻璃时,根据折射
知蓝光折射角小,故B错误;
C.光的频率由光源决定,则当单色光由水中射入空气时,频率不变,光速变小,由波速公式
知,波长变短,故C错误;
D.肥皂泡的彩色条纹是肥皂膜的上下两个表面反射回空气中的两列光波发生干涉形成的,故D正确。
E.透过细密织物,观看远处光源,光线通过细密织物的小孔发生衍射,可看中心光芒周围的彩色带节一节向外发散并逐渐变暗消失,这是光的衍射现象,故E正确。
故选ADE。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
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