高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第一册4.5 光的衍射复习练习题

4.5光的衍射基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．如图，用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘，例如小分币，我们可以在光屏上看到的图样为下图中的（   ）

A．

B．

C．

D．

2．有关光的现象，下述表述中错误的是（   ）

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．泊松亮斑是光的衍射现象

C．光的衍射现象为光的波动说提供了有力的证据

D．光的衍射否定了光沿直线传播的结论

3．有以下说法：其中正确的是（　　）

①火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁；

②通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度；

③光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要大；

④光学镜头上的增透膜是利用光的衍射现象．

A．①④ B．①② C．②③ D．②④

4．在日常生活中我们经常会发现，交通信号灯、安全指示灯、雾灯、施工警示灯等基本上都是红色的信号灯，这除了红色容易引起人们的视觉反应外，还有一个重要原因是（　　）

A．红光比其他色光更容易发生衍射 B．红光比其他色光更容易发生干涉

C．红光比其他色光频率更高 D．红光比其他色光的折射率更小

5．如图所示，两束单色光a、b从空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c。a 光与 b 光比较，下列说法中正确的是（　　）

A．玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率

B．a 光的频率大于b光的频率

C．在真空中的 a 光传播速度大于b光的传播速度

D．在玻璃中的 a 光传播速度大于b光的传播速度

6．关于光的衍射，下列说法正确的是（　　）

A．只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生光的衍射现象

B．当光的波长大于障碍物或小孔的尺寸时，不会发生明显的衍射现象

C．单色光的单缝衍射图样是亮暗相间的条纹

D．光照到较大圆孔上时，屏上出现大光斑，不存在光的衍射

7．下列有关光现象的说法不正确的是（  ）

A．泊松亮斑是光的衍射现象

B．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体，看到的像比物体所处的实际位置高

C．高反膜对某频段的光可达到接近100%的反射率，其利用的是光的全反射现象

D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装偏振片以减弱玻璃表面反射光的影响

8．a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射入介质中时，如图所示发现b的折射光线更靠近法线，由此可判定(　　)

A．a比b更容易发生衍射现象

B．当光从介质射向空气中，a、b要发生全反射的临界角分别为Ca、Cb，则Ca<Cb

C．在介质中b的速度较大

D．单色光b的频率较低

9．关于光的干涉及衍射，下列说法中正确的是（　　）

A．通过两支铅笔的狭缝所看到的日光灯的彩色条纹是光的干涉现象

B．光的双缝干涉条纹中间是宽度最大且最亮的明纹

C．激光信号在光导纤维中传输时是利用了光的衍射原理进行的

D．水面上油膜的彩色条纹是由于光的干涉而形成的现象

10．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

11．雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。如图，太阳光从左侧射入球形水滴，a、b是其中的两条出射光线，在这两条出射光线中，一条是红光，另一条是紫光。下面说法正确的是

A．a光线是红光，b光线是紫光

B．当光线在水滴背面发生全反射时，我们看到的彩虹最为鲜艳明亮

C．a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长

D．遇到同样的障碍物，a光比b光更容易发生明显衍射

12．下列实验现象或应用中，与光的波动性无关的是（　　）

A． B．

C． D．

13．下列成语、俗语在一定程度上反映了人类对自然现象的认识，其中从物理学的角度分析正确的是（　　）

A．“一叶障目”说明光能发生衍射现象

B．“镜花水月”说明平面镜成的像是虚像

C．“海市蜃楼”说明光能发生干涉现象

D．“随波逐流”说明在波的传播过程中质点将沿波速方向随波迁移

14．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．镀膜后，望远镜的镜头透入光的亮度增强 D．海市蜃楼

15．随着通信技术的更新换代，第5代移动通信技术（简称5G）即将全面替代4G。新一代技术所用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。与4G相比，5G使用的电磁波（　　）

A．真空中传播速度更大 B．光子能量更大

C．衍射更明显 D．波长更长

二、填空题（共4题）

16．在白炽灯照射下，从用手指捏紧的两块玻璃板的表面能看到彩色条纹，这是光的______现象；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，这是光的______现象．

17．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。

18．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。

19．游标为20分度（测量值可准确到0.05mm）的卡尺示数如图所示，两测脚间狭缝的宽度为________mm。用激光照射该狭缝，在屏上出现衍射条纹。如果减小狭缝的宽度，衍射条纹的宽度将_______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

三、综合题（共4题）

20．如图所示，让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)。

21．下列在生活中常常看到的自然现象，分别属于什么光学现象？

（1）漂浮在水面上的油花呈现彩色；

（2）透过尼龙纱巾看发光的电灯，可看到比纱巾方孔大的彩色网络；

（3）夏天早晨草地上露水在阳光照射下出现彩色光点。

22．在观察光的衍射现象的实验中，保持缝到光屏的距离不变，增加缝宽，屏上衍射条纹间距将如何变化?该现象表明，光沿直线传播只是一种近似规律。在什么情况下光才可视为直线传播?

23．（1）让一束红光照射在游标卡尺两个卡脚之间的缝上，逐渐减小两个卡脚之间的距离，使缝越来越小，观察照在屏幕上光斑的变化。缝宽大约多大时屏幕上出现条纹？缝间距变小时，条纹有什么变化？

（2）用针尖在一张厚纸上扎一个很小的小孔，用眼睛通过小孔观察太阳光，会观察到什么现象？

参考答案

1．B

2．D

3．B

4．A

5．D

6．C

7．C

8．A

9．D

10．B

11．C

12．D

13．B

14．B

15．B

16．干涉    衍射   

17．衍射    模糊不清    明暗相间   

18．相比    小   

19．0.15    变大   

20．

当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗。

21．(1)薄膜干涉；(2)衍射；(3)色散现象

22．减小；光的波长比障碍物小得多

23．（1）大约0.8 mm时会出现条纹；当缝间距变小时，屏幕上条纹间距逐渐变宽，但亮度逐渐减弱；（2）会观察到中央为亮圆，周围为彩色的圆环