物理沪科版 (2019)4.5 光的衍射测试题

这是一份物理沪科版 (2019)4.5 光的衍射测试题，共11页。试卷主要包含了5光的衍射同步练习，5倍，所以P点为暗条纹等内容，欢迎下载使用。


1．抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激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（ ）
A．这里应用的是光的干涉现象
B．这里应用的是光的偏振现象
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
【答案】D
【详解】
AB．激光通过细丝后在光屏上形成明暗相间的条纹，应用的是光的衍射现象，故AB错误；
CD．当光屏上的条纹变宽，即衍射现象更明显时，根据产生明显衍射现象的条件可知，对应的丝变细，故C错误，D正确。
故选D。
2．2021年1月21日，包括中国科研人员在内的一支国际团队，使用冷冻镜断层成像技术“拍摄”到新冠病毒的3D影像，测得新冠病毒的平均尺度是100nm，如图所示。已知普朗克常量为，下列说法正确的是（ ）
A．100nm相当于m
B．想要“看清”新冠病毒，所用“光波”的波长应该大于100nm
C．用能量为2.55eV的可见光照射，在显微镜下病毒清晰可见
D．波长100nm的光子动量数量级为10-27kg·m/s
【答案】D
【详解】
A．单位换算得
故A错误；
B．波长大于100nm，射到新冠病毒上衍射现象明显（绕过障碍物），反射光少，看不清。故B错误；
C．能量为2.55eV的可见光波长为
波长大于100nm，射到新冠病毒上衍射现象明显（绕过障碍物），反射光少，看不清。故C错误；
D．波长100nm的光子动量数量级为
故D正确。
故选D。
3．用单色激光照射间距不同的双缝和宽度不等的单缝时，得到下图所示的图样。以下判断正确的是（ ）
A．只有甲是双缝干涉图样B．形成丙衍射图样的单缝比丁的更窄
C．只有乙、丙是单缝衍射图样D．乙是图示中最明显的衍射现象图样
【答案】B
【详解】
AD．单缝衍射条纹中间宽、两边窄，呈现不等间距．双缝干涉条纹等宽、等间距，则甲、乙两图是干涉条纹，丙、丁是衍射条纹。故AD错误；
BC．丙、丁两图是衍射条纹，而随着缝间距越小，衍射条纹越大，则形成丙衍射图样的单缝比丁的更窄。故B正确，C错误。
故选B。
4．如图为用光传感器演示双缝干涉现象的实验装置，红色光源在铁架台的最上端，中间是刻有双缝的挡板，下面是光传感器，传感器得到的光照信息经计算机处理后，在显示器上显示出来。则（ ）
A．仅将红光换为蓝光，相邻两个亮条纹的中心间距将增大
B．仅将光传感器向上移，相邻两个亮条纹的中心间距将增大
C．仅将挡板换成单缝的挡板，显示器上一定不会显示出明暗相间的条纹
D．仅将挡板换成双缝间距更小的挡板，相邻两个亮条纹的中光传感器计算机处理器心间距将增大
【答案】D
【详解】
A．根据
仅将红光换为蓝光，波长变短，相邻两个亮条纹的中心间距将减小，A错误；
B．根据
仅将光传感器向上移，L变小，邻两个亮条纹的中心间距将减小，B错误；
C．仅将挡板换成单缝的挡板，会发生单缝衍射，显示器上一定会显示出明暗相间的条纹，C错误；
D．根据
仅将挡板换成双缝间距更小的挡板，即d变小，相邻两个亮条纹的中光传感器计算机处理器心间距将增大，D正确。
故选D。
5．下图为甲乙两单色光通过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹，则甲乙两光相比（ ）
A．甲光更容易衍射B．甲光的折射率小
C．甲光全反射临界角小D．甲光在真空中传播速度小
【答案】C
【详解】
A．甲乙两单色光通过同一双缝干涉装置后形成的干涉条纹，乙光的条纹间距大，根据可知乙光得波长长，波长越长，衍射现象越明显，故乙光更容易衍射，选项A错误；
B．根据可知乙光得周期大，则乙光的频率小，折射率小，选项B错误；
C．根据可知乙光折射率小，临界角大，则甲光全反射临界角小，选项C正确；
D．不同色光在真空中传播速度都相同，选项D错误。
故选C。
6．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，通过狭缝观察发光的白炽灯也会看到彩色条纹，这两种现象（ ）
A．都是光的衍射现象
B．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象
C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象
D．都是光的粒子性的表现
【答案】C
【详解】
两玻璃板间将形成空气薄膜，光照射在空气薄膜上下表面的反射光发生干涉，由于是白光，产生了彩色干涉条纹，而从狭缝观察到彩色条纹是光的衍射现象，都是光的波动性的表现。
故选C。
7．以下说法中正确的是（ ）
A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象
B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射
D．只有声波、水波才有衍射现象，其他的波不会发生衍射现象。
【答案】C
【详解】
AD．一切波均能发生衍射现象，AD错误；
B．明显的衍射现象必须是波的波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大，B错误；
C．波长越长的波，越容易发生衍射， C正确。
故选C。
8．某同学用红光做实验，拍摄到屏上亮条纹的照片如图甲、乙所示，则该同学做的是（ ）
A．单缝衍射实验，甲图中单缝的宽度小
B．单缝衍射实验，乙图中单缝的宽度小
C．双缝干涉实验，甲图中双缝到屏的距离大
D．双缝干涉实验，乙图中双缝到屏的距离大
【答案】A
【详解】
AB．单缝衍射时，缝越小，衍射条纹中间越宽，故A正确，B错误；
CD．双缝干涉条纹是明暗相间条纹且宽度相同，故CD错误。
故选A。
9．近年来，我国科技飞速发展，在国防科技方面，科学家们研发的反隐身米波雷达堪称隐身战斗机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑，米波雷达发射无线电波的波长在范围内，则对该无线电波的判断正确的是（ ）
A．米波的频率比厘米波频率高B．米波和机械波一样须靠介质传播
C．米波是外层电子跃迁得到的D．米波比红外线更容易发生衍射现象
【答案】D
【详解】
A．根据
可知，波长越长，频率越低，故米波的频率比厘米波频率低，故A错误；
B．无线电波是电磁波，不需要介质，故B错误；
C．外层电子得跃迁不可能产生波长的米波，故C错误；
D．波长大的波更容易发生衍射现象，因为米波的波长比红外线的波长大，那么它就比红外线更容易发生衍射现象，故D正确。
故选D。
10．在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向。如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．图中光束①是红光，光束②是蓝光
B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度更快
C．若光束①、②先后通过同一小孔，则①衍射现象更明显
D．若光束①、②从透明介质层以相同逐渐增大的入射角射向空气中，则①先发生全反射
【答案】D
【详解】
A．①光的偏折程度较大，则折射率较大，蓝光的折射率大于红光的折射率，所以①光是蓝光，②是红光，故A错误；
B．根据知，蓝光的折射率大，在介质中的速度小，则光束①比光束②传播速度更慢，故B错误；
C．蓝光的折射率大，频率大，知蓝光的波长小，波长越长，衍射现象越明显，所以②光衍射更明显，故C错误；
D．根据知，蓝光的折射率大，临界角小，增大入射角，①先发生全发射，故D正确。
故选D。
11．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，如图所示，一复色光以入射角射入光导纤维后分为a，b两束单色光，a，b两单色光在内芯和外套界面多次全反射后从光导纤维另一端射出，下列说法正确的是（ ）
A．从空气射入光导纤维，a光、b光的波长都变短
B．内芯折射率小于外套的折射
C．分别经过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距比b光的大
D．b光比a光更容易发生衍射现象
【答案】AC
【详解】
A．从空气射入光导纤维，传播速度变小，频率不变，则根据
可知，a光、b光的波长都变短，选项A正确；
B．发生全反射的必要条件是：光必须从光密介质射入光疏介质，即从折射率大的介质射入折射率小的介质，所以当内芯的折射率比外套的大时，光在内芯与外套的界面上才能发生全反射，故B错误；
C．由图可知，b光的偏折程度比a光大，可知b光的折射率较大，频率较大，波长较短，根据
可知，分别经过同一双缝干涉装置，a光的条纹间距比b光的大，选项C正确；
D．因a光波长较大，则a光比b光更容易发生衍射现象，选项D错误。
故选AC。
12．关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是（ ）
A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象
B．产生干涉现象的条件之一，就是两列波的频率相等
C．薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
D．泊松亮斑是光的干涉现象
【答案】BC
【详解】
A．所有类型的波都可以发生干涉和衍射现象，故A错误；
B．两列波发生干涉现象的条件之一，就是两列波的频率相等，故B正确；
C．薄膜干涉条纹是光在膜的前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故C正确；
D．泊松亮斑是光的衍射现象，故D错误。
故选BC。
13．下列说法正确的是（ ）
A．通过两支铅笔的狭缝平行对着日光灯管，会看到彩色条纹，这是光的衍射现象
B．减小游标卡尺两个卡脚之间狭缝的宽度，单色线光源通过狭缝产生的衍射条纹中央亮条纹变窄
C．太阳光通过三角形孔，当孔缩小时，先形成三角形光斑，最后形成太阳的像
D．透过羽毛观察白炽灯，会看到彩色光晕，这是光的衍射
【答案】AD
【详解】
AD．当缝的宽度与光的波长差不多或比波长小时，会发生明显的衍射现象，且缝的宽度越小，衍射现象越明显，AD正确；
B．光的波长不变时，狭缝越窄衍射时中央亮条纹越宽，B错误；
C．当三角形孔减小时，太阳光通过它先形成影，然后是小孔成像，当其尺寸与光的波长差不多时，会出现衍射图样，C错误。
故选AD。
14．两列振动方向、___________及其他振动情况相同的波叠加后将发生干涉现象。而波能绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射，能观察到明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸与___________相比差不多或更小。
【答案】频率 波长
【详解】
[1]两列振动方向、频率及其他振动情况相同的波叠加后将发生干涉现象；
[2]而波能绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射，能观察到明显衍射现象的条件是障碍物（或小孔、狭缝等）的尺寸与波长相差不多或比波长小。
15．如图，在双缝干涉实验中，S1和S2为狭缝，P是光屏上的一点，已知双缝S1、S2和P点的距离差为m，用单色光A在空气中做双缝干涉实验，若光源到缝S1、S2距离相等，且A光频率为Hz。则P点处是___________（填“亮”或“暗”）条纹；若将S2用遮光片挡住，光屏上的明暗条纹___________ （填“均匀”或“不均匀”）分布。 （光在空气中的速度）
【答案】暗 不均匀
【详解】
[1]设A光在空气中波长为λ，由得，光的路程差，所以
即从S1和S2到P点的光的路程差δ是波长λ的3.5倍，所以P点为暗条纹。
[2]将S2用遮光片挡住。光屏上得到的是衍射条纹，所以是不均匀分布的。
16．如图（a），一束激光通过刻有狭缝的遮光板A后，测出在光屏上的光强分布如图（b）所示。这种现象叫_________________，该现象说明光具有_______________性。
【答案】光的衍射 波动
【详解】
[1][2]．由图可知，一束激光通过刻有狭缝的遮光板A后，部分光线偏离原来直线传播的方向，这种现象叫光的衍射现象；该现象说明光具有波动性。
17．光通过狭缝，当缝较宽时观察到__________，当缝较窄时观察到__________，在不透明的圆板阴影中心有一亮斑，就是著名的__________亮斑，这也是光的__________现象，它说明了光沿直线传播只是一种__________规律，当____________________时就不再沿直线传播了．
【答案】直线传播 衍射现象 泊松 衍射 近似 障碍物或孔的尺寸较小
【详解】
[1]光通过狭缝，当缝较宽时观察到直线传播；
[2]由衍射条件可知，当障碍物的尺寸与波长相差不多或小得多时，能发生明显衍射，所以当缝较窄时观察到衍射现象；
[3][4][5][6]在不透明的圆板阴影中心有一亮斑，就是著名的泊松亮斑，这也是光的衍射现象，它说明了光沿直线传播只是一种近似规律，当障碍物或孔的尺寸较小时能发生衍射现象，这时就不再沿直线传播了
18．通过两个手指间的狭缝来观察光源，当狭缝宽度逐渐减小时，会观察到什么现象?请试一试，并作出解释。
【答案】见解析
【详解】
随着手指间狭缝逐渐减小，通过两个手指间的狭缝来观察光源，可以看到彩色条纹，这是因为狭缝较小时，与光源波长相差不大，当光通过狭缝后发生单缝衍射现象，形成光的衍射图样。
19．用两支铅笔夹成一条狭缝，将眼睛紧贴着狭缝且让狭缝与日光灯管或其他线状光源平行，你会观察到怎样的现象？试解释这个现象。
【答案】会观察到明暗相间的彩色条纹，因为当两支铅笔夹成的狭缝与光波波长接近时，会发生光的衍射现象
【详解】
会观察到明暗相间的彩色条纹，因为当两支铅笔夹成的狭缝与光波波长接近时，会发生光的衍射现象。
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)。
【答案】见解析
【解析】
【详解】
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。