4.5光的衍射 综合训练 -2021-2022学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册（解析版）

4.5光的衍射一、选择题（共14题）1．在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹；通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发光的日光灯，也会看到彩色条纹，这两种现象A．都是光的衍射现象B．都是光的干涉现象C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象2．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．3．一定能使水波通过小孔后，发生的衍射更不明显的方法是（

）A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率4．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。5．对于下列光现象的说法中,正确的是（

）A．雨后公路上面的油膜出现彩色条纹,这是光的衍射现象B．太阳光斜射到铁栅栏上,地面出现明暗相间的条纹,这是光的衍射现象C．光导纤维是利用光的全反射现象制成的D．位于月球本影区的人,能看到月全食6．下列现象中，属于光的衍射现象的是（

）A．通过一狭缝观察日光灯可看到彩色条纹B．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带D．雨后天空出现彩虹7．下列说法正确的是（）A．海市蜃楼是由光的折射和全反射形成的B．用光导纤维束传送图象信息，这是光折射的应用C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象8．光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是：（）A．a、c B．b、c C．a、d D．b、d9．如图所示观察光的衍射现象装置，让激光束通过一个狭缝，观察到光屏上出现衍射图样．现保持狭缝到光屏的距离不变，微微减小狭缝的缝宽，则再观察到的条纹是A．间距相等的更窄条纹 B．间距相等的更宽条纹C．间距不等的更窄条纹 D．间距不等的更宽条纹10．下列说法中正确的是()A．光的衍射现象说明了光具有粒子性B．在白光下观察竖直放置的肥皂液膜，呈现的彩色条纹是光的折射现象造成的C．光从光疏介质射入光密介质时也可能发生全反射D．清晨人们刚刚看到太阳从地平线上升起时，实际太阳还在地平线以下11．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12．下列说法正确的是________A．受迫振动的频率总等于振动系统的固有频率B．波长越长的电磁波越容易发生衍射C．利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速D．宇航员在相对地面高速运动的飞船里观测到地面上的钟走的较快13．下列说法中正确的是()A．声波是横波B．机械波可以在真空中传播C．光的干涉和衍射现象表明了光具有波动性D．质点做简谐运动，其速度增大，加速度一定减小E．当驱动力频率等于振动系统的固有频率时，振动系统的振幅最大14．一般认为激光器发出的是频率为的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率是它的中心频率，它所包含的频率范围是(也称频率宽度)，其中和分别记为“上限频率”和“下限频率”．如图所示，某红宝石激光器发出的激光(其“上限频率”和“下限频率”对应的分别记为a光和b光)由空气斜射到平行液膜的上表面，射入时与液膜上表面成θ角．则下列说法正确的是()A．a光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大B．逐渐减小θ角，a光在液膜下表面先发生全反射C．b光更容易发生明显的衍射现象D．相同装置做双缝干涉实验，b光产生的干涉条纹间距较小二、填空题15．如图所示，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后面屏上的阴影中心出现了一个亮斑，被称为泊松亮斑，这是光的_______现象，这一实验有力地支持了光的_________说。16．用单色平行光照射狭缝，当缝很窄时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了_______的地方．这就是光的衍射现象。17．在观察光的衍射实验中，分别观察到如图甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样，图中黑线为暗纹．那么障碍物应是甲图对应的障碍物应是________，乙图对应的障碍物应是________．18．以下说法中正确的是____________A光导纤维是应用了光的全反射B．天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象C．白光经玻璃三棱镜折射发生色散时，红光的偏折角最大D．泊松亮斑是泊松在证明光具有波动性时发现的E在沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影三、综合题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。20．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？21．两人分别站在一堵墙的两侧，彼此看不见却能相互对话，这是为什么?22．太阳光照射一块遮光板，遮光板上有一个大的三角形孔，太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑。请说明：遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化？请你说明其中的道理。参考答案：1．C【详解】在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹,这是薄膜干涉现象；通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发光的日光灯，也会看到彩色条纹，这是单缝衍射现象．A．都是光的衍射现象，与结论不相符，选项A错误；B．都是光的干涉现象，与结论不相符，选项B错误；C．前者是光的干涉现象，后者是光的衍射现象，与结论相符，选项C正确；D．前者是光的衍射现象，后者是光的干涉现象，与结论不相符，选项D错误；2．B【详解】用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘，会产生光的衍射现象，中央出现亮点，图样为B所示；故选B.3．A【详解】波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v=λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，而本题为使衍射现象更不明显，则增大小孔尺寸，同时增大水波的频率。故选A。4．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。5．C【详解】A项：油膜呈现彩色图样是光的干涉现象，由膜的前后表面反射光线，进行相互叠加而出现的现象，故A错误；B项：当缝的宽度与障碍物尺寸差不多或比障碍物尺寸小，可以发生明显的衍射，太阳光斜射到铁栅栏上地面出现明暗相间的条纹，是由于光的直线传播形成的，故B错误；C项：光导纤维时利用光的全反射现象制成的，故C正确；D项：位于月球本影区的人看不到太阳，可以看到月亮，是日全食，故D错误．故选C．6．A【详解】试题分析：通过一狭缝观察日光灯可看到彩色条纹这是光的衍射现象，选项A正确；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹，这是光的折射现象，选项B错误；一束白光通过三棱镜形成彩色光带这是光的折射现象，选项C错误；雨后天空出现彩虹是光的色散现象，选项D错误；故选A.7．A【详解】海市蜃楼是由光的折射和全反射形成的，选项A正确；用光导纤维束传送图象信息，这是光全反射的应用，选项B错误；眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项C错误；用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项D错误；故选A.8．D【详解】单缝衍射的条纹是不等间距，中央亮纹又宽又亮。故选D．9．D【详解】观察光的衍射现象中，当保持狭缝到光屏的距离不变，屏上明暗相间的条纹间距随缝宽的减小而增大．则观察到的条纹是间距不等的更宽条纹，故选D.10．D【详解】A．光的衍射现象说明了光具有波动性，A错误；B．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，这是光的干涉现象造成的，B错误；C．光从光疏介质射入光密介质时，由于折射角小于入射角，当入射角等于90°时，折射角不消失，所以不可能发生全反射，C错误；D．早晨看太阳从地平线刚刚升起时，实际上它还处在地平线的下方，但通过光在不均匀的大气层中发生折射，可以射入我们的眼睛，我们就可以看见太阳，D正确。故选D。11．D【详解】AB．根据图中的玻璃对光线的偏折程度可知，光的偏折程度大，所以玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，AB错误；C．在真空中的a光传播速度等于b光的传播速度，C错误；D．根据可知在玻璃中的a光传播速度大于b光的传播速度，D正确。故选D。12．BC【详解】A、受迫振动的频率总等于策动力的频率，故A错误；B、波长越长的电磁波，越容易发生衍射，故B正确；C、多普勒效应是波特有的现象，医生利用超声波的多普勒效应可以探测病人血管中血液的流速，故C正确；D、根据钟慢效应，宇宙飞船相对于地球高速运动的过程中，飞船的人观察飞船是不运动的，而地球是高速运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，正常走时，而地球上的钟变慢了，故D错误．13．CDE【详解】A．声波不能发生偏振现象，是纵波，故A错误；B．机械波的传播离不开介质，不可以在真空中传播，故B错误；C．干涉和衍射是波的特有现象，故光的干涉和衍射现象为光的波动说提供了有力的证据．故C正确；D．根据简谐运动的特点可知，质点做简谐运动，其速度增大时，加速度一定减小．故D正确；E．在振动系统中，当驱动力频率与振动系统的固有频率相等时，系统的振动幅度最大，故E正确。故选CDE。14．AC【详解】A：由题知，a光的频率大于b光的频率，液膜对a光的折射率大于对b光的折射率，则a光从下表面射出时与入射光线间偏移的距离较大．故A项正确．B：由于平行液膜的上表面与下表面平行，光在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路的可逆性得知，两种光都不可能在液膜下表面发生全反射．故B项错误．C：由波速公式可知，b光的波长大于a光的波长，b光的波动性较强，更容易发生明显的衍射现象．故C项正确．D：相同装置做双缝干涉实验，干涉条纹间距，b光产生的干涉条纹间距较大．故D项错误．综上，本题答案为AC．15．

衍射

波动【详解】当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后面屏上的阴影中心出现了一个亮斑，被称为泊松亮斑，光偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传播，这是光的衍射现象。衍射现象是波特有的现象，这一实验有力地支持了光的波动说。16．相当宽17．

较大的中间有小圆孔

很小的不透明圆板【详解】比较两图，它们的背景明显不同，甲图的背景为黑色阴影，说明障碍物应是很大的不透明挡板，中间有透光并且带有衍射图样的花纹，说明挡板的中间有小圆孔；乙图的背景为白色，说明周围没有障碍物，中间有不透光圆形阴影，并且带有衍射图样的花纹，说明中间存在很小的不透明圆板，乙图正中央的小亮点是泊松亮斑．18．ABE【详解】A、光导纤维是应用了光的全反射，故A正确；B.天空中出现的彩虹是因为光的折射形成色散现象，故B正确C.白光经玻璃三棱镜折射发生色散时，紫光的折射率大，所以紫光的偏折角最大，故C错误；D、泊松亮斑是泊松在证明光具有粒子性时发现的，故D错误；E、沙漠中，向远方望去，有时能看到远方景物的倒影，是因为远方的景物发出的光线经过全反射而出现，故E正确；故选ABE19．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