高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 光的衍射综合训练题

4.5光的衍射专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．某同学在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05mm的窄缝，使用激光器作光源，进行光的衍射实验，如图所示．则他在光屏上看到的条纹是下面图中的

A． B． C． D．

2．如图是使用相同的实验装置，分别用红光和蓝光做实验所得到的干涉、衍射图样．则红光的干涉图样是其中的

A． B．

C． D．

3．某同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，分别选用红色和绿色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是（　　）

A． B． C． D．

4．如图所示是a、b两单色光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（　　）

A．在同种均匀介质中，a光的传播速度比b光的大

B．在真空中a、b两单色光传播速度相同

C．从真空射入同种介质发生全反射时，a光全反射临界角小

D．在相同的条件下，a光比b光更容易产生明显的衍射现象

5．中国女科学家屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，屠呦呦也成为首位获得该奖的中国人在研究青蒿素的化学结构时，研究人员用比可见光波长更短的X射线照射最终确定了其化学结构。在做单缝衍射实验时，下列说法不正确的是（　　）

A．将入射光由可见光换成X射线，衍射条纹间距变窄

B．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽

C．衍射条纹中央条纹最宽

D．用白光照射单缝时，屏上不会出现彩色条纹

6．如图所示的4幅明暗相间的条纹，分别是红光经过间距不同的双缝及宽度不同的单缝所形成的．则在下面的四幅图中（甲、乙、丙、丁）依次对应的是

                       甲                                                                      乙

                           丙                                                                     丁

A．双缝宽间距，双缝窄间距，宽单缝，窄单缝

B．双缝窄间距，双缝宽间距，窄单缝，宽单缝

C．宽单缝，窄单缝，双缝宽间距，双缝窄间距

D．窄单缝，宽单缝，双缝窄间距，双缝宽间

7．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

8．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，则在孔后的屏上将先后出现的现象（遮住侧面光）（　　）

A．三角形光斑　倒立的烛焰　明暗相间的圆环

B．三角形光斑　圆形光斑　倒立的烛焰

C．倒立的烛焰　圆形光斑　明暗相间的圆环

D．三角形光斑　明暗相间的圆环　倒立的烛焰

9．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

10．如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是(　　)

A．b在该介质中的折射率比a大

B．若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽

C．用a更易观测到泊松亮斑

D．做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大

11．如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四个图中从左往右排列，那个图是黄光形成的条纹（       ）

A． B． C． D．

12．下列说法中正确的是（　　）

A．用光导纤维束传送图像信息，这其中应用到了光的全反射现象

B．通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象

C．白光经过三棱镜得到彩色图样是光的干涉现象

D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象

13．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　）

A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”

B．乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果

C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹

D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹

14．下列现象中属于光的衍射现象的是（　　）

A．雨后天空美丽的彩虹

B．阳光下肥皂膜的彩色条纹

C．光通过三棱镜产生的彩色条纹

D．对着日光灯从两铅笔缝中看到的彩色条纹

15．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

二、填空题（共4题）

16．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。

17．2021年央视春晚首次采用5G信号“云”传播方式，使“云”观众、“云”演员和春晚互动起来。5G是“第五代移动通信技术”的简称。5G信号一般采用频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是，则在真空中5G信号的波长一定______（填“大于”“小于”或“等于”）4G，空间传播的5G信号和4G信号______（填“能”或“不能”）产生干涉现象，5G信号在传输过程中更______（填“容易”或“难”）绕过障碍物。

18．在一个小电灯和光屏之间，放一个带圆孔的遮光板，在圆孔直径从1 cm左右逐渐变小直到闭合的整个过程中，在屏上依次可看到_____、_____、_____、_____几种现象。（选择下列现象，将序号填入空中）

①完全黑暗     ②小孔成像   ③衍射光环     ④圆形亮斑

19．某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝观察光的衍射。

（1）若某次观察光的衍射时游标卡尺的示数如图所示，则卡尺两测脚间的狭缝宽度为___________。

（2）利用游标卡尺两脚之间形成的狭缝观察光的衍射，在总结出的以下几点中，正确的是___________。

A．衍射条纹与狭缝平行

B．衍射条纹与狭缝的宽度有关，狭缝越窄，衍射条纹越窄

C．衍射条纹与光的波长有关，光的波长越长，衍射条纹越宽

D．衍射条纹与光的频率有关，光的频率越大，衍射条纹越宽

三、综合题（共4题）

20．用物理知识讨论假想中的衍射现象。

(1)可见光的波长是微米数量级的，人眼的瞳孔的直径是毫米数量级的。假想有一种眼睛的瞳孔是微米数量级的，视网膜非常灵敏，能感觉非常微弱的光线，这时所看到的外部世界将是一幅什么景象？

(2)人体的线度在米的数量级，这个数值恰与人耳的可听声波的波长相近。根据这一事实，假想某种动物可听到波长是毫米数量级的声波，请说出一些能体现衍射现象的场景。

21．在挡板上安装一个宽度可以调节的狭缝，缝后放一个光屏。用平行单色光照射狭缝，当缝的宽度较小时，我们会从光屏上看到衍射条纹。此时，如果进一步调小狭缝的宽度，所看到的衍射条纹有什么变化？做这个实验，看你的判断是否正确。也可以用游标卡尺两个卡脚之间的缝隙做单缝，用眼睛通过这个单缝观察线状光源。

22．把游标卡尺的两个刀口充分靠近，通过由此形成的狭缝观看发光的日光灯，记录所看到的花样。

23．分析以下现象产生的原因：

（1）通过盛水的玻璃杯，在适当的角度，可看到彩色光；

（2）隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色的光芒；

（3）光线照在花布上，可以看见花布上的图样。

参考答案：

1．B

2．D

3．A

4．B

5．D

6．A

7．D

8．A

9．C

10．B

11．D

12．A

13．C

14．D

15．C

16．     相比     小

17．     小于     不能     难

18．     ④     ②     ③     ①

19．     0.25mm     AC

20．

(1) 可见光的波长是微米数量级的，如果有一种眼睛的瞳孔直径是微米数量级的，可见光通过瞳孔时会发生明显的衍射现象，且各种不同颜色的光发生衍射时的条纹间距不相同。这时所看到的外部世界将是一幅扭曲的，色彩斑斓的景象

(2) 1.池塘里的水波遇到突出在水面上的水石块，小石块对波的传播无影响

2．水波前进方向上有带孔的屏，水波通过小孔传播到屏后的广泛区域

3.闻其声不见其人

21．调小狭缝的宽度时，我们看到衍射条纹宽度增大。

22．

通过靠近的游标卡尺的刀口形成的狭缝观看发光的日光灯，是光的单缝衍射现象，看到的是彩色条纹，中间条纹最宽，两侧条纹变窄，并且狭缝越宽衍射条纹间距越小。

23．

(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射，在适当的角度，各色光分离较大，可看到彩色光。

(2)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙，产生衍射，因此可见到灯周围辐射彩色的光芒。

(3)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果。花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时，红色花纹反射红色光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色，同理可以看到各种花纹反射的各种颜色的光，这样就可以看到花布的图样。