人教版 (2019)5 光的衍射精品練習(xí)題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

知識(shí)點(diǎn)01光的衍射
1．定義：光通過(guò)很小的狹縫(或圓孔)時(shí)，明顯地偏離了直線(xiàn)傳播的方向，在屏上應(yīng)該出現(xiàn)陰影的區(qū)域出現(xiàn)明條紋或亮斑，應(yīng)該屬于亮區(qū)的地方也會(huì)出現(xiàn)暗條紋或暗斑的現(xiàn)象．
2．衍射圖象：衍射時(shí)產(chǎn)生的明暗條紋或光環(huán)．
3．單縫衍射：?jiǎn)紊馔ㄟ^(guò)狹縫時(shí)，在屏幕上出現(xiàn)明暗相間的條紋，中央為亮條紋，中央條紋最寬最亮，其余條紋變窄變暗；白光通過(guò)狹縫時(shí)，在屏上出現(xiàn)彩色條紋，中央為白條紋．
4．圓孔衍射：光通過(guò)小孔時(shí)(孔很小)在屏幕上會(huì)出現(xiàn)明暗相間的圓環(huán)．
5．泊松亮斑：障礙物的衍射現(xiàn)象．在單色光傳播途中，放一個(gè)較小的圓形障礙物，會(huì)發(fā)現(xiàn)在陰影中心有一個(gè)亮斑，這就是著名的泊松亮斑．
6．衍射光柵
(1)結(jié)構(gòu)由許多等寬的狹縫等距離排列起來(lái)形成的光學(xué)儀器．
(2)衍射圖樣特點(diǎn)與單縫衍射相比，衍射條紋的寬度變窄，亮度增加．
知識(shí)點(diǎn)02各種衍射圖樣
1．單縫衍射圖樣
(1)中央條紋最亮、越向兩邊越暗，條紋間距不等．越靠外，條紋間距越小．
(2)縫變窄通過(guò)的光變少，而光分布的范圍更寬，所以亮紋的亮度降低．
(3)中央亮條紋的寬度及條紋間距跟入射光的波長(zhǎng)及單縫寬度有關(guān)．入射光波長(zhǎng)越大，單縫越窄，中央亮條紋的寬度及條紋間距就越大．
(4)用白光做單縫衍射時(shí)，中央亮條紋是白色的，兩邊是彩色條紋，中央亮條紋仍然最寬最亮．
2．圓孔衍射圖樣
(1)中央是大且亮的圓形亮斑，周?chē)植贾靼迪嚅g的同心圓環(huán)，且越靠外，圓形亮條紋的亮度越弱，寬度越?。?br>(2)圓孔越小，中央亮斑的直徑越大，同時(shí)亮度越弱．
(3)用不同色光照射圓孔時(shí)，得到的衍射圖樣的大小和位置不同，波長(zhǎng)越大，中央圓形亮斑的直徑越大．
(4)白光的圓孔衍射圖樣中，中央是大且亮的白色光斑，周?chē)遣噬膱A環(huán)．
(5)只有圓孔足夠小時(shí)才能得到明顯的衍射圖樣，在圓孔由較大直徑逐漸減小的過(guò)程中，光屏依次得到幾種不同的現(xiàn)象——圓形亮斑(光的直線(xiàn)傳播)、光源的像(小孔成像)、明暗相間的圓環(huán)(衍射圖樣)、完全黑暗．
3．不透明的小圓板衍射圖樣(泊松亮斑)
(1)中央是亮斑．
(2)泊松亮斑圖樣的亮環(huán)或暗環(huán)的距離隨著圓板半徑的增大而減小，而且背景是明亮的．
知識(shí)點(diǎn)03單縫衍射與雙縫干涉
1. 單縫衍射與雙縫干涉的比較
2.對(duì)單縫衍射和雙縫干涉的三點(diǎn)提醒
(1)單縫衍射可以理解為若干個(gè)光源的干涉，從而理解條紋相間排列．
(2)光波的波長(zhǎng)變大，衍射條紋、干涉條紋的寬度都變大．
(3)復(fù)色光的衍射或干涉圖樣，可認(rèn)為是各單色光單獨(dú)衍射或干涉所成圖樣的疊加．
解題大招
大招01對(duì)衍射現(xiàn)象的理解
(1)衍射現(xiàn)象是否明顯方面：入射光波長(zhǎng)越大，障礙物、小孔和狹縫的尺寸越小，衍射現(xiàn)象越明顯。
(2)衍射條紋的亮度方面：小孔和狹縫的尺寸越小，衍射條紋的亮度越小。
大招02理解并牢記各種衍射圖樣的特征
(1)對(duì)于單縫衍射條紋的特征用十二個(gè)字概括：“中寬邊窄”“中亮邊暗”“中白邊彩”．其中“中白邊彩”只適合于白光光源．
(2)各種衍射圖樣的形狀不同，但圖樣的分布規(guī)律、影響因素都是類(lèi)似的．
大招03區(qū)分雙縫干涉條紋與單縫衍射條紋的方法
(1)根據(jù)條紋的寬度區(qū)分：雙縫干涉的條紋是等寬的，條紋間的距離也是相等的；而單縫衍射的條紋，中央亮條紋最寬，兩側(cè)的條紋變窄。
(2)根據(jù)亮條紋的亮度區(qū)分：雙縫干涉條紋，從中央亮紋往兩側(cè)亮度變化很小；而單縫衍射條紋中央亮紋最亮，兩側(cè)的亮紋逐漸變暗。
題型分類(lèi)
題型01 單縫衍射
【例1】(多選)如圖(a)所示為單縫衍射示意圖，如圖(b)所示為甲、乙兩束單色光分別通過(guò)同一裝置形成的單縫衍射圖樣，下列說(shuō)法正確的是( )
A．在同種均勻介質(zhì)中，甲光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)
B．在同種均勻介質(zhì)中，甲光的傳播速度較大
C．用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，在同一光屏上乙光的亮條紋總數(shù)更多
D．當(dāng)兩束單色光從某種介質(zhì)以相同入射角射向空氣時(shí)，有可能乙光不發(fā)生全反射而甲光發(fā)生全反射
解析：選ABC 經(jīng)過(guò)同一單縫，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光產(chǎn)生的衍射圖樣中央亮紋越寬，條紋間隔越大，由題圖(b)可知，甲光的中央亮紋寬，則甲光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，故A正確；依據(jù)f＝eq \f(c,λ)可知，甲光的頻率較小，則甲光的折射率較小，根據(jù)v＝eq \f(c,n)知，在同種均勻介質(zhì)中，甲光的傳播速度比乙光的大，故B正確；由Δx＝eq \f(L,d)λ可知，甲光的干涉條紋間距大，則在同一光屏上甲光的亮條紋的總數(shù)少，乙光的亮條紋總數(shù)更多，故C正確；由sin C＝eq \f(1,n)可知，甲光發(fā)生的全反射臨界角較大，相比乙而言，不容易發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。
【變式1-1】觀察單縫衍射現(xiàn)象時(shí)，把縫寬由0.2mm逐漸增大到0.8mm，看到的現(xiàn)象是（）
A．衍射條紋的間距逐漸變小，衍射現(xiàn)象逐漸不明顯
B．衍射條紋的間距逐漸變大，衍射現(xiàn)象越來(lái)越明顯
C．衍射條紋的間距不變，只是亮度增強(qiáng)
D．以上現(xiàn)象都不會(huì)發(fā)生
【變式1-2】在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)緊靠眼睛的卡尺測(cè)腳形成的狹縫，觀看遠(yuǎn)處的線(xiàn)狀白熾燈絲（燈管或燈絲都要平行于狹縫），可以看到（）
A．黑白相間的直條紋B．黑白相間的弧形條紋
C．彩色的直條紋D．彩色弧形條紋
題型02 單縫衍射與雙縫干涉的綜合
【例2】如圖所示的4種明暗相間的條紋分別是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器形成的干涉圖樣以及黃光、紫光各自通過(guò)同一個(gè)單縫形成的衍射圖樣(黑色部分表示亮條紋)。在下面的4幅圖中從左往右排列，亮條紋的顏色依次是( )
A．紅黃藍(lán)紫 B．紅紫藍(lán)黃
C．藍(lán)紫紅黃 D．藍(lán)黃紅紫
解析：選B 雙縫干涉條紋是等間距的，而單縫衍射條紋除中央亮條紋最寬、最亮之外，兩側(cè)條紋亮度、寬度都逐漸減小，因此1、3為雙縫干涉條紋，2、4為單縫衍射條紋。雙縫干涉條紋的寬度(即相鄰亮、暗條紋間距)Δx＝eq \f(l,d)λ，紅光波長(zhǎng)比藍(lán)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，則紅光干涉條紋間距大于藍(lán)光干涉條紋間距，即1、3分別對(duì)應(yīng)于紅光和藍(lán)光。而在單縫衍射中，當(dāng)單縫寬度一定時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射越明顯，即中央條紋越寬越亮，2、4分別對(duì)應(yīng)于紫光和黃光。綜上所述，1、2、3、4四個(gè)圖中亮條紋的顏色依次是：紅、紫、藍(lán)、黃，B正確。
【變式2-1】在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則下列說(shuō)法正確的是( )
A．中間條紋間距較兩側(cè)更寬
B．不同色光形成的條紋完全重合
C．雙縫間距離越大條紋間距離也越大
D．遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋
【變式2-2】(多選)關(guān)于衍射，下列說(shuō)法正確的是( )
A．光的衍射現(xiàn)象中條紋的出現(xiàn)是光疊加后產(chǎn)生的結(jié)果
B．雙縫干涉中也存在衍射現(xiàn)象
C．一切波都很容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D．影的存在是一個(gè)與衍射現(xiàn)象相矛盾的客觀事實(shí)
題型03 小孔衍射
【例3】讓太陽(yáng)光垂直照射一塊遮光板，板上有一個(gè)可以自由收縮的三角形孔，當(dāng)此三角形孔緩慢縮小直至完全閉合時(shí)，在孔后的屏上將先后出現(xiàn)( )
A．由大變小的三角形光斑，直至光斑消失
B．由大變小的三角形光斑、明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失
C．由大變小的三角形光斑，明暗相間的條紋，直至黑白色條紋消失
D．由大變小的三角形光斑、圓形光斑、明暗相間的彩色條紋，直至條紋消失
答案 D
解析當(dāng)孔足夠大時(shí)，由于光的直線(xiàn)傳播，所以屏上首先出現(xiàn)的是三角形光斑，之后隨著孔的繼續(xù)縮小，出現(xiàn)小孔成像，成的是太陽(yáng)的像，故為小圓形光斑，隨著孔的進(jìn)一步縮小，當(dāng)尺寸與光波波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，出現(xiàn)明暗相間的衍射條紋，最后隨孔的閉合而全部消失，所以只有D正確．
【變式3-1】(多選)下列所示的圖片、示意圖大都來(lái)源于課本，關(guān)于這些圖的判斷中，準(zhǔn)確無(wú)誤的是( )
A．甲圖是小孔衍射的圖樣，乙圖為“泊松亮斑”
B．甲圖為“泊松亮斑”，乙圖是小孔衍射的圖樣
C．丙圖是雙縫干涉圖樣，丁圖是單縫衍射圖樣
D．丙圖是單縫衍射圖樣，丁圖是雙縫干涉圖樣
【變式3-2】在一次觀察光衍射的實(shí)驗(yàn)中，觀察到如圖所示的清晰的明暗相間圖樣（黑線(xiàn)為暗紋），那么障礙物應(yīng)是（）
A．很小的不透明的圓盤(pán)
B．很大的中間有大圓孔的不透明的圓盤(pán)
C．很大的不透明圓盤(pán)
D．很大的中間有小圓孔的不透明的圓盤(pán)
題型04 泊松亮斑
【例4】如圖所示，當(dāng)用激光照射直徑小于激光束的不透明圓盤(pán)時(shí)，在圓盤(pán)后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個(gè)亮斑．這是光的________(填“干涉”“衍射”或“直線(xiàn)傳播”)現(xiàn)象，這一實(shí)驗(yàn)支持了光的________(填“波動(dòng)說(shuō)”“微粒說(shuō)”或“光子說(shuō)”)．
答案衍射波動(dòng)說(shuō)
解析圓盤(pán)后屏上的陰影中心出現(xiàn)了一個(gè)亮斑，一定不是光的直線(xiàn)傳播現(xiàn)象造成的，是光在傳播過(guò)程中繞過(guò)障礙物形成的現(xiàn)象，屬于光的衍射，衍射是波的特性，所以這一實(shí)驗(yàn)支持了光的波動(dòng)說(shuō)．
【變式4-1】（多選）關(guān)于光的衍射現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是（）
A．紅光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋
B．白光的單縫衍射圖樣是紅暗相間的直條紋
C．光照到不透明小圓盤(pán)上，其影中心出現(xiàn)泊松亮斑，說(shuō)明發(fā)生了衍射
D．光照到較大圓孔上出現(xiàn)大光斑，說(shuō)明光沿著直線(xiàn)傳播，不存在光的衍射現(xiàn)象
【變式4-2】一束激光照在一個(gè)很小的圓盤(pán)上，在屏上觀察到如圖所示的圖樣，在影的中心有一個(gè)亮斑，這就是著名的“泊松亮斑”．下列說(shuō)法正確的是（）
A．圓盤(pán)中心有個(gè)小孔，這是光的衍射現(xiàn)象
B．圓盤(pán)中心是不透光的，這是光的衍射現(xiàn)象
C．圓盤(pán)中心有個(gè)小孔，這是光的干涉現(xiàn)象
D．圓盤(pán)中心是不透光的，這是光的干涉現(xiàn)象
題型05 金屬絲衍射與多縫、多孔衍射
【例5】(多選)抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，激光束越過(guò)細(xì)絲時(shí)產(chǎn)生的條紋和它通過(guò)遮光板的同樣寬度的窄縫規(guī)律相同．觀察光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化，下列敘述中正確的是( )
A．這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象
B．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象
C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗
D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)
答案 AD
解析由于是激光束越過(guò)細(xì)絲即繞過(guò)障礙物，所以是光的衍射現(xiàn)象，當(dāng)抽制的絲變細(xì)的時(shí)候，絲的直徑較接近激光的波長(zhǎng)，條紋間距就大，A、D對(duì)．
【變式5-1】抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，觀察激光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化（）
A．這里應(yīng)用的是光的衍射現(xiàn)象
B．這里應(yīng)用的是光的直線(xiàn)傳播性
C．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象
D．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變粗
【變式5-2】（多選）下列說(shuō)法正確的是（）
A．增加光柵的狹縫的個(gè)數(shù)，亮條紋變窄
B．增加光柵的狹縫的個(gè)數(shù)，亮條紋變寬
C．增加光柵的狹縫的個(gè)數(shù)，條紋亮度變暗
D．增加光柵的狹縫的個(gè)數(shù)，條紋亮度變亮
題型06 光的衍射與生活
【例6】(多選)霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的身體健康，霧霾天氣時(shí)能見(jiàn)度只有幾米，天氣變黃變暗，這是由于這種情況下( )
A.只有波長(zhǎng)較短的一部分光才能到達(dá)地面
B.只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)的一部分光才能到達(dá)地面
C.只有頻率較大的一部分光才能到達(dá)地面
D.只有頻率較小的一部分光才能到達(dá)地面
答案 BD
解析根據(jù)光發(fā)生明顯衍射的條件，霧霾天氣時(shí)，只有波長(zhǎng)較長(zhǎng)、頻率較小的一部分光發(fā)生衍射繞過(guò)空氣中的顆粒物到達(dá)地面，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B、D正確.
【變式6-1】下列現(xiàn)象中，屬于光的衍射的是( )
A．雨后天空出現(xiàn)彩虹
B．通過(guò)一個(gè)狹縫觀察日光燈可看到彩色條紋
C．海市蜃樓現(xiàn)象
D．日光照射在肥皂膜上出現(xiàn)彩色條紋
【變式6-2】點(diǎn)光源照在一個(gè)剃須刀片上，在屏上形成了它的影子，其邊緣較為模糊，原因是（）
A．光的反射 B．光強(qiáng)太小
C．光的干涉，通過(guò)剃須刀片中央的孔直進(jìn) D．光的衍射
題型07綜合問(wèn)題
【例7】(多選)由a、b兩種單色光構(gòu)成的復(fù)色光束從水中斜射入空氣中的光路圖如圖所示，關(guān)于a、b兩種單色光，下列說(shuō)法正確的是( )
A.從同種介質(zhì)中斜射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，a光的臨界角小于b光的臨界角
B.在同種介質(zhì)中傳播，a光傳播速度大于b光傳播速度
C.相同條件的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，a光的相鄰亮條紋間距比b光的相鄰亮條紋間距小
D.通過(guò)同一狹縫，a光的衍射現(xiàn)象比b光的衍射現(xiàn)象更明顯
答案 BD
解析由題圖可知b光的折射程度較大，可知水對(duì)b光的折射率較大，根據(jù)sin C＝eq \f(1,n)可知，從同種介質(zhì)中斜射入空氣發(fā)生全反射時(shí)，b光的臨界角小于a光的臨界角，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)v＝eq \f(c,n)可知，在同種介質(zhì)中傳播，a光傳播速度大于b光傳播速度，選項(xiàng)B正確；b光的折射率較大，則b光波長(zhǎng)較短，根據(jù)Δx＝eq \f(l,d)λ可知，相同條件的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，b光的相鄰亮條紋間距比a光的相鄰亮條紋間距小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；b光波長(zhǎng)較短，則通過(guò)同一狹縫，a光的衍射現(xiàn)象比b光的衍射現(xiàn)象更明顯，選項(xiàng)D正確.
【變式7-1】以下說(shuō)法中正確的有( )
A．陽(yáng)光下肥皂膜上的彩色條紋屬于光的衍射現(xiàn)象
B．太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡產(chǎn)生的彩色條紋是由于折射造成的
C．一束光由介質(zhì)斜射向空氣，界面上可能只發(fā)生反射現(xiàn)象而沒(méi)有折射現(xiàn)象
D．水面油膜呈現(xiàn)彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，這說(shuō)明了光是一種波
E．“未見(jiàn)其人先聞其聲”說(shuō)明聲波有衍射現(xiàn)象而光波沒(méi)有衍射現(xiàn)象
【變式7-2】如圖所示的4種明暗相間的條紋，分別是紅光、藍(lán)光各自通過(guò)同一個(gè)雙縫干涉儀器和同一單縫衍射儀器形成的圖樣(灰黑色部分表示亮條紋)。則屬于藍(lán)光的干涉圖樣的是( )
分層訓(xùn)練
【基礎(chǔ)過(guò)關(guān)】
1．下列四幅圖中形成原理與其他三幅圖不同的是（）
A．B．
C．D．
2．關(guān)于教科書(shū)中出現(xiàn)的以下四張圖片，下列說(shuō)法正確的是（）
A．圖1所示疾馳而過(guò)的急救車(chē)使人感覺(jué)音調(diào)變化，是由于共振引起的
B．圖2所示豎直的肥皂膜看起來(lái)常常是水平彩色橫紋，是由于光的衍射產(chǎn)生的
C．圖3所示泊松亮斑現(xiàn)象是由于光的衍射產(chǎn)生的
D．圖4所示水中的氣泡看上去特別明亮，是由于光的折射引起的
3．當(dāng)游客站在峨眉山山頂背向太陽(yáng)而立且前下方又彌漫云霧時(shí)，會(huì)在前下方的云霧上看到一個(gè)外紅內(nèi)紫的彩色光環(huán)，這是一種奇特的自然現(xiàn)象。當(dāng)陽(yáng)光照射較厚的云層時(shí)，會(huì)受到云層深處水滴或冰晶的反射，這種反射光在穿過(guò)云霧表面時(shí)，在微小的水滴邊緣產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。下述現(xiàn)象與“彩色光環(huán)”現(xiàn)象成因相同的是（）
A．雨后的彩虹
B．透過(guò)兩支鉛筆夾成的狹縫看日光燈，可以看到彩色條紋
C．路面上的油膜在陽(yáng)光下呈現(xiàn)彩色
D．陽(yáng)光照射下，樹(shù)影中呈現(xiàn)一個(gè)個(gè)小圓形光斑
4．關(guān)于以下三幅圖像，下列說(shuō)法正確的是（）
A．甲是光的衍射圖樣，乙是光的干涉圖樣
B．雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，波長(zhǎng)越長(zhǎng)亮條紋越窄
C．從圖丙檢驗(yàn)工件平整度的操作中，通過(guò)干涉條紋可推斷出P為凹處
D．從圖丙檢驗(yàn)工件平整度的操作中，通過(guò)干涉條紋可推斷出Q為凹處
5．抽制高強(qiáng)度纖維細(xì)絲時(shí)可用激光監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，觀察激光束經(jīng)過(guò)細(xì)絲后在光屏上所產(chǎn)生的條紋即可判斷細(xì)絲粗細(xì)的變化（）
A．這里應(yīng)用的是光的干涉現(xiàn)象
B．這里應(yīng)用的是光的偏振現(xiàn)象
C．如果屏上條紋變寬，表明抽制的絲變細(xì)
D．用藍(lán)色激光比紅色激光得到的條紋更寬
6．光刻機(jī)是制作芯片的核心裝置，主要功能是利用光線(xiàn)把掩膜版上的圖形印制到硅片上。如圖所示，DUV光刻機(jī)使用的是深紫外線(xiàn)，其波長(zhǎng)為193nm。為提高投影精細(xì)圖的能力，在光刻膠和投影物鏡之間填充液體以提高分辨率，紫光的波長(zhǎng)為390nm，下列說(shuō)法正確的是（）
A．深紫外線(xiàn)在真空中的傳播速度大于紫光的速度
B．深紫外線(xiàn)進(jìn)入液體中，傳播速度變小
C．深紫外線(xiàn)進(jìn)入液體中，頻率更大
D．深紫外線(xiàn)比紫光更容易發(fā)生明顯衍射
7．下列說(shuō)法正確的是（）
A．圖甲中，單色光在被檢測(cè)厚玻璃板的上下表面反射后發(fā)生干涉
B．圖乙中，聲源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者接收到的聲音頻率減小
C．圖丙中，使擺球A先擺動(dòng)，則擺動(dòng)后B球的周期比C球的周期大
D．圖丁是小孔衍射的圖樣，也被稱(chēng)為“泊松亮斑”
8．光刻機(jī)利用光源發(fā)出的紫外線(xiàn)，將精細(xì)圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機(jī)投影精細(xì)圖的能力，在光刻膠和投影物鏡之間填充液體，提高分辨率，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）
A．紫外線(xiàn)由空氣進(jìn)入液體后頻率升高
B．紫外線(xiàn)在液體和空氣中傳播相等的距離，在液體中所需的時(shí)間更短
C．紫外線(xiàn)在液體中比在空氣中更容易發(fā)生衍射，能提高分辨率
D．紫外線(xiàn)在液體中的波長(zhǎng)比在空氣中的波長(zhǎng)短
9．有時(shí)我們能觀察到日暈現(xiàn)象，如圖甲所示，日暈是當(dāng)太陽(yáng)光線(xiàn)在卷層云中的冰晶折射時(shí)而產(chǎn)生的。圖乙所示為一束太陽(yáng)光射到六角形冰晶時(shí)的光路圖，a、b為其折射出的兩種單色光。下列說(shuō)法正確的是（）
A．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率
B．以相同角度斜射到同一玻璃板透過(guò)平行表面后，b光側(cè)移量大
C．分別用a、b兩種光在相同條件做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光得到的干涉條紋間距較窄
D．b光比a光更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
10．線(xiàn)膨脹系數(shù)是表征物體受熱時(shí)長(zhǎng)度增加程度的物理是。利用單縫衍射實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)量金屬的線(xiàn)膨脹系數(shù)。右圖是該實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，擋光片固定，擋光片放置在待測(cè)金屬棒上端，讓激光通過(guò)、間的平直狹縫后在光屏上形成衍射圖樣。已知中央亮條紋寬度、單縫寬度、光的波長(zhǎng)、縫到屏的距離，滿(mǎn)足關(guān)系式。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）
A．激光通過(guò)狹縫后在光屏上可以形成明暗相間的等距條紋
B．其他實(shí)驗(yàn)條件不變，使用頻率更大的激光，中央亮條紋寬度變大
C．其他實(shí)驗(yàn)條件不變，對(duì)金屬棒加溫，中央亮條紋寬度變大
D．其他實(shí)驗(yàn)條件不變，增大光屏到狹縫的距離，中央亮條紋寬度變小
11．（多選）如圖甲所示為研究光的干涉與衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，狹縫S1、S2的寬度可調(diào)，狹縫到屏的距離為L(zhǎng)。同一單色光垂直照射在狹縫上，實(shí)驗(yàn)中分別在屏上得到了圖乙、圖丙所示圖樣（圖中陰影部分表示暗條紋）。下列說(shuō)法正確的是（）
A．圖乙是光的衍射圖樣，圖丙是光的雙縫干涉圖樣
B．遮住一條狹縫，僅減小另一狹縫的寬度，圖丙中亮條紋寬度將增加
C．照射雙縫時(shí)，僅增加L，圖乙中相鄰亮條紋的中心間距增大
D．照射雙縫時(shí)，若S1、S2到屏上P點(diǎn)的距離差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍，P點(diǎn)處是亮條紋
12．（多選）如圖所示是指紋識(shí)別原理圖，它利用了光學(xué)棱鏡的全反射特性。在指紋谷線(xiàn)（凹部）處入射光在棱鏡界面發(fā)生全反射；在指紋脊線(xiàn)（凸部）處入射光的某些部分被吸收或者漫反射到別的地方。這樣就在指紋模塊上形成了明暗相間的圖像。下列說(shuō)法正確的有（）
A．從指紋谷線(xiàn)處反射的光線(xiàn)更亮一些
B．產(chǎn)生的明暗相間指紋圖像是由于光的干涉造成的
C．手機(jī)貼膜后再進(jìn)行指紋識(shí)別，反射光的頻率將發(fā)生變化
D．手指濕潤(rùn)后識(shí)別率降低，是因?yàn)槊靼禇l紋的亮度對(duì)比下降了
13．（多選）下列關(guān)于甲、乙、丙、丁四幅圖像中物理現(xiàn)象的描述，正確的是（）
A．圖甲是顯微鏡下三顆小炭粒的運(yùn)動(dòng)位置連線(xiàn)圖，連線(xiàn)表示小炭粒的運(yùn)動(dòng)軌跡
B．圖乙是雙金屬溫度計(jì)，雙金屬片由內(nèi)外兩條金屬片疊合而成，由圖可知外側(cè)金屬片線(xiàn)膨脹系數(shù)大于內(nèi)側(cè)金屬片
C．圖丙是利用光的干涉來(lái)檢查樣板平整度的實(shí)驗(yàn)，右側(cè)小墊片厚度越大則干涉條紋越密集
D．圖丁稱(chēng)“泊松亮斑”，為光通過(guò)小圓孔后出現(xiàn)的衍射圖像
14．如圖（a）所示為光分別通過(guò)狹縫、正方形孔與圓孔后產(chǎn)生的衍射圖樣（縫和孔的形狀標(biāo)于各圖的右下方）。當(dāng)光通過(guò)正六邊形孔時(shí)，會(huì)在光屏上產(chǎn)生如圖（b）所示的衍射圖樣。根據(jù)圖（a）中提供的信息，分析說(shuō)明產(chǎn)生圖（b）衍射圖樣的原因。
15．分析以下現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：
（1）通過(guò)盛水的玻璃杯，在適當(dāng)?shù)慕嵌龋煽吹讲噬猓?br>（2）隔著帳?？催h(yuǎn)處的燈，見(jiàn)到燈周?chē)椛洳噬墓饷ⅲ?br>（3）光線(xiàn)照在花布上，可以看見(jiàn)花布上的圖樣。
【能力提升】
1．下列關(guān)于光的現(xiàn)象說(shuō)法正確的是（）
A．水面上漂著的油膜呈彩色，是光的折射現(xiàn)象
B．相機(jī)鏡頭上的增透膜，利用了光的偏振
C．泊松亮斑現(xiàn)象是光的衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光具有波動(dòng)性
D．雨后天空出現(xiàn)的彩虹，是光的干涉現(xiàn)象
2．如圖所示，一細(xì)束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分離成a、b、c三束單色光，將這三束光分別照射到相同的金屬板上，b光照射在金屬板上有光電子放出，則可知（）
A．a(chǎn)光照射在金屬板上一定不放出光電子
B．c光照射在金屬板上一定放出光電子
C．三束單色光中a光在三棱鏡中傳播的速度最小
D．若三束單色光照射到相同的單縫，則a光的衍射條紋最窄
3．如圖所示，一定強(qiáng)度的激光（含有兩種頻率的復(fù)色光）沿半徑方向入射到半圓形玻璃磚的圓心O點(diǎn)，經(jīng)過(guò)玻璃磚后有A、B、C三束光射出，下列說(shuō)法正確的有（）
A．B光穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間比C光穿過(guò)玻璃磚所用的時(shí)間長(zhǎng)
B．入射光的入射角從0開(kāi)始增大，B光比C光先消失
C．B光比C光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
D．用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用B光要比用C光條紋間距小
4．如圖所示，ABCDE為單反照相機(jī)取景器中五棱鏡的一個(gè)截面，AB⊥BC，由a、b兩種單色光組成的細(xì)光束從空氣垂直于AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線(xiàn)垂直于BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，下列說(shuō)法正確的是（）
A．a(chǎn)光的頻率比b光的頻率大
B．b光比a光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
C．在真空中，a光的傳播速度比b光的傳播速度大
D．在棱鏡中，a光的傳播速度比b光的傳播速度大
5．一列波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻（時(shí)刻）的波形圖如圖所示，質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置為，0~1.0s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為40cm，下列說(shuō)法正確的是（）
A．時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向振動(dòng)
B．0~0.5s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P的速度逐漸減小
C．該波遇到尺寸為4m的障礙物時(shí)能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D．該簡(jiǎn)諧波的傳播速度為2m/s
6．關(guān)于下列四幅圖所示的光現(xiàn)象說(shuō)法正確的是（）
A．圖甲是光的雙縫干涉原理圖，若只減小擋扳上狹縫S1、S2間的距離d，則屏上兩相鄰亮條紋的中心間距將增大
B．圖乙中光能在光導(dǎo)纖維內(nèi)通過(guò)全反射進(jìn)行傳播，是因?yàn)楣鈱?dǎo)纖維內(nèi)芯的折射率比外套的折射率小
C．圖丙中肥皂膜上的條紋是由光的衍射形成的，利用這一原理可以制成相機(jī)鏡頭的增透膜
D．圖丁中的明暗相間的條紋是由光的雙縫干涉形成的，中央為亮條紋，最寬最亮，兩側(cè)的亮條紋逐漸變暗變窄
7．某三棱鏡的橫截面為等腰三角形，∠A=120°，AB邊長(zhǎng)為2L，空氣中一束包含a、b兩種單色光的細(xì)光束沿平行于BC方向照射到AB邊的中點(diǎn)O，經(jīng)三棱鏡折射后分成a、b兩束單色光（部分光路圖如圖所示）。其中，a單色光從O點(diǎn)入射后的折射光平行于AC，已知光在真空中傳播速度為c（不考慮AC面的反射）。下列說(shuō)法正確的是（）
A．在該三棱鏡中，單色光a的傳播速度比b小
B．單色光a在該三棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角C滿(mǎn)足
C．若用單色光a、b分別通過(guò)同一單縫進(jìn)行衍射，單色光b的中央亮紋更寬
D．單色光a無(wú)法從三棱鏡底面射出
8．如圖所示，擋板上有兩條方向豎直、距離很近的狹健，當(dāng)用單色光垂直照射狹縫時(shí)，與擋板平行的光屏上出現(xiàn)圖①所示的條紋，下列說(shuō)法正確的是（）
A．若將其中任意一條狹縫擋住，光屏上的條紋將由圖樣①變?yōu)閳D樣②
B．若增大兩狹縫之間的距離，光屏上的條紋將由圖樣①變化為圖樣③
C．若改用頻率更大的單色光，光屏上的條紋將由圖樣①變化為圖樣④
D．若增大擋板與光屏之間的距離，光屏上的條紋將由圖樣①變化為圖樣④
9．地鐵靠站時(shí)列車(chē)車(chē)體和屏蔽門(mén)之間安裝有光電傳感器。如圖甲所示，若光線(xiàn)被乘客阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報(bào)警。如圖乙所示，光線(xiàn)發(fā)射器內(nèi)大量處于能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙為a，b光單獨(dú)照射光電管時(shí)產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線(xiàn)。已知光電管陰極材料的逸出功為2.55eV，下列說(shuō)法正確的是（）
A．b光為氫原子從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)發(fā)出的光
B．經(jīng)同一障礙物時(shí)，b光比a光衍射現(xiàn)象更明顯
C．光電管中光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能為9.54eV
D．若部分光線(xiàn)被遮擋，則放大器的電流將增大，從而引發(fā)報(bào)警
10．2023年12月11日，國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——高能同步輻射光源（HEPS）儲(chǔ)存環(huán)正式完成主體設(shè)備安裝。高能同步輻射光源建成后將成為世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，可用于探測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。如圖所示，HEPS主體裝置主要由電子加速器和光束線(xiàn)站兩大部分組成，電子加速器又包含直線(xiàn)加速器、增強(qiáng)器、儲(chǔ)存環(huán)。直線(xiàn)加速器可以將電子能量加速到，增強(qiáng)器可以再次將電子能量加速到。電子束在儲(chǔ)存環(huán)的不同位置通過(guò)彎轉(zhuǎn)磁鐵或者各種插件時(shí)就會(huì)沿著偏轉(zhuǎn)軌道的切線(xiàn)方向，釋放出穩(wěn)定、高能量、高亮度的同步輻射光，其波長(zhǎng)范圍涵蓋了紅外、可見(jiàn)光、紫外和射線(xiàn)（波長(zhǎng)范圍約為，對(duì)應(yīng)能量范圍約為）等。光束線(xiàn)站是同步輻射光的應(yīng)用場(chǎng)所，這里有各種實(shí)驗(yàn)儀器，滿(mǎn)足各式各樣的科研需求。其中射線(xiàn)波段表現(xiàn)尤為優(yōu)異，因此我們也可以將HEPS看作是一個(gè)巨大的光機(jī)。由以上信息與所學(xué)知識(shí)可知，以下說(shuō)法正確的是（）
A．蛋白質(zhì)分子的線(xiàn)度約為，能用同步輻射光得到其衍射圖樣
B．同步輻射源于電子運(yùn)動(dòng)，與機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械波的原理相同
C．HEPS輻射光譜中包含紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)以及射線(xiàn)，這些射線(xiàn)的波長(zhǎng)依次變長(zhǎng)，穿透能力依次減弱
D．電子在直線(xiàn)加速器中可以通過(guò)電場(chǎng)力加速，在增強(qiáng)器中可以通過(guò)洛倫茲力加速
11．（多選）為了裝點(diǎn)城市夜景，市政工作人員常在噴水池水下安裝燈光照亮水面。如圖甲所示，水中有一點(diǎn)光源S，能同時(shí)發(fā)出兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個(gè)被照亮的圓形區(qū)域，俯視如圖乙所示，環(huán)狀區(qū)域內(nèi)只有b光，中間小圓內(nèi)為復(fù)色光，下列說(shuō)法正確的是（）
A．a(chǎn)光的折射率大于b光的折射率
B．在水中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度
C．觀察到的光源S的位置比實(shí)際位置淺一些
D．通過(guò)相同的單縫，a光的衍射現(xiàn)象比b光更明顯
12．（多選）如圖所示，一束復(fù)色光從等邊三棱鏡的邊中點(diǎn)D射入，入射光線(xiàn)與水平面夾角為30°，最后色散成兩種單色光從邊射出，打在右側(cè)白紙上，上方為a光，下方為b光，其中a光的出射位置為邊中點(diǎn)E，下列說(shuō)法中正確的是（）
A．經(jīng)過(guò)相同的狹縫，a光比b光更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
B．a(chǎn)光在真空中的傳播速度大于b光
C．若a、b光分別通過(guò)相同的雙縫裝置，a光的條紋間距大于b光的條紋間距
D．該復(fù)色光若垂直方向從A、D兩點(diǎn)間入射，則a光不能從邊射出
13．（多選）雨后太陽(yáng)光射入空氣中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面發(fā)生反射，最后離開(kāi)水滴時(shí)再折射一次，就形成了彩虹．如圖所示，太陽(yáng)光從左側(cè)射入球形水滴，a、b是其中的兩條出射光線(xiàn)，在這兩條出射光線(xiàn)中，一條是紅光，另一條是紫光，下列說(shuō)法正確的是（）
A．a(chǎn)光線(xiàn)是紅光，b光線(xiàn)是紫光
B．遇到同樣的障礙物，b光比a光更容易發(fā)生明顯衍射
C．a(chǎn)光在水滴中的傳播時(shí)間比b光在水滴中的傳播時(shí)間長(zhǎng)
D．增大太陽(yáng)光在水滴表面的入射角，則可能沒(méi)有光線(xiàn)從水滴表面射出
14．如圖所示是通過(guò)游標(biāo)卡尺兩測(cè)量腳間的狹縫觀察白熾燈線(xiàn)光源時(shí)所拍下的四張照片．
(1)試通過(guò)圖樣分析四張照片對(duì)應(yīng)的兩測(cè)量腳間的寬度大小關(guān)系．
(2)試說(shuō)明照片(4)中中央條紋的顏色及成因．
15．如圖所示為某種測(cè)量液體折射率裝置的俯視圖，該實(shí)驗(yàn)裝置外側(cè)是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體，過(guò)正方體中心O、垂直上下兩面放置—衍射光柵，激光束垂直光柵平面打到O點(diǎn)，未加入液體時(shí)，零級(jí)衍射光束打在后壁上的點(diǎn)，一級(jí)衍射光束打到a點(diǎn)；加入液體后，一級(jí)衍射光束打到b點(diǎn)．已知，，衍射光柵一級(jí)衍射光束滿(mǎn)足，其中d為光柵常數(shù)，i為衍射角（衍射光束與原光束傳播方向的夾角），為光的波長(zhǎng)，光在真空中的速度為c，求：
（1）液體對(duì)激光的折射率；
（2）加入液體后，光從發(fā)出到打到b點(diǎn)所需的時(shí)間。

單縫衍射
雙縫干涉
不
同
點(diǎn)
產(chǎn)生條件
只要狹縫足夠窄，任何光都能發(fā)生
頻率相同的兩列光波相遇疊加
條紋寬度
條紋寬度不等，中央最寬
條紋寬度相等
條紋間距
各相鄰條紋間距不等
各相鄰條紋等間距
亮度
中央條紋最亮，兩邊最暗
條紋清晰，亮度基本相等
相同點(diǎn)
成因
都有明暗相間的條紋，條紋都是光波疊加時(shí)加強(qiáng)或削弱的結(jié)果
意義
都是波特有的現(xiàn)象，表明光是一種波

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