5.3 光的衍射 分层练习 -2025-2026学年高二上学期物理鲁科版选择性必修第一册

5.3 光的衍射 梯度分层 基础巩固：课堂衔接，回归教材，夯实根本 拔高提升：进阶训练，聚焦核心，提炼重难 思维拓展：情景构建，素养提升，高阶训练 ( 基础巩固 1 ) 1.下列四幅图中形成原理与其他三幅图不同的是( ) A. B. C. D. 2.观察光的衍射实验装置如图所示，用红色的激光照射单缝可在光屏上形成衍射条纹，为了减小条纹宽度，可以( ) A.减小单缝宽度 B.用绿光照射 C.增大单缝与光屏间距离 D.减小激光器与单缝间距离 3.抽制高强度纤维细丝时可用激光监测其粗细.如图所示，观察激光束经过细丝时在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化.这一过程利用了光的( ) A.干涉现象 B.衍射现象 C.折射现象 D.色散现象 ( 拔高提升 2 ) 4.在一次观察光衍射的实验中，观察到如图所示的清晰的明暗相间图样（黑线为暗纹），那么障碍物应是( ) A.很小的不透明的圆盘 B.很大的中间有大圆孔的不透明的圆盘 C.很大的不透明圆盘 D.很大的中间有小圆孔的不透明的圆盘 5.在阳光照射下，孔雀的羽毛色彩斑斓，仔细研究时发现孔雀羽毛上有很多细缝，则孔雀羽毛的彩色可能主要源于( ) A.光的折射 B.光的全反射 C.光的偏振 D.光的衍射 6.太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色,瀑布在阳光下呈现的彩虹以及通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹,这些现象分别属于( ) A.光的干涉、色散和衍射现象 B.光的干涉、衍射和色散现象 C.光的衍射、色散和干涉现象 D.光的衍射、干涉和色散现象 7.如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、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).在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是( ) A.红黄蓝紫 B.红紫蓝黄 C.蓝紫红黄 D.蓝黄红紫 ( 思维拓展 3 ) 8.如图所示为红、蓝两种颜色的光分别通过同一窄缝后在屏上呈现的条纹，下列说法正确的是( ) A.产生图甲衍射条纹的是红色光 B.图乙的光在真空中传播速度更大 C.增大窄缝宽度，衍射会变得更明显 D.减小窄缝宽度，屏上光会变得更亮 9.利用单缝衍射实验装置可以观察金属的热胀冷缩现象。如图所示，挡光片a固定，挡光片b放置在一金属棒上端，让绿色激光通过a、b间的平直狭缝后在光屏上形成衍射图样。关于该实验，下列说法正确的是( ) A.激光通过狭缝后在光屏上可以形成明暗相间的等距条纹 B.其他实验条件不变，使用红色激光，中央亮条纹宽度变大 C.其他实验条件不变，对金属棒加温，中央亮条纹宽度变小 D.其他实验条件不变，对金属棒降温，中央亮条纹宽度变大 10.下列现象中，属于光的衍射的是( ) 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.海市蜃楼现象 D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹 11.用频率不同的单色光a、b得到的干涉图样分别如图甲、乙所示，下列说法中不正确的是( ) A.a光更容易发生明显的衍射现象 B.单色光a在水中的传播速度比b光快 C.a光的频率大于b光的频率 D.从同一种介质射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角 12.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，在光屏上得到如图四幅图样，关于光屏前传播方向上放置的装置，以下说法正确的是( ) A.甲是单缝、乙是双缝 B.乙是双缝、丙是小圆孔 C.甲是双缝、丁是小圆孔 D.丙是小圆孔、丁是小圆板 13.如图所示的甲、乙、丙、丁中，属于著名的泊松亮斑的衍射图样和单缝衍射图样的分别是( ) A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁 14.在一束单色光的传播方向上分别放置单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，在光屏上得到如下四幅图样，关于光屏前传播方向上放置的装置，以下说法正确的是( ) A.甲是单缝、乙是双缝 B.乙是双缝、丙是小圆孔 C.丙是小圆孔、丁是小圆板 D.甲是双缝、丁是小圆孔 15.声控万花筒主要由数个相同的组件构成，其中一个组件的剖面如图所示，反光的滑块右侧圆锥面的顶角很大，滑块圆锥面与右侧玻璃片之间有间隙，人在一旁大声喊叫时，滑块会小范围左右振动，在玻璃片上会看到变化着的环形彩色条纹。现用红色平行光自右向左垂直照射玻璃片，下列说法正确的是( ) A.玻璃片上会呈现红色的衍射条纹 B.玻璃片上越接近圆心，相邻两条纹间的距离越小 C.滑块向右滑动时，玻璃片上所有的环形条纹会向外扩张 D.滑块向右滑动时，玻璃片上的环形条纹会变密集 答案以及解析 基础巩固 1.答案：C 解析：干涉图样的条纹间距相等，衍射图样的中央条纹最宽，所以C是光的双缝干涉图样，A是圆孔衍射图样，B是泊松亮斑，是光的衍射图样，D是光的单缝衍射图样，即ABD是光的衍射图样，C是光的干涉图样，原理与其他三幅图不同。故选C。 2.答案：B 解析：AC、双缝干涉与单缝宽度无关，故AC错误;B、绿光波长比红光小，根据，绿光条纹间距小于红光，故B正确;D、条纹间距与激光器和单缝间距离无关，故D错误;故选:B。 3.答案：B 解析：光发生衍射的条件是:障碍物或孔的尺寸比光的波长小或相差不多时，抽丝时发生的是光的衍射现象，当丝越细，光的衍射现象越明显，所以当条纹的宽度变宽时，丝就越细，这一过程利用了光的衍射现象，故ACD错误，B正确。 拔高提升 4.答案：D 解析：圆盘衍射和圆孔衍射的图样对比如下表所示： 种类 异同点 圆盘衍射 圆孔衍射 不同点 中心亮斑 较小 较大 亮（暗）环间距 随环的半径增大而减小 随环的半径增大而增大 背景 明亮 黑暗 相同点 均为明暗相间圆环，中心均有亮斑 由题图可知中央是大且亮的圆形亮斑，周围分布着明暗相间的同心圆环，可判断此图样为圆孔衍射图样，故D项正确。圆盘衍射中央有较大黑斑，在黑斑中心有一个很小的亮斑，这个亮斑叫泊松亮斑。 5.答案：D 解析：由题意可知，孔雀羽毛的彩色可能主要源于光的单缝衍射现象。 故选D。 6.答案：A 解析：太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色，这是薄膜干涉；瀑布在阳光下呈现的彩虹，这是色散；通过狭缝观察发光的日光灯时看到的彩色条纹，这是单缝衍射。 7.答案：B 解析：双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故AC两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距可以知道波长λ越大，越大，故A是红光，C是蓝光. 单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故BD是单缝衍射图样，B为紫光的单缝衍射图样，D为黄光单缝衍射图样.故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射）. 所以选项B正确的，选项ACD错误. 思维拓展 8.答案：A 解析：A.波长越长，衍射条纹中央亮纹越明显宽，可知，产生图甲衍射条纹的是红色光，故A正确；B.真空中光速都相同，均为c，故B错误；C.增大窄缝宽度，衍射会变得不明显，故C错误；D.减小窄缝宽度，通过的光会变少，屏上光会变得更暗，故D错误。故选A。 9.答案：B 解析:激光通过狭缝后在光层上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹，A错误；其他实验条件不变，使用红色激光，则激光的波长更大，衍射现象更明显，中央亮条纹宽度变大，B正确；其他实验条件不变，对金属棒加温，则单缝宽度变小，中央亮条纹宽度变大，C错误；其他实验条件不变，对金属棒降温，则单缝宽度变大，中央亮条纹宽度变小，D错误。 10.答案：B 解析：雨后天空出现彩虹是光的折射现象，故A错误；通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，是光的衍射现象，故B正确；海市蜃楼是光的折射和全反射现象，故C错误；日光照在肥皂膜上出现彩色条纹是薄膜干涉现象，故D错误。 11.答案：C 解析：AC.由干涉条纹间距公式有 由于题图结合公式可知，a光的波长大于b光的波长，所以a光更容易发生明显衍射。由公式 可知，其a光的频率小于b光的频率，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意； BD.由之前的分析可知，a光的频率小于b光的频率，所以a光的折射率小，由 可知，单色光a在水中的传播速度比b光快。由临界角公式有 由于a光的折射率小，所以a光的临界角大，即从同一种介质射入空气发生全反射时，a光的临界角大于b光的临界角，故BD正确，不符合题意。 故选C。 12.答案：D 解析：根据衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小；后者明暗条纹宽度相等，可知甲图是双缝干涉条纹，乙图是单缝衍射条纹；根据小孔衍射与泊松亮斑的区别可知，小圆孔衍射的图样是中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，可知丙是小孔衍射，丁是小圆板衍射图样。 故选D。 13.答案：A 解析：图甲是泊松亮斑的衍射图样，图乙是圆孔衍射图样，图丙是单缝衍射图样，图丁是双缝干涉图样。故选A。 14.答案：C 解析：衍射与干涉图样的区别：前者中间是亮条纹，越向两侧条纹宽度越小，后者明暗条纹宽度相等，可知甲图是双缝干涉条纹，乙图是单缝衍射条纹；根据小圆孔衍射与泊松亮斑的区别可知，小圆孔衍射的图样中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，可知丙图是小圆孔衍射，丁图是泊松亮斑，即小圆孔衍射，所以C正确. 15.答案：C 解析：玻璃片上呈现的是薄膜干涉条纹，A错误；无论滑块在哪个位置，沿着半径自内向外每相同距离空气间隙厚度的变化都相同，两列反射光路程差相同，因此相邻两条纹间的距离相同，条纹的密集程度都不会改变，B，D错误；同一条纹所对应的间隙厚度相同，滑块向右滑动时，沿着半径间隙厚度为某确定值的地方都向外侧移动，两列反射光的路程差为某确定值的地方都向外侧移动，因此所有环形条纹的半径都会增大，C正确。 学科网（北京）股份有限公司 $