4.5 光的衍射 同步练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

4.5 光的衍射 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．利用图1所示的装置（示意图），观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如图2中甲和乙两种图样．下列关于P处放置的光学元件说法正确的是 A．甲对应单缝，乙对应双缝 B．甲对应双缝，乙对应单缝 C．都是单缝，甲对应的缝宽较大 D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大 2．如图1所示，该装置可用于观察光的干涉、衍射现象，其中P为某光学元件，且P到光屏的距离保持不变。某同学利用该装置分别观察红光与绿光的干涉与衍射现象，在光屏上得到了如图2所示的甲、乙、丙、丁四种图样。下列说法正确的是（　　） A．丁对应的P是单缝，入射光为红光 B．丙对应的P是双缝，入射光为绿光 C．乙对应的P是单缝，入射光为红光 D．甲对应的P是双缝，入射光为绿光 3．如图所示为观察水面波衍射的实验示意图，CA、BD是挡板，它们之间有一窄缝，A、B分别为窄缝边缘的两点。S点表示波源，相邻两波纹之间的距离表示一个波长，已知A、B间的距离与波长相差不多，则波穿过窄缝之后（　　） A．波纹之间距离变大 B．波的振幅变大 C．波仅在SA与SB两直线之间的扇形区域内传播 D．波能传播到SA、SB两直线外侧的区域 4．如图所示为某种透明介质做成的等腰直角三棱镜的截面示意图。由、两种单色光组成的细光束从空气垂直于边射入棱镜，经两次反射后光束垂直于边射出，且在、边只有光射出，光路图如图所示，下列说法正确的是（    ）    A．光的频率比光的频率小 B．该三棱镜对光折射率应小于等于 C．、两种单色光通过同一单缝，光的衍射现象更明显 D．光在三棱镜中的传播速度小于光在三棱镜中的传播速度 二、多选题 5．如图所示，a、b、c、d四个图是不同的双缝干涉或单缝衍射图样。分析各图样的特点可以得出的正确结论是(　　) A．a、b是光的双缝干涉图样，c、d是光的单缝衍射图样 B．a、b是光的单缝衍射图样，c、d是光的双缝干涉图样 C．ab实验装置一样时，形成a图样光的波长比形成b图样光的波长长 D．cd实验装置一样时，形成c图样光的波长比形成d图样光的波长长 6．对光的衍射现象的定性分析，下列描述中正确的是（　　） A．只有障碍物尺寸小时，光才会发生衍射现象 B．衍射现象是光波互相叠加的结果 C．光的衍射否定了光的直线传播的结论 D．光的衍射为光的波动说提供了有力的证据 7．一束激光照在一个很小的圆盘上，在远处的光屏上观察到如图所示的图样，在影的中心有一个亮斑，即著名的“泊松亮斑”。下列说法正确的是（　　）    A．圆盘中心是不透光的，这是光的干涉现象 B．圆盘中心是不透光的，这是光的衍射现象 C．圆盘中心有个小孔，这是光的干涉现象 D．该现象说明光具有波动性 三、填空题 8．用光学显微镜观察微小物体时，发现显微镜放大倍数是要受到限制的，这是为什么呢?可见光波长数量级为 10-7m，当观察微小物体时会发生 现象，光就不能反射回目镜中了，所以显微镜的放大倍数是受到限制的。 9．如图（a）所示，P为一堵高墙，M为高h=0.8m的矮墙，S为一点光源，三者水平距离如图，S以速度v0=10m/s竖直向上抛出，在落回地面前，矮墙在高墙上的影子消失的时间为 s。（取g=10m/s2）；如图b是用激光束对准前钢珠球心后，在屏上观察到钢球暗影中心有一亮斑，屏上显现的是光的 图样。 四、解答题 10．如下图所示，甲、乙两图是同一单色光分别透过孔径为和的两圆孔后在光屏上形成的图样。由图样比较和的大小。 11．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。 12．在学习了光的衍射现象后，徐飞回家后自己设置了一个小实验。在—个发光的小电珠和光屏之间放一个圆孔大小可以调节的圆形孔屏，在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，他在屏上看到什么现象？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《4.5 光的衍射 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 A D D D ACD BD BD 1．A 【详解】根据单缝衍射图样和双缝干涉图样特点判断． 单缝衍射图样为中央亮条纹最宽最亮，往两边变窄，双缝干涉图样是明暗相间的条纹，条纹间距相等，条纹宽度相等，结合图甲，乙可知，甲对应单缝，乙对应双缝，故A正确，BCD错误． 2．D 【详解】AB．丙、丁图像相邻条纹中心间距不相等，可知，丙、丁图像均为衍射条纹，此时对应的P均是单缝，丙图像中央亮条纹比丁图像中央亮条纹宽一些，可知，丙图像对应光的波长比丁图像对应光的波长长一些，可知，丙对应的P是单缝，入射光为红光，丁对应的P是单缝，入射光为绿光，故AB错误； CD．甲、乙图像相邻明条纹中心间距相等，可知，甲、乙图像均为干涉条纹，此时对应的P均是双缝，乙图像相邻明条纹中心间距大于甲图像相邻明条纹中心间距，根据条纹公式有可知，乙图像对应光的波长比甲图像对应光的波长长一些，可知，乙对应的P是双缝，入射光为红光，甲对应的P是双缝，入射光为绿光，故C错误，D正确。 故D。 3．D 【详解】AB．波穿过缝后，波速、频率、波长不变，振幅都不变，则挡板前后波纹间的距离相等，选项AB错误； CD．因为波长比孔的尺寸还大，所以能够观察到明显的衍射现象，衍射现象是波绕过障碍物，传播到障碍物后方的现象，即波偏离直线传播的路径，选项C错误，D正确。 故选D。 4．D 【详解】B．因a光在AB、AC边外侧均无出射光线，故发生了全反射，则临界角 C≤45° 由折射定律得 可得 故B错误； A．b光在AB、AC边有光线出射，说明b光的临界角大于45°，b光的折射率小于a光的折射率，a光的频率大于b光的频率，故A错误； C．b光的频率小，所以b光波长长，同一单缝衍射，b光衍射现象更明显，故C错误； D．由 可知b光在三棱镜中的传播速度大于a光在三棱镜中的传播速度，故D正确。 故选D。 5．ACD 【详解】AB．干涉图样的条纹等间距，故a、b是光的双缝干涉图样；单缝衍射图样的中间条纹的宽度比较大，所以c、d是光的单缝衍射图样，故A正确，B错误； CD．无论是干涉还是衍射，形成的条纹间距大的波长长，故CD正确。 故选ACD。 6．BD 【详解】A．只有障碍物的尺寸与光的波长差不多或小于波长时，才会发生衍射现象，A错误； B．衍射现象是光波互相叠加的结果，B正确； C．虽然光的衍射，能绕过障碍物继续传播，说明已偏离直线传播方向，但没有否定光的直线传播结论，C错误； D．衍射是波特有的现象，光2能绕过障碍物继续传播，没有否定光的直线传播结论，反而为光的波动说提供了有利的证据，D正确。 故选BD。 7．BD 【详解】ABC．小圆盘中心没有孔且不透光，是光线绕过小圆盘传播到了阴影区域，属于光的衍射，在屏上形成的是衍射图样，图样中心有一个亮斑，即著名的“泊松亮斑”，故AC错误，B正确； D．光的衍射是光特有的现象，“泊松亮斑” 说明光具有波动性，故D正确。 故选BD。 8．衍射 【详解】可见光波长数量级为 10-7m，当观察微小物体时会发生衍射现象，光就不能反射回目镜中了，所以显微镜的放大倍数是受到限制的。 9． 1.2 衍射 【详解】[1][2]连接M上端点与O点，设H为高墙上没有影子时S上升的最小高度，由相似三角形知 解得 由竖直上抛公式 解得 ，t1、t2分别为上升和下降到达H时时间，则矮墙在高墙上的影子消失的时间为 在屏上观察到钢球暗影中心有一亮斑，屏上显现的是光的衍射图样。 10． 【详解】根据图样可知，图甲发生了光的衍射现象，图乙图样的形成是光的直线传播，根据发生明显衍射的条件可知，图甲中孔径的尺寸与光的波长相差不多，而图乙中光发生直线传播，孔径的尺寸比光的波长大得多，因此有 11．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析； 【详解】(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。 12．先是圆形亮区，再是明暗相间的圆形亮环，最后完全黑暗 【详解】在圆孔由大到小调节过程中，当孔较大时，光沿直线传播，在屏上得到圆形亮斑；当孔的直径减小到与光波的波长相近时，产生明显的衍射现象，屏上将出现明暗相间的亮环，当孔继续减小到完全闭合时，没有光到达屏上，屏上完全黑暗。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $