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

光的衍射练习卷 一、单选题 1．小深同学保持头部端正，眯眼平视较暗环境中的一个点光源时，下列哪幅图像符合该同学看到的视觉图像（不计眼睫毛的影响）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】小深在较暗环境中眯眼平视一个点光源，不计眼睫毛的影响。眯眼时，上下眼睑形成近似水平的狭缝，由于光的衍射效应，点光源的像会向垂直方向伸展，形成竖直的条纹。对比四个选项，只有D选项符合竖直方向放射状线条的视觉图像。 故选D。 2．数学家泊松曾试图驳倒菲涅尔等人的波动理论。然而，菲涅尔等人根据泊松提出的实验方案，反复实验后，观察到了如图所示被后人称为“泊松亮斑”的现象。泊松亮斑的形成原因是（　　） A．光透过一个圆孔后发生衍射 B．光透过一个圆孔后发生折射 C．光照射不透明圆盘发生衍射 D．光照射不透明圆盘发生折射 【答案】C 【详解】泊松亮斑的成因是：单色光照射不透明的小圆盘时，光绕过障碍物边缘发生衍射，最终在圆盘阴影的中心出现亮斑，该现象就是泊松亮斑。 故选C。 3．如图所示的四个图样中哪个是著名的泊松亮斑（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】B．泊松亮斑为光绕过不透光的圆盘而在圆盘阴影中心形成的一个亮斑，其图样周围还有明暗相间的圆环，故B正确。 ACD．题图A小孔较大，没有发生明显的衍射。题图D小孔较小，发生了小孔衍射。题图C为干涉条纹，故ACD错误。 故选B。 4．一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样，下列四幅图中哪一幅不是由衍射产生的？（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．使用X射线拍摄DNA晶体利用了光的衍射，故A错误； B．图示是泊松亮斑，利用了光的衍射，故B错误； C．图示是双缝干涉图样，不是光的衍射，故C正确； D．图示是单缝衍射图样，利用了光的衍射，故D错误。 故选C。 5．下列四幅图中，有两幅为红、蓝两种色光经过同一套双缝干涉演示仪得到的图样，有两幅为红、蓝两种色光经过同一套单缝衍射仪所得到的图样，其中由红光形成的单缝衍射图样是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．从图像中可以看出，这两幅图的条纹间距是相等的，应该是双缝干涉图样，不是单缝衍射图样，故AB错误； CD．从图像中可以看出，这两幅图的条纹间距特点是：中间亮条纹最宽、最亮，往两边条纹宽度逐渐减小，是单缝衍射图样，且由于红光波长比蓝光长，在单缝衍射中红光的条纹间距更大，所以C应该是红光单缝衍射的图样，D应该是蓝光单缝衍射的图样。故C正确，D错误。 故选C。 6．甲、乙两图分别是红光的双缝干涉和单缝衍射实验图样。下列有关光的干涉和衍射现象说法正确的是（　　） A．不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变小 B．不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变大 C．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度不变 D．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度变小 【答案】A 【详解】干涉条纹的条纹等间距，由图可知图甲发生的是干涉现象，图乙发生的是衍射现象。 AB．根据可知，由于紫光的波长较小，所以不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变小，故A正确，B错误； CD．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度变大，故CD错误。 故选A。 7．某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，得到如图所示的衍射图样，据此可以判断出（　　） A．甲图是光线射到圆孔后的衍射图样 B．乙图是光线射到圆孔后的衍射图样 C．甲、乙图都是光线射到圆孔后的衍射图样 D．甲、乙图都是光线射到圆板后的衍射图样 【答案】A 【详解】根据衍射现象图样的特点，可知圆孔衍射的图样，是中央为亮斑，周围环绕着明暗相间的同心圆环；不透明圆板衍射的图样，是在圆板阴影的中心有一个亮斑，周围是明暗相间的圆环。故甲图是光线射到圆孔后的衍射图样，乙图是光线射到圆板后的衍射图样。故选A。 8．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（　　） A．甲为红光的衍射图样 B．丙为红光的干涉图样 C．乙为紫光的干涉图样 D．丁为红光的衍射图样 【答案】C 【详解】当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的，而通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的衍射图样；根据，由于红光的波长大于紫光的波长，可知甲为红光的干涉图样，乙为紫光的干涉图样，丙为红光的衍射图样，丁为紫光的衍射图样。 故选C。 9．如图（a）所示为单缝衍射示意图，如图（b）所示为甲、乙两束单色光分别通过同一装置形成的单缝衍射图样。下列说法正确的是（　　） A．在同种均匀介质中，乙光的波长较长 B．在同种均匀介质中，甲光的传播速度较小 C．用同一装置做双缝干涉实验时，在同一光屏上乙光的亮条纹总数更多 D．当两束单色光从某种介质以相同入射角射向空气时，有可能乙光不发生全反射而甲光发生全反射 【答案】C 【详解】A．经过同一单缝，波长越长的光产生的衍射图样中央亮纹越宽，条纹间距越大，由图可知甲光的中央亮纹宽，则甲光的波长较长，故A错误； B．由于甲光的波长较长，则甲光的频率较小，甲光的折射率较小，根据知，在同种均匀介质中甲光的传播速度比乙光的大，故B错误； C．根据条纹间距公式可知，甲光的干涉条纹间距大，则在同一光屏上亮条纹的条数少，乙光的亮条纹总数更多，故C正确； D．由于甲光的折射率较小，根据可知，甲光的全反射临界角较大，不容易发生全反射，故D错误。 故选C。 10．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，关于光屏前在光的传播方向上放置的装置，以下说法正确的是（　　） A．甲对应单缝，乙对应双缝 B．乙对应双缝，丙对应小圆孔 C．丙对应小圆孔，丁对应小圆板 D．丁对应小圆孔，甲对应双缝 【答案】C 【详解】根据单缝衍射与双缝干涉图样的区别：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； 根据小孔衍射与不透光圆板衍射的区别可知，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，不透光小圆板衍射的图样，中央较大区域内是暗的，中央有一亮斑，叫泊松亮斑，周围是明暗相间的圆环，可知丙图是小圆孔衍射图样，丁图是小圆板衍射图样，故C正确，ABD错误。 故选C。 二、多选题 11．如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图是不同的单色光通过同一双缝或单缝观测装置形成的图样。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙是光的干涉图样 B．丙、丁是光的干涉图样 C．形成甲图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大 D．形成丙图样的光的频率比形成丁图样的光的频率小 【答案】AD 【详解】AB．双缝干涉的条纹特点是等间距、等宽度的平行条纹，单缝衍射的条纹特点是不等间距，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹宽度逐渐变窄。由图可知，甲、乙是等间距条纹，属于干涉图样；丙、丁是中央宽、两侧窄的不等间距条纹，属于衍射图样，故A正确，B错误； C．对于双缝干涉，条纹间距越大，光的波长越大。甲条纹间距更大，对应光波长更长，频率更小，故C错误； D．对于单缝衍射，波长越长，衍射越明显。丙衍射更明显，对应光波长更长，频率更小，故D正确。 故选AD。 12．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．图甲是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B．图乙是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 C．图丙是双缝干涉原理图，若到、的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮条纹 D．图丁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 【答案】BC 【详解】A．甲是圆盘衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”，故A错误； B．图乙是薄膜干涉的应用，可以根据条纹来检测平面的平整程度，故B正确； C．图丙是双缝干涉原理图，若到、的路程差是半波长的偶数倍或波长的整数倍，则处是亮条纹，故C正确； D．图丁是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，故D错误。 故选BC。 13．如图所示的4种明暗相间的条纹分别是两种单色光a、b各自通过同一种仪器形成的干涉或衍射图样，若图1为a光的干涉图样，则下列说法正确的是（　　） A．图2为a光的衍射图样 B．图4为a光的衍射图样 C．b光的频率更大 D．a光在玻璃中传播的速度比b光的小 【答案】BC 【详解】AB．根据光的干涉和衍射知识可知，波长长的光容易发生衍射和干涉现象，干涉和衍射条纹间隔宽，且干涉条纹等间距，衍射条纹中间宽、两头窄，由题图可知若1为a的干涉图样，说明a光波长长，则4为a的衍射图样，故B正确，A错误； CD．b光的频率更大，在玻璃中传播的速度更小，故C正确，D错误。 故选BC。 14．如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形，，。一束复色光从空气射向上的点，分成两束光、后分别偏折到上的、点，光线平行于底边。已知入射光与的夹角为，下列说法正确的是（　　） A．三棱镜对光的折射率为 B．光在点能发生全反射 C．光发生全反射的临界角比光的大 D．光比光更容易发生衍射 【答案】BC 【详解】B．a光在BC界面的入射角，根据几何关系可知折射角为，根据折射定律得三棱镜对a光的折射率为 则a光从三棱镜射出空气发生全反射的临界角满足 可得 根据几何关系可知a光在点入射角为 所以a光在点能发生全反射，故B正确； A．由题图可知，复色光从点射入三棱镜，b光的偏折程度较小，所以三棱镜对b光的折射率小于三棱镜对a光的折射率，即三棱镜对b光的折射率小于，故A错误； C．根据全反射临界角公式，由于三棱镜对b光的折射率小于三棱镜对a光的折射率，所以b光发生全反射的临界角比a光的大，故C正确； D．三棱镜对b光的折射率小于三棱镜对a光的折射率，则b光的频率小于a光的频率，b光的波长大于a光的波长，所以b光比a光更容易发生衍射，故D错误。 故选BC。 15．为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由光和光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，光和光分别从点射出。设光由到的传播时间为，光由到的传播时间为。下列说法正确的是（　　） A． B．增大复色光的入射角，光更容易在平面发生全反射 C．将光和光通过相同的单缝，在光屏上得到甲、乙两个图样，乙图对应光 D．如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹陷的 【答案】CD 【详解】A．作出光路图如图所示 根据折射定律有 根据折射率与光速的关系有 光传播的路程 光传播的时间 解得 则有 故A错误。 B．全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，而且入射角大于等于临界角，当光从空气进入介质中时，在平面不会发生全反射，故B错误； C．乙图对应光的波长较大，根据光路图可知，在入射角相同时，a光线偏转大一些，则a光的折射率大，可知，a光的频率大，波长短，而b光的折射率小，频率小，波长长，则b光衍射现象更加明显，由于衍射图样中乙光的衍射比甲更加明显，表明乙图对应光，故C正确； D．空气薄层干涉是等厚干涉，即明条纹处空气的厚度相同，条纹向左弯曲，表明条纹弯曲处左侧空气膜的厚度与直条纹处空气膜的厚度相同，可知，弯曲处是凹下的，故D正确。 故选CD。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 光的衍射练习卷 一、单选题 1．小深同学保持头部端正，眯眼平视较暗环境中的一个点光源时，下列哪幅图像符合该同学看到的视觉图像（不计眼睫毛的影响）（　　） A． B． C． D． 2．数学家泊松曾试图驳倒菲涅尔等人的波动理论。然而，菲涅尔等人根据泊松提出的实验方案，反复实验后，观察到了如图所示被后人称为“泊松亮斑”的现象。泊松亮斑的形成原因是（　　） A．光透过一个圆孔后发生衍射 B．光透过一个圆孔后发生折射 C．光照射不透明圆盘发生衍射 D．光照射不透明圆盘发生折射 3．如图所示的四个图样中哪个是著名的泊松亮斑（　　） A． B． C． D． 4．一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样，下列四幅图中哪一幅不是由衍射产生的？（　　） A． B． C． D． 5．下列四幅图中，有两幅为红、蓝两种色光经过同一套双缝干涉演示仪得到的图样，有两幅为红、蓝两种色光经过同一套单缝衍射仪所得到的图样，其中由红光形成的单缝衍射图样是（　　） A． B． C． D． 6．甲、乙两图分别是红光的双缝干涉和单缝衍射实验图样。下列有关光的干涉和衍射现象说法正确的是（　　） A．不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变小 B．不改变其他条件，当用紫光做实验时，图甲的条纹间距变大 C．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度不变 D．不改变其他条件，当只减小缝的宽度时，图乙的中央条纹宽度变小 7．某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，得到如图所示的衍射图样，据此可以判断出（　　） A．甲图是光线射到圆孔后的衍射图样 B．乙图是光线射到圆孔后的衍射图样 C．甲、乙图都是光线射到圆孔后的衍射图样 D．甲、乙图都是光线射到圆板后的衍射图样 8．下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（　　） A．甲为红光的衍射图样 B．丙为红光的干涉图样 C．乙为紫光的干涉图样 D．丁为红光的衍射图样 9．如图（a）所示为单缝衍射示意图，如图（b）所示为甲、乙两束单色光分别通过同一装置形成的单缝衍射图样。下列说法正确的是（　　） A．在同种均匀介质中，乙光的波长较长 B．在同种均匀介质中，甲光的传播速度较小 C．用同一装置做双缝干涉实验时，在同一光屏上乙光的亮条纹总数更多 D．当两束单色光从某种介质以相同入射角射向空气时，有可能乙光不发生全反射而甲光发生全反射 10．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，关于光屏前在光的传播方向上放置的装置，以下说法正确的是（　　） A．甲对应单缝，乙对应双缝 B．乙对应双缝，丙对应小圆孔 C．丙对应小圆孔，丁对应小圆板 D．丁对应小圆孔，甲对应双缝 二、多选题 11．如图所示，甲、乙、丙、丁四幅图是不同的单色光通过同一双缝或单缝观测装置形成的图样。下列说法正确的是（　　） A．甲、乙是光的干涉图样 B．丙、丁是光的干涉图样 C．形成甲图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大 D．形成丙图样的光的频率比形成丁图样的光的频率小 12．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．图甲是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B．图乙是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度 C．图丙是双缝干涉原理图，若到、的路程差是半波长的偶数倍，则处是亮条纹 D．图丁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 13．如图所示的4种明暗相间的条纹分别是两种单色光a、b各自通过同一种仪器形成的干涉或衍射图样，若图1为a光的干涉图样，则下列说法正确的是（　　） A．图2为a光的衍射图样 B．图4为a光的衍射图样 C．b光的频率更大 D．a光在玻璃中传播的速度比b光的小 14．如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形，，。一束复色光从空气射向上的点，分成两束光、后分别偏折到上的、点，光线平行于底边。已知入射光与的夹角为，下列说法正确的是（　　） A．三棱镜对光的折射率为 B．光在点能发生全反射 C．光发生全反射的临界角比光的大 D．光比光更容易发生衍射 15．为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束由光和光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃，光和光分别从点射出。设光由到的传播时间为，光由到的传播时间为。下列说法正确的是（　　） A． B．增大复色光的入射角，光更容易在平面发生全反射 C．将光和光通过相同的单缝，在光屏上得到甲、乙两个图样，乙图对应光 D．如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹陷的 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $