4.5 光的衍射（知识解读）-2026-2027学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版选择性必修第一册）

4.5 光的衍射（知识解读）（解析版） •知识点1 光的衍射 •知识点2 衍射光栅 •作业 随堂检测 知识点1 光的衍射 1、光的衍射现象：用单色平行光照射狭缝，当缝很窄时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方，这就是光的衍射现象。 2、各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹。 3、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相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显。 4、泊松亮斑（圆盘衍射）：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环），泊松亮斑的图像如下 泊松亮斑的特点 （1）中央是亮斑。 （2）形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。 （3）周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。 5、光的衍射的意义：光能发生衍射现象说明光是一种波。 注意：（1）光绕过障碍物或小孔偏离直线传播，就是光的衍射。 （2）明显衍射条件：障碍物/孔的尺寸比波长小或相差不多。 （3）单缝衍射图样：中间亮且宽，两侧亮纹窄而暗，不等间距。 【典例1-1】亚克力玻璃棒的透光率高达92%，优于普通玻璃，能呈现水晶般纯净的视觉效果，尤其在光线折射下可营造梦幻氛围。如图所示，某同学用一束白光射入，经过两次折射和一次反射后在光屏上形成光带PQ，下列说法正确的是（　　） A．在同一介质中，P光的折射率更小 B．在同一介质表面，Q光的全反射角更小 C．在该玻璃棒中，P光的传播时间更长 D．若在同一装置上做单缝衍射实验，则P光呈现的中央亮条纹间距更大 【典例1-2】（多选）在单缝衍射实验中，下列说法正确的是（     ） A．将入射光由红光换成绿光，衍射条纹间距变窄 B．单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽 D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽 【变式1-1】下列说法正确的是（     ） A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象 B．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象 C．全息照相、光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理 D．海市蜃楼是光的色散现象 【变式1-2】（多选）关于光学现象的叙述，下列说法正确的是（    ） A．图甲中光学镜头上的增透膜利用的是光的衍射现象 B．图乙为光照射到圆盘上在圆盘后面形成的衍射图样 C．图丙中光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 D．图丁中阳光下的肥皂膜是彩色的，是由于入射光与液膜表面反射的光发生干涉 【变式1-3】如图中，甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像，其中图甲是光的______________（选填“干涉”或“衍射”）图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径______________（选填“大于”或“小于”）图乙所对应的圆孔的孔径。 知识点2 衍射光栅 1、衍射光栅结构：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件，狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越大。用它更易观察、分析衍射现象。 2、衍射光栅的种类 （1）透射光栅：一般常用的光栅是在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻部分相当于一条狭缝，这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅。 （2）反射光栅：利用两刻痕间的反射光衍射的光栅，如在高反射率的金属表面上刻出许多等距的平行刻痕，两刻痕间的光滑金属面可以反射光，这种光栅称为反射光栅。 注意：（1）衍射光栅是大量等宽等间距平行狭缝组成的光学元件。 （2）明纹条件满足光栅方程，条纹细、亮、间距大，便于精确测波长。 （3）可用来分光、测量波长，是光谱仪核心部件。 【典例2-1】下列说法正确的是（　　） A．轮船航行时通过改变航向，使波浪冲击力的方向与轮船摇摆的方向不一致，同时改变航速，使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率，这是应用共振规律防止共振 B．平静的水面上任意位置放一片纸屑，用笔尖轻点水面，纸屑会随着水波向外传播而向外运动 C．制作透射光栅要在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等间距的平行刻痕，这些刻痕就相当于透光的狭缝 D．可见光的波长在400-760 nm之间，太阳辐射的能量集中在可见光这一个区域 【典例2-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．增加光栅的狭缝的个数，亮条纹变窄 B．增加光栅的狭缝的个数，亮条纹变宽 C．增加光栅的狭缝的个数，条纹亮度变暗 D．增加光栅的狭缝的个数，条纹亮度变亮 【变式2-1】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． 【变式2-2】（多选）抽制细丝时可以用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则下列说法正确的是(   ) A．这是利用光的干涉现象 B．这是利用光的衍射现象 C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了 D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了 E．用红色激光比蓝色激光得到的条纹更宽 1．下列两幅图涉及的主要光学现象分别是（　　） A．干涉，衍射 B．衍射，干涉 C．干涉，干涉 D．衍射，衍射 2．下列属于光的衍射现象的是（     ） A．通过一条狭缝看日光灯，观察到彩色条纹 B．戴特殊眼镜观看立体电影 C．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹 D．在沙漠中看到“海市蜃楼”现象 3．室内的人隔着墙能听到室外的谈话声，而看不见谈话的人，这是因为（　　） A．声波速度小，光波速度大 B．声波是纵波，光波是横波 C．声波波长较长，容易发生明显的衍射现象 D．光波频率高，容易发生明显的衍射现象 4．如图，主动降噪的消声原理是通过生成反向声波抵消噪声来起到降噪的效果，下列现象的物理原理与之相同的是（     ） A．水中的鱼儿看起来比实际位置高 B．水上漂浮的油膜显现出彩色条纹 C．驶近站台的火车，汽笛音调变高 D．透过手指缝看太阳能看到彩色条纹 5．以下光学现象的判断正确的是（　　） A．图甲中潜水员认为水面以上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，这是全反射现象 B．图乙为圆盘衍射图样，中心的亮斑被称为“泊松亮斑”，圆盘越大衍射一定越明显 C．图丙是竖直金属环肥皂膜的干涉条纹照片，在白光下是水平的彩色条纹 D．图丁中水里的气泡看上去特别明亮，是因为光的折射 6．如图所示为半圆形玻璃砖的横截面，一束复色光沿aM从MN边射入玻璃砖，分成单色光b和单色光c，下列说法正确的是（     ） A．玻璃对单色光b的折射率比单色光c小 B．在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的大 C．单色光b的波长比单色光c的长 D．单色光c比单色光b更容易发生衍射 7．如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束复色光沿方向从真空射入玻璃，两束光分别从、两点射出。下列说法正确的是（     ） A．从点和点射出的光在玻璃中传播的时间相等 B．从点射出的光频率比从点射出的光小 C．通过相同的单缝，从点射出的光比从点射出的光衍射现象更明显 D．改变复色光的入射方向，从曲面射出的光也不可能与方向平行 8．（多选）如图所示是a、b两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光的小 B．从真空射入同种介质发生全反射时，a光全反射临界角小 C．从同种介质射入真空发生全反射时，a光全反射临界角小 D．在相同的条件下，b光比a光更容易产生明显的衍射现象 9．（多选）雨后清晨，公园湖面漂浮着一层极薄的油污薄膜，阳光照射下薄膜表面呈现出彩色花纹；树叶边缘的光影边界模糊。下列关于两种光学现象的判断正确的是（     ） A．油污薄膜彩色花纹为光的干涉现象 B．油污薄膜彩色花纹为光的衍射现象 C．树叶边缘的光影边界模糊为光的衍射现象 D．树叶边缘的光影边界模糊为光的干涉现象 10．（多选）网络信号的稳定传输通常需要用到光纤和WiFi无线路由器，下列表述正确的是（　　） A．光纤通信利用光纤来传输包含信息的电流信号 B．光纤通信利用光的全反射原理来传输包含信息的光信号 C．WiFi无线信号可以绕过障碍物传播利用了波的干涉原理 D．WiFi无线信号可以绕过障碍物传播利用了波的衍射原理 11．（多选）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（     ） A．图乙是光的双缝干涉图样 B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C．增加L，其他条件不变，图乙中亮条纹宽度减小 D．照射两条狭缝时，O点处一定是亮条纹 12．（多选）关于下列四幅图片的说法正确的有（　　） A．图甲为共振筛简图，偏心轮的转速越大，共振筛筛除杂物的效率越高 B．图乙为泊松亮斑图，是光照射到小圆孔后产生的 C．图丙为光纤的导光原理图，其中纤芯的折射率大于包层的折射率 D．图丁为多普勒测速仪，通过测量接收信号的频率变化计算汽车的移动速度 13．（多选）在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示。下列说法中正确的是（    ）    A．图中光束①是红光，光束②是蓝光 B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢 C．若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的窄 D．光束①比②更容易发生明显衍射现象 E．若②能发生全反射，则换用①相同条件下入射一定能发生全反射 14．太阳光照射一块遮光板，遮光板上有一个大的三角形孔，太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑。请说明:遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化?请你说明其中的道理。 起初小孔较大时，光沿直线传播，此时光斑为_________形，三角形光斑随小孔尺寸减小而减小。当小孔减小到一定程度时，光斑变成_____形，即小孔成像，原理________；当小孔足够小时，发生_______现象，而且小孔越______衍射效果越明显，此时光斑随小孔尺寸减小而__________。 15．下图是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片。 (1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的狭缝宽度大小关系。 (2)试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.5 光的衍射（知识解读）（解析版） •知识点1 光的衍射 •知识点2 衍射光栅 •作业 随堂检测 知识点1 光的衍射 1、光的衍射现象：用单色平行光照射狭缝，当缝很窄时，光没有沿直线传播，它绕过了缝的边缘，传播到了相当宽的地方，这就是光的衍射现象。 2、各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射，致使影的轮廓模糊不清，出现明暗相间的条纹。 3、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相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象十分明显。 4、泊松亮斑（圆盘衍射）：当光照到不透光的小圆板上时，在圆板的阴影中心出现的亮斑（在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环），泊松亮斑的图像如下 泊松亮斑的特点 （1）中央是亮斑。 （2）形成泊松亮斑时，圆板阴影的边缘是模糊的，在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环。 （3）周围的亮环或暗环间距随半径增大而减小。 5、光的衍射的意义：光能发生衍射现象说明光是一种波。 注意：（1）光绕过障碍物或小孔偏离直线传播，就是光的衍射。 （2）明显衍射条件：障碍物/孔的尺寸比波长小或相差不多。 （3）单缝衍射图样：中间亮且宽，两侧亮纹窄而暗，不等间距。 【典例1-1】亚克力玻璃棒的透光率高达92%，优于普通玻璃，能呈现水晶般纯净的视觉效果，尤其在光线折射下可营造梦幻氛围。如图所示，某同学用一束白光射入，经过两次折射和一次反射后在光屏上形成光带PQ，下列说法正确的是（　　） A．在同一介质中，P光的折射率更小 B．在同一介质表面，Q光的全反射角更小 C．在该玻璃棒中，P光的传播时间更长 D．若在同一装置上做单缝衍射实验，则P光呈现的中央亮条纹间距更大 【答案】C 【详解】A．由光路图可知，白光射入玻璃棒时，光的偏折程度比光大，根据折射定律可知，在同一介质中，光的折射率更大，即，故A错误； B．根据全反射临界角公式，因为，所以光的临界角小于光的临界角，即光的全反射角更大，故B错误； C．设玻璃棒横截面半径为，入射角为，折射角为，由折射定律 ，光在介质中总路程 ，介质中光速 推导得传播时间 越大，时间越长；P光折射率更大，因此P光在玻璃棒中传播时间更长，故C正确； D．折射率越大，光的频率越大，波长越小，因此 。单缝衍射中，波长越长，中央亮条纹间距越大，因此Q光的中央亮条纹间距更大，P光更小，故D错误。 故选C。 【典例1-2】（多选）在单缝衍射实验中，下列说法正确的是（     ） A．将入射光由红光换成绿光，衍射条纹间距变窄 B．单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄 C．换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽 D．增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽 【答案】ACD 【详解】AC．根据单缝衍射规律，在单缝宽度和单缝到屏的距离不变时，衍射条纹间距随入射光波长增大而增大。红光换为波长较短的绿光后，条纹间距变窄；换用波长较长的光照射时，条纹间距变宽，故AC正确。 BD．入射光波长不变时，单缝越窄，衍射角越大，条纹间距越宽；单缝到屏的距离增大时，相邻条纹在屏上的间距也增大，故B错误，D正确。 故选ACD。 【变式1-1】下列说法正确的是（     ） A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象 B．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的干涉现象 C．全息照相、光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理 D．海市蜃楼是光的色散现象 【答案】A 【详解】A．肥皂泡的彩色是液膜前后表面反射的光发生薄膜干涉形成的；通过狭缝看太阳光的彩色是单缝衍射现象，不同色光衍射条纹分布不同呈现彩色，故A正确； B．刀片影子边缘模糊是光绕过刀片边缘发生衍射导致的，属于光的衍射现象，不是干涉，故B错误； C．全息照相利用的是光的干涉原理记录光的振幅和相位信息，只有光纤通信、医用纤维内窥镜利用光的全反射原理，故C错误； D．海市蜃楼是由于空气密度分布不均匀，光在不均匀介质中发生折射、全反射形成的虚像，不属于色散现象，故D错误。 故选A。 【变式1-2】（多选）关于光学现象的叙述，下列说法正确的是（    ） A．图甲中光学镜头上的增透膜利用的是光的衍射现象 B．图乙为光照射到圆盘上在圆盘后面形成的衍射图样 C．图丙中光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 D．图丁中阳光下的肥皂膜是彩色的，是由于入射光与液膜表面反射的光发生干涉 【答案】BC 【详解】A．光学镜头上的增透膜利用的是光的干涉现象，故A错误； B．光照射到圆盘上，在圆盘后面形成的衍射图样，该衍射图样称为泊松亮斑，故B正确； C．光导纤维能够使光在有机玻璃内传播是利用光的全反射原理，要想发生全反射光必须从光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大于外套的折射率，故C正确； D．肥皂膜是彩色的是由于肥皂膜前后两个面的反射光相互叠加发生干涉，故D错误。 故选BC。 【变式1-3】如图中，甲、乙两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图像，其中图甲是光的______________（选填“干涉”或“衍射”）图像。由此可以判断出图甲所对应的圆孔的孔径______________（选填“大于”或“小于”）图乙所对应的圆孔的孔径。 【答案】 衍射 小于 【详解】[1]甲中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，乙中出现圆形亮斑。 [2]只有障碍物或孔的尺寸比光波波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象。图甲是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在10－7m数量级，所以图甲对应的圆孔的孔径比图乙所对应的圆孔的孔径小，图乙的形成可以用光的直线传播解释。 知识点2 衍射光栅 1、衍射光栅结构：由许多等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件，狭缝的个数越多，衍射条纹的宽度越窄，亮度越大。用它更易观察、分析衍射现象。 2、衍射光栅的种类 （1）透射光栅：一般常用的光栅是在一块很平的玻璃上刻出一系列等距的平行刻痕，刻痕产生漫反射而不太透光，未刻部分相当于一条狭缝，这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅。 （2）反射光栅：利用两刻痕间的反射光衍射的光栅，如在高反射率的金属表面上刻出许多等距的平行刻痕，两刻痕间的光滑金属面可以反射光，这种光栅称为反射光栅。 注意：（1）衍射光栅是大量等宽等间距平行狭缝组成的光学元件。 （2）明纹条件满足光栅方程，条纹细、亮、间距大，便于精确测波长。 （3）可用来分光、测量波长，是光谱仪核心部件。 【典例2-1】下列说法正确的是（　　） A．轮船航行时通过改变航向，使波浪冲击力的方向与轮船摇摆的方向不一致，同时改变航速，使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率，这是应用共振规律防止共振 B．平静的水面上任意位置放一片纸屑，用笔尖轻点水面，纸屑会随着水波向外传播而向外运动 C．制作透射光栅要在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等间距的平行刻痕，这些刻痕就相当于透光的狭缝 D．可见光的波长在400-760 nm之间，太阳辐射的能量集中在可见光这一个区域 【答案】A 【详解】A．当驱动力的频率等于固有频率时，振动的幅度最大，达到共振。轮船航行时通过改变航向，使波浪冲击力的方向与轮船摇摆的方向不一致，同时改变航速，使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率，这是应用共振规律防止共振，A正确； B．平静的水面上任意位置放一片纸屑，用笔尖轻点水面，纸屑只会在平衡位置附近往复运动，不会随着水波向外传播而向外运动，B错误； C．制作透射光栅要在一块很平的玻璃上用金刚石刻出一系列等间距的平行刻痕，那些没有刻痕地方相当于透光的狭缝，C错误； D．可见光的波长在400-760 nm之间，太阳辐射的能量除了可见光之外还有红外线，紫外线等区域，D错误。 故选A。 【典例2-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．增加光栅的狭缝的个数，亮条纹变窄 B．增加光栅的狭缝的个数，亮条纹变宽 C．增加光栅的狭缝的个数，条纹亮度变暗 D．增加光栅的狭缝的个数，条纹亮度变亮 【答案】AD 【详解】光栅衍射中，亮条纹的宽度和亮度与狭缝数量密切相关。 AB．条纹宽度：主极大的半角宽度，当增加时，条纹变窄，故A正确，B错误。 CD．条纹亮度：总光强与成正比（多缝干涉振幅叠加），增加时亮度显著增强，故D正确，C错误。 故选AD。 【变式2-1】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。 【变式2-2】（多选）抽制细丝时可以用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同，则下列说法正确的是(   ) A．这是利用光的干涉现象 B．这是利用光的衍射现象 C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了 D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了 E．用红色激光比蓝色激光得到的条纹更宽 【答案】BDE 【详解】ABCD．当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则金属丝变细；上述现象符合光的衍射产生的条件，由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故AC错误，BD正确； E．红色激光比蓝色激光波长更长，故得到的条纹更宽，故E正确。 故选BDE． 1．下列两幅图涉及的主要光学现象分别是（　　） A．干涉，衍射 B．衍射，干涉 C．干涉，干涉 D．衍射，衍射 【答案】A 【详解】彩色的肥皂泡是光的干涉形成的；光照下的刀片是由于光的衍射形成的。 故选A。 2．下列属于光的衍射现象的是（     ） A．通过一条狭缝看日光灯，观察到彩色条纹 B．戴特殊眼镜观看立体电影 C．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹 D．在沙漠中看到“海市蜃楼”现象 【答案】A 【详解】A．通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹，是光通过单狭缝时发生单缝衍射，不同波长的色光衍射条纹分布不同从而形成彩色条纹，属于光的衍射现象，故A正确； B．戴特殊眼镜观看立体电影利用的是光的偏振原理，左右眼分别接收偏振方向不同的画面从而产生立体效果，不属于衍射现象，故B错误； C．阳光下肥皂膜的彩色条纹是肥皂膜前后表面反射的两列相干光叠加产生的薄膜干涉现象，属于光的干涉，不属于衍射现象，故C错误； D．海市蜃楼是由于地表附近空气密度不均匀，光发生折射及全反射形成的虚像，属于光的折射现象，不属于衍射现象，故D错误。 故选A。 3．室内的人隔着墙能听到室外的谈话声，而看不见谈话的人，这是因为（　　） A．声波速度小，光波速度大 B．声波是纵波，光波是横波 C．声波波长较长，容易发生明显的衍射现象 D．光波频率高，容易发生明显的衍射现象 【答案】C 【详解】A．波能否绕过障碍物发生明显衍射与波速无关，该选项不是题干现象的成因，故A错误； B．衍射现象的发生和波是纵波还是横波没有关联，故B错误； C．发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相差不多或小于波长。声波波长较长，和墙的尺寸相近，容易发生明显衍射从而绕过墙；可见光波长极短，远小于墙的尺寸，无法发生明显衍射，只能沿直线传播，因此隔墙能听到谈话声但看不见人，故C正确； D．根据，光波频率高则波长很短，远小于墙的尺寸，不容易发生明显衍射，故D错误。 故选C。 4．如图，主动降噪的消声原理是通过生成反向声波抵消噪声来起到降噪的效果，下列现象的物理原理与之相同的是（     ） A．水中的鱼儿看起来比实际位置高 B．水上漂浮的油膜显现出彩色条纹 C．驶近站台的火车，汽笛音调变高 D．透过手指缝看太阳能看到彩色条纹 【答案】B 【详解】主动降噪的消声原理是通过生成反向声波抵消噪声来起到降噪的效果，该现象属于波的叠加原理。 A．水中的鱼儿看起来比实际位置高是光的折射造成的，与该问题的物理原理不相符，故A错误； B．水上漂浮的油膜显现出彩色条纹，是由于光从薄膜上下表面的反射光叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符，故B正确； C．驶近站台的火车，汽笛音调变高是多普勒现象造成的，与该问题的物理原理不相符，故C错误； D．透过手指缝看太阳能看到彩色条纹属于光的衍射现象，与该问题的物理原理不相符，故D错误。 故选B。 5．以下光学现象的判断正确的是（　　） A．图甲中潜水员认为水面以上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，这是全反射现象 B．图乙为圆盘衍射图样，中心的亮斑被称为“泊松亮斑”，圆盘越大衍射一定越明显 C．图丙是竖直金属环肥皂膜的干涉条纹照片，在白光下是水平的彩色条纹 D．图丁中水里的气泡看上去特别明亮，是因为光的折射 【答案】C 【详解】A．图甲中潜水员认为水面以上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，这是折射现象，故A错误； B．图乙中心的亮斑被称为“泊松亮斑”，属于圆盘衍射，圆盘的尺寸与入射光波长相差不多时衍射越明显，故B错误； C．图丙是竖直金属环肥皂膜的干涉条纹照片，在白光下是水平的彩色条纹，故C正确； D．图丁中水里的气泡看上去特别明亮，是因为光的全反射，故D错误。 故选C。 6．如图所示为半圆形玻璃砖的横截面，一束复色光沿aM从MN边射入玻璃砖，分成单色光b和单色光c，下列说法正确的是（     ） A．玻璃对单色光b的折射率比单色光c小 B．在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的大 C．单色光b的波长比单色光c的长 D．单色光c比单色光b更容易发生衍射 【答案】D 【详解】A．复色光在M点入射，入射角相同，b光偏折程度更大。所以玻璃对b光折射率，故A错误； B．由可知，n越大，v越小；因为，所以，故在玻璃砖中，单色光b的速度比单色光c的小，故B错误； C．折射率大的光频率高，波长更短。所以单色光b的波长比单色光c的短，故C错误； D．波长越长越容易衍射。c光波长更长，更容易衍射。故D正确。 故选D。 7．如图所示，为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，一束复色光沿方向从真空射入玻璃，两束光分别从、两点射出。下列说法正确的是（     ） A．从点和点射出的光在玻璃中传播的时间相等 B．从点射出的光频率比从点射出的光小 C．通过相同的单缝，从点射出的光比从点射出的光衍射现象更明显 D．改变复色光的入射方向，从曲面射出的光也不可能与方向平行 【答案】A 【详解】A．连接BD、CD，如图所示 设折射角分别为、，则根据折射定律有， 联立解得 光在半圆柱体玻璃中传播时间为 所以两束光在半圆柱体玻璃中传播时间相等，故A正确； B．根据折射定律有， 由于，可知，则从点射出的光频率比从点射出的光大，故B错误； C．从B点射出的光频率比较大，波长较短，则从C点射出的光比从B点射出的光衍射现象更明显，故C错误； D．根据折射定律，穿过平行玻璃砖的入射光线和出射光线平行，则调整AO的入射方向，当色光从半圆柱的最低点射出时，即曲面在该点的切线与OD平行时，从曲面射出的光与AO方向平行，故D错误。 故选A。 8．（多选）如图所示是a、b两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光的小 B．从真空射入同种介质发生全反射时，a光全反射临界角小 C．从同种介质射入真空发生全反射时，a光全反射临界角小 D．在相同的条件下，b光比a光更容易产生明显的衍射现象 【答案】ACD 【详解】A．根据题图可知，b光的干涉条纹间距大于a光的干涉条纹间距。由双缝干涉条纹间距公式，可知，b光的波长比a光的大。由，可知，b光的频率比a光的小，则在同种介质中，b光的折射率小于a光，根据，可知，在介质中，a光的传播速度比b光的小，A正确； B．从真空射入同种介质，从光疏介质进入光密介质不会发生全反射，B错误； C．由介质射入真空发生全反射的临界角公式，可知，a光折射率较大，从同种介质射入真空发生全反射时a光全反射临界角小，C正确； D．由于b光的波长比a光的大，根据发生明显衍射现象的条件可知，在相同的条件下，b光比a光更容易产生明显的衍射现象，D正确。 故选ACD。 9．（多选）雨后清晨，公园湖面漂浮着一层极薄的油污薄膜，阳光照射下薄膜表面呈现出彩色花纹；树叶边缘的光影边界模糊。下列关于两种光学现象的判断正确的是（     ） A．油污薄膜彩色花纹为光的干涉现象 B．油污薄膜彩色花纹为光的衍射现象 C．树叶边缘的光影边界模糊为光的衍射现象 D．树叶边缘的光影边界模糊为光的干涉现象 【答案】AC 【详解】AB．油污薄膜前后表面反射的太阳光发生相干叠加，产生彩色干涉花纹，油污薄膜彩色花纹属于薄膜干涉，故A正确，B错误； CD．树叶边缘光影模糊是光绕过缝隙与树叶边缘发生的衍射现象，故C正确，D错误。 故选AC。 10．（多选）网络信号的稳定传输通常需要用到光纤和WiFi无线路由器，下列表述正确的是（　　） A．光纤通信利用光纤来传输包含信息的电流信号 B．光纤通信利用光的全反射原理来传输包含信息的光信号 C．WiFi无线信号可以绕过障碍物传播利用了波的干涉原理 D．WiFi无线信号可以绕过障碍物传播利用了波的衍射原理 【答案】BD 【详解】AB．光纤通信利用光的全反射原理来传输包含信息的光信号，不是电信号，故A错误，B正确； CD．WiFi无线信号可以绕过障碍物传播利用了波的衍射原理，故C错误，D正确。 故选BD。 11．（多选）某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝S1、S2的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙、图丙所示图样。下列描述正确的是（     ） A．图乙是光的双缝干涉图样 B．遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大 C．增加L，其他条件不变，图乙中亮条纹宽度减小 D．照射两条狭缝时，O点处一定是亮条纹 【答案】AD 【详解】A．图乙中条纹间距相等，是光的双缝干涉图样，图丙中中间亮条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗，是光的单缝衍射图样，故A正确； B．图丙为光的单缝衍射图样，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，由于狭缝变宽衍射现象变不明显，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误； C．图乙为光的双缝干涉图样，根据双缝干涉条纹间距公式有 可知增加，其他条件不变，图乙中亮条纹宽度增大，故C错误； D．照射两条狭缝时，两狭缝发出的相干光到达点的路程差为零，该处光的振动互相加强，因此点处一定是亮条纹，故D正确。 故选AD。 12．（多选）关于下列四幅图片的说法正确的有（　　） A．图甲为共振筛简图，偏心轮的转速越大，共振筛筛除杂物的效率越高 B．图乙为泊松亮斑图，是光照射到小圆孔后产生的 C．图丙为光纤的导光原理图，其中纤芯的折射率大于包层的折射率 D．图丁为多普勒测速仪，通过测量接收信号的频率变化计算汽车的移动速度 【答案】CD 【详解】A．共振筛利用共振原理工作，只有当驱动力频率等于筛子的固有频率时发生共振，筛子振幅最大，筛除效率才最高，并非偏心轮转速越大效率越高，故A错误； B．泊松亮斑是光照射到不透明小圆板发生衍射后，在不透明小圆板的阴影中心形成的亮斑，不是照射小圆孔产生的，故B错误； C．光纤利用光的全反射导光，全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，因此纤芯的折射率一定大于包层的折射率，故C正确； D．多普勒测速仪利用多普勒效应工作，通过测量接收信号的频率变化，就可以计算出被测汽车的移动速度，故D正确。 故选CD。 13．（多选）在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒介。光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。若红、蓝激光束不是垂直投射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向，如图所示。下列说法中正确的是（    ）    A．图中光束①是红光，光束②是蓝光 B．在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢 C．若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束①的条纹宽度比光束②的窄 D．光束①比②更容易发生明显衍射现象 E．若②能发生全反射，则换用①相同条件下入射一定能发生全反射 【答案】BCE 【详解】A．由图可知介质对①光的折射率比对②光的折射率大，所以①光的频率高于②光的频率，故图中光束①是蓝光，光束②是红光，A错误； B．由可知，折射率大，波速小，故在光盘的透明介质层中，光束①比光束②传播速度慢，B正确； C．由可知，通过同一双缝干涉装置，波长短，条纹间距窄。因为①光的频率高于②光的频率，故①光的波长小于②光的波长，即光束①的条纹宽度比光束②的窄，C正确； D．因为①光的波长小于②光的波长，所以②光更容易发生衍射现象，D错误。 E．①光的折射率较大，根据知，①光发生全反射的临界角较小，以相同的入射角从玻璃射向空气，若②光能发生全反射，则①光一定能发生全反射，E正确。 故选BCE。 14．太阳光照射一块遮光板，遮光板上有一个大的三角形孔，太阳光透过这个孔，在光屏上形成一个三角形光斑。请说明:遮光板上三角形孔的尺寸不断减小时，光屏上的图形将怎样变化?请你说明其中的道理。 起初小孔较大时，光沿直线传播，此时光斑为_________形，三角形光斑随小孔尺寸减小而减小。当小孔减小到一定程度时，光斑变成_____形，即小孔成像，原理________；当小孔足够小时，发生_______现象，而且小孔越______衍射效果越明显，此时光斑随小孔尺寸减小而__________。 【答案】 三角 圆 光的直线传播 衍射 小 增大 【详解】[1]起初小孔较大时，光沿直线传播，此时光斑为三角形； [2][3]当小孔减小到一定程度时，光斑变成圆形，这是小孔成像，原理是光的直线传播； [4][5][6]当小孔足够小时，发生衍射现象，且小孔越小，衍射现象越明显，此时光斑随小孔尺寸减小而增大。 15．下图是通过游标卡尺两测量脚间的狭缝观察白炽灯线光源时所拍下的四张照片。 (1)试通过图样分析四张照片对应的两测量脚间的狭缝宽度大小关系。 (2)试说明照片丁中中央条纹的颜色及成因。 【答案】(1)由图甲到图丁，狭缝宽度越来越小 (2)白色，各色光在中央条纹处叠加形成 【详解】（1）从四张照片的单缝衍射图样可以看出，由图甲到图丁，衍射现象越来越明显，说明两测量脚间的狭缝宽度越来越小。 （2）照片丁中中央条纹的颜色为白色。因为各种色光在屏中央均形成亮条纹，各种色光叠加后，中央条纹为白色。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $