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光的衍射--2025-2026学年高中物理鲁科版选择性必修第一册课时作业
一、单选题
1．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
2．下列现象属于光的衍射的是( )
A.雨后天空出现彩虹
B.通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹
C.肥皂膜在日光照射下呈现彩色
D.水中的气泡看上去特别明亮
3．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
4．如图所示为电子穿过金属箔片后形成的图样，此现象说明电子具有( )
A.能量 B.动量 C.波动性 D.粒子性
5．图中S为在水面上振动的波源，M、N为在小面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，下列方法可行的是( )
A.向上移动N使狭缝的距离减小 B.向下移动N使狭缝的距离增大
C.使波源的频率增大 D.增大波源S的振幅
6．下列属于光的衍射现象的是( )
A.水面上树的倒影
B.光在不透明圆盘后的影的中心出现一个亮斑
C.肥皂膜在阳光下形成彩色条纹
D.光信号在光纤中传播
7．单色光源发出的光经一狭缝,照射到光屏上,可观察到的图样是下列的( )
A. B.
C. D.
8．柔软的耳机线中有粗细均匀的细铜丝。这种细铜丝的加工要求非常高。工厂中利用图示装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制，则光屏上的图像可能是( )
A. B. C. D.
9．1924年，德布罗意提出一切宏观粒子都具有与本身能量相对应的波动频率或波长。1927年，汤姆孙在实验中让电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到了衍射图样，如图所示。已知电子质量为，加速后电子速度，普朗克常量，下列说法正确的是( )
A.两个电子也可形成衍射图样
B.电子形成的物质波是一种电磁波
C.加速电压越大，电子的物质波波长越长
D.实验中电子的德布罗意波长约为0.15 nm
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．下列属于光的衍射现象的是( )
A.
B.
C.
D.
12．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
二、多选题
13．光刻机又名“掩模对准曝光机”，是制造芯片的核心装备，它是利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。则加上液体后，下列说法中正确的是( )
A.紫外线进入液体后光子能量增加
B.紫外线在液体中的波长比在真空中短
C.传播相等的距离，紫外线在液体中比在真空中的时间长
D.紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射
14．如图（a）所示，2024年12月10日，北京上空出现幻日奇观，太阳的左右两侧各出现了一个“小太阳”。幻日是太阳光被薄云层里的截面为正六边形的冰柱折射形成的，其原理如图（b）所示。a、b是光线经某截面折射后射出的两束单色光，则( )
A.若a光是黄光，则b光可能是红光
B.a光比b光更容易发生明显的衍射现象
C.在任何情况下，a、b两光的传播速度都相等
D.a、b两光中，b光更有可能使某金属发生光电效应
15．对光的衍射现象的定性分析，下列描述中正确的是( )
A.只有当光的波长等于障碍物或小孔的尺寸时，才会发生衍射现象
B.单缝衍射，狭缝宽度增大过程中，衍射条纹亮度逐渐变暗
C.单色光的单缝衍射图样是亮暗相间的条纹
D.光的衍射为光的波动性提供了有力的证据
16．下列说法正确的是( )
A.甲图是薄膜干涉的图样，照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是薄膜干涉的应用
B.乙图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
C.丙图是在平静无风的海面上出现的“蜃景”，上方是蜃景，下方是景物
D.丁图是衍射图样，其最明显的特征是条纹间距不相等
三、填空题
17．如图所示，一束复色光从空气射入到玻璃三棱镜，出射光分成a、b两束单色光，则______（选填“a”或“b”）光在玻璃中折射率更大；在真空中a光传播速度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）b光的传播速度；将a，b两束光分别经过相同的单缝衍射装置，______（选填“a”或“b”）光产生的中央亮条纹更宽。
18．将两支铅笔并排放在一起，中间留一条狭缝，通过这条狭缝去看与其平行的日光灯，能观察到彩色条纹，这是由于光的_______（选填“折射”“干涉”或“衍射”）。当缝的宽度_______（选填“远大于”或“接近”）光波的波长时，这种现象十分明显。
四、实验题
19．（1）细丝和单缝有相似的衍射图样，在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图中a和b所示（b图中央亮纹更宽），已知细丝Ⅰ的直径为0.605mm，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图所示，细丝II的直径为_________mm。图中的______（填“a”或“b”）是细丝Ⅱ的衍射图样。
（2）小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验。单缝和平面镜的放置如图所示，白炽灯发出的光经滤光片称为波长为的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。小明测得单缝与镜面延长线的距离为h，与光屏的距离为D，则条纹间距_________，随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上________（填“能”或“不能”）观察到干涉条纹。
五、计算题
20．光波发生干涉现象时产生干涉图样，发生衍射现象时产生衍射图样。请观察对比双缝干涉图样与单缝衍射图样，看看它们有什么区别。
21．如图所示，让太阳光通过窗上的小孔射进漆黑的室内，并落在光滑的反射面(如玻璃、瓷碗、镀铬器件或涂有油漆的门窗等)上。这时，你眯着眼并迎着反射方向看去，不但能看到反射面上的白点(太阳虚像)，同时还能看到在它的两旁出现一排对称的彩带。眼缝越细，这种现象越显著。请分析原因。
参考答案
1．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。
2．答案：B
解析：A.雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射和色散形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意；
B.通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝边缘产生的衍射现象，故B符合题意；
C.肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符合题意；
D.水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合题意。
故选B。
3．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。
4．答案：C
解析：该图样为电子的衍射图样，说明电子具有波动性。
故选C。
5．答案：A
解析：开始时A处水没有振动，可知水波不能通过狭缝发生明显衍射，要使A处水也能发生振动，则需要水波通过狭缝时发生明显衍射，即使水波波长比狭缝尺寸大或者差不多，其方法可以减小狭缝宽度，或者增加波的波长，减小波的频率，即若向上移动N使狭缝的距离减小，或者使波源的频率减小，而与波源振幅无关。
故选A。
6．答案：B
解析：A.水面上树的倒影属于光的反射现象，故A错误；
B.光在不透明圆盘后的影的中心出现一个亮斑属于光的衍射现象，故B正确；
C.肥皂膜在阳光下形成彩色条纹属于光的干涉现象，故C错误；
D.光信号在光纤中传播是利用了光的全反射，故D错误。
故选B。
7．答案：A
解析：单色光源经过单缝产生衍射现象，图样的中间是亮而宽的明纹，两边是明暗相间较窄的条纹，故只有A符合。
8．答案：D
解析：当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射现象，该装置运用了光的衍射现象，与激光通过单缝看到的衍射条纹是相同的，即产生不等间距条纹，中央条纹特别宽，两侧条纹较窄，条纹对称分布，只有D正确。
9．答案：D
解析：根据题意可知，衍射图样是电子束通过电场加速后，通过多晶薄膜得到的，则两个电子不可形成衍射图样，故A错误。电子形成的物质波不是电磁波，故B错误。电子束通过电场加速，根据动能定理有，解得，由，联立解得，可知加速电压越大，速度越大，电子的物质波波长越短，代入数据得，故C错误，D正确。
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：A
解析：
12．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。
13．答案：BC
解析：A.紫外线进入液体后,频率不变，则光子的能量不变，故A错误；
BC.由公式可知，紫外线在液体中传播速度小于真空中的传播速度，由可知，紫外线在液体中的波长比在真空中短，由可知，传播相等的距离，紫外线在液体中比在真空中的时间长，故BC正确；
D.外线在液体中波长变短，由发生明显衍射的条件可知，紫外线在液体中比在空气中更不容易发生衍射，故D错误。
故选BC。
14．答案：BD
解析：第一步：根据图（b）判断a、b两光的频率及波长关系
由图（b）可知，第一次折射时，入射角相同，而b光的折射角更小，则由可知，冰柱对两光的折射率，则两光的频率，红光的频率小于黄光的，A错误。结合可知，。
第二步：结合以上分析结果判断BCD项
因为，所以a光更容易发生明显的衍射现象，B正确。在真空中，不同频率的光的传播速度相同，在介质中，光的传播速度，而折射率n与光的频率有关，C错误。因为，由可知，b光的光子能量更大，更有可能使某金属发生光电效应，D正确。
15．答案：BCD
解析：衍射现象不论波长与障碍物或小孔的尺寸如何都会发生，只是当光的波长与障碍物或小孔的尺寸相近或者障碍物或小孔的尺寸比波的波长小得多时才会发生明显的衍射现象，A错误；狭缝变宽，衍射现象会变得不明显，衍射条纹亮度逐渐变暗，B正确；单色光的单缝衍射图样是亮暗相间的条纹，C正确；衍射是波特有的现象，为光的波动性提供了有力的证据，D正确.
16．答案：ACD
解析：题图甲是薄膜干涉的图样，照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，从膜的前表面和后表面反射的光相互减弱，故A正确；题图乙是圆板衍射，被称为“泊松亮斑”，故B错误；题图丙是在平静无风的海面上出现的“蜃景”，海面下层空气温度比上层低，密度比上层大，故海面附近的空气折射率从下到上逐渐减小，远处的景物发出的光线射向海面时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回空气，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，从而产生了“蜃景”现象，可知上方是蜃景，下方是景物，故C正确；题图丁是衍射图样，衍射条纹中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小且越暗，故D正确.
17．答案：a；等于；b
解析：从图中可看出a的偏折程度大，所以a的折射率大；
在真空中所有光的传播速度相等；
根据题意可知a的频率大，波长小，在经过相同的单缝衍射装置，b光产生的中央亮条纹更宽。
18．答案：衍射；接近
解析：两支铅笔并排放在一起，中间留有一条狭缝，光发生单缝衍射。由发生明显衍射的条件可知，当障碍物的尺寸与光的波长相接近时衍射现象十分明显。
19．答案：（1）0.998；a；（2）；不能
解析：（1）螺旋测微器的读数为：；
当细丝的直径越大时，衍射现象越不明显，由读数可知，细丝Ⅱ的直径大，由题目中图1可知，a图的衍射条纹间距较窄，因此图a是细丝Ⅱ的衍射图样；
（2）由实验图可知，平面镜对单缝成像，相当于双缝，间距为2h，因此条纹间距；
随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，不能观察到干涉条纹，原因是不满足干涉条件：频率相同，及相位差恒定。
20．答案：双缝干涉图样条纹间距相同,单缝衍射图样的条纹间距不相同。
解析：
21．答案：太阳光中不同的色光能通过狭缝发生光的衍射现象，狭缝的宽度越小，光的衍射现象越明显。
解析：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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