2022-2023学年第二学期高二物理人教版（2019）选择性必修一 4.5 光的衍射 过关检测
一、单选题
1．（2022高二下·昌平期末）如图所示为一束红光经过狭缝装置得到的图样，下列说法正确的是（ ）
A．图为干涉图样
B．图为衍射图样
C．只减小狭缝宽度，中央亮纹会变窄
D．只将红光换成蓝光，中央亮纹会变宽
【答案】B
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】AB．由题图可以看到，其条纹的特点是中央条纹最宽最亮，且条纹间距不相等，所以图为衍射图样，而不是干涉图样，A不符合题意，B符合题意；
CD．由衍射图样的特征可知，中央亮条纹的宽度与入射光的波长和单缝宽窄有关，入射光波长越长，单缝越窄，中央亮条纹的宽度越大，而红光的波长比蓝光的波长要长，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】中央条纹最宽最亮，且条纹间距不相等，所以图为衍射图样。中央亮条纹的宽度与入射光的波长和单缝宽窄有关。
2．（2020高二下·上海期中）下列四种电磁波中，最容易表现衍射现象的是（ ）
A．红外线 B．紫外线 C．无线电波 D．γ射线
【答案】C
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】在上述电磁波中，无线电波的波长最大，所以最容易表现出衍射现象，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】当光的传播受到限制后，传播方向会发生偏着，即衍射，当孔的大小与波长相近时，衍射现象比较明显。
3．下列现象属于波的衍射现象的是（）
A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声
B．“空山不见人，但闻人语响”
C．“余音绕梁，三日而不绝”
D．夏日的雷声有时轰鸣不绝
【答案】B
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A、空旷的山谷里叫喊，可以听到回声，这是声波的反射现象，故A错误．
B、波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射，“空山不见人，但闻人语响”是声波的衍射现象．故B正确．
C、“余音绕梁，三日而不绝”，是声波的反射，故C错误；
D、雷声有时轰鸣不绝，也是声波的反射，故D错误．
故选：B．
【分析】衍射又称为绕射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象．衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．
4．对于单缝衍射现象，下列说法正确的是（）
A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮
B．缝的宽度d越大，衍射现象越明显
C．缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线
D．入射光的波长越大，衍射现象越明显
【答案】D
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A、缝的宽度d越小，衍射条纹越宽，但亮度变暗．故A错误；
B、缝的宽度d越小，衍射条纹越宽，衍射现象越明显，故B错误；
C、缝的宽度d越小，光的传播路线越偏离直线，故C错误；
D、入射光的波长越短，衍射条纹越小，衍射现象越不明显；入射光的波长越大，衍射现象越明显．故D正确；
故选：D
【分析】要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小得多或相差不大．
5．音乐喷泉一般都会在水池底安装一些彩灯来营造气氛，吸引游人驻足观赏．仔细观察会发现水下的灯照亮水面都刚好形成一个圆．若水下的各色彩灯均为同种大小规格，只是发光颜色不同，安装在水下同一深度，且都可看为点光源，则下面说法正确的是（）
A．这是光的干涉现象
B．这是光的衍射现象
C．每个彩灯照亮水面形成的圆半径相同
D．彩灯照亮水面形成的圆半径红色的比黄色的大
【答案】D
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】AB、这是光的折射现象，故AB错误．
CD、根据sinC=1/n知，红光的折射率最小，则红光发生全反射的临界角最大，在红光照在水面上产生的圆的半径最大，则被照亮的水面面积较大．故C错误、D正确．
故选：D．
【分析】不同色光的折射率不同，根据结合sinC=1/n比较全反射临界角的大小，从而结合几何关系比较照亮的水面面积．
6．（2022高二下·丰台期末）如图所示，某同学在阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹。下列说法正确的是（ ）
A．肥皂膜厚度是均匀的
B．彩色条纹是光的衍射产生的
C．彩色条纹是光的干涉产生的
D．如果换成单色光则观察不到条纹
【答案】C
【知识点】光的干涉；光的衍射
【解析】【解答】A．因受重力的作用肥皂膜厚度上部较薄，A不符合题意；
BC．彩色条纹是光的干涉产生的，B不符合题意，C符合题意；
D．如果换成单色光则可观察到明暗相间的条纹，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】重力的作用肥皂膜厚度上部较薄，彩色条纹是光的干涉产生的，如果换成单色光则可观察到明暗相间的条纹。
7．（2022高二下·武汉期末）用如图甲所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图乙所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是（ ）
A．此实验说明了光不沿直线传播且具有粒子性
B．用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同
C．若只将圆孔变小，则中央亮斑和亮纹的亮度反而变大
D．若只将圆孔变小，则屏上得到的衍射图样的范围将会变大
【答案】D
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A．此实验说明了光的衍射现象，且光具有波动性，A不符合题意；
B．用不同波长的光做实验，衍射图样并不相同，因为波长越长，对同一圆孔而言，衍射现象越明显，B不符合题意；
C．圆孔变小，透光强度变小，中央亮斑和亮纹的亮度变弱，C不符合题意；
D．圆孔变小，衍射现象更明显，衍射图样的范围反而变大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】此实验说明了光的衍射现象，且光具有波动性，圆孔变小，透光强度变小，中央亮斑和亮纹的亮度变弱，衍射现象更明显，衍射图样的范围反而变大。
8．（2021高二下·朝阳期末）如图所示，在平静水面上， 为波源，M、 为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点的振动，为了能观察到A点的振动，可采用的办法是（ ）
A．增大波源的频率 B．将波源S向左移动一些
C．将N板向上移动一些 D．将N板向下移动一些
【答案】C
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时，会发生明显的衍射，所以为了使A点能发生振动，一个方法是增大波长，即减小波源的频率（因为波速不变，频率减小，波长变大）。一个方法是减小狭缝的宽度，即将N板向上移动一些。
故答案为：C。
【分析】根据波的衍射现象的特点，狭缝越窄波的衍射现象越明显，波长越长衍射现象越明显。
二、多选题
9．（2017高二下·盐城期中）做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图象更清晰．如图甲所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是（ ）
A．做单缝实验时，光强分布图如乙所示
B．做单缝实验时，光强分布图如丙所示
C．做双缝实验时，光强分布图如乙所示
D．做双缝实验时，光强分布图如丙所示
【答案】A,D
【知识点】光的干涉；光的双缝干涉；光的衍射
【解析】【解答】解：双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹．
AB、若做单缝实验时，光强分布图如乙所示，故A正确、B错误；
CD、若做双缝实验时，光强分布图如丙所示，故C错误、D正确．
故选：AD．
【分析】根据单缝衍射条纹中间宽、两边窄，呈现不等间距．双缝干涉条纹等宽、等间距，但也有干涉条纹不等间距，从而即可求解．
10．（2017高二下·鄞州期末）抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（ ）
A．这里应用的是光的衍射现象
B．这里应用的是光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
【答案】A,D
【知识点】光的干涉；光的衍射
【解析】【解答】解：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．故AD正确，BC错误．
故选：AD．
【分析】让激光通过细丝，产生衍射条纹，条纹变宽，知金属丝变细，从而即可求解．
11．（2021高二下·金华期末）下列四幅图中所涉及的物理知识论述，正确的是（ ）
A．甲图中的泊松亮斑是光的衍射现象
B．乙图中弯曲干涉条纹说明被检查的平面在此处是凸出
C．丙图中电子显微镜比用相同速度大小的质子流工作的显微镜分辨本领低
D．丁图中全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
【答案】A,C
【知识点】波的干涉和衍射；光的干涉；光的衍射
【解析】【解答】A．甲图中的泊松亮斑是光的衍射现象。A符合题意；
B．条纹向左弯曲，表明弯曲处检查平面与样板处的距离，与该条纹的直线处检查平面与样板相同，即该处是凹下的。B不符合题意；
C．因为相同速度下质子的德布罗意波长更小，更能发生衍射现象，所以分辨率更高。C符合题意；
D．丁图中全息照片的拍摄利用了光的干涉原理。D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】泊松亮斑是光的衍射现象；乙图中弯曲条纹说明检查的平面在此处是凹陷的；全息照片是利用光的干涉原理。
12．为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：
⑴用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像（由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高）；
⑵利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列
则下列分析中正确的是（ ）
A．电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多
B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小
C．要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸
D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当
【答案】A,D
【知识点】光的波粒二象性；光的衍射
【解析】【解答】由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，A项正确；由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当，D 项正确，C项错。
【分析】光具有波动性，发生明显衍射现象的条件。
2022-2023学年第二学期高二物理人教版（2019）选择性必修一 4.5 光的衍射 过关检测
一、单选题
1．（2022高二下·昌平期末）如图所示为一束红光经过狭缝装置得到的图样，下列说法正确的是（ ）
A．图为干涉图样
B．图为衍射图样
C．只减小狭缝宽度，中央亮纹会变窄
D．只将红光换成蓝光，中央亮纹会变宽
2．（2020高二下·上海期中）下列四种电磁波中，最容易表现衍射现象的是（ ）
A．红外线 B．紫外线 C．无线电波 D．γ射线
3．下列现象属于波的衍射现象的是（）
A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声
B．“空山不见人，但闻人语响”
C．“余音绕梁，三日而不绝”
D．夏日的雷声有时轰鸣不绝
4．对于单缝衍射现象，下列说法正确的是（）
A．缝的宽度d越小，衍射条纹越亮
B．缝的宽度d越大，衍射现象越明显
C．缝的宽度d越小，光的传播路线越接近直线
D．入射光的波长越大，衍射现象越明显
5．音乐喷泉一般都会在水池底安装一些彩灯来营造气氛，吸引游人驻足观赏．仔细观察会发现水下的灯照亮水面都刚好形成一个圆．若水下的各色彩灯均为同种大小规格，只是发光颜色不同，安装在水下同一深度，且都可看为点光源，则下面说法正确的是（）
A．这是光的干涉现象
B．这是光的衍射现象
C．每个彩灯照亮水面形成的圆半径相同
D．彩灯照亮水面形成的圆半径红色的比黄色的大
6．（2022高二下·丰台期末）如图所示，某同学在阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹。下列说法正确的是（ ）
A．肥皂膜厚度是均匀的
B．彩色条纹是光的衍射产生的
C．彩色条纹是光的干涉产生的
D．如果换成单色光则观察不到条纹
7．（2022高二下·武汉期末）用如图甲所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图乙所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是（ ）
A．此实验说明了光不沿直线传播且具有粒子性
B．用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同
C．若只将圆孔变小，则中央亮斑和亮纹的亮度反而变大
D．若只将圆孔变小，则屏上得到的衍射图样的范围将会变大
8．（2021高二下·朝阳期末）如图所示，在平静水面上， 为波源，M、 为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点的振动，为了能观察到A点的振动，可采用的办法是（ ）
A．增大波源的频率 B．将波源S向左移动一些
C．将N板向上移动一些 D．将N板向下移动一些
二、多选题
9．（2017高二下·盐城期中）做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图象更清晰．如图甲所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是（ ）
A．做单缝实验时，光强分布图如乙所示
B．做单缝实验时，光强分布图如丙所示
C．做双缝实验时，光强分布图如乙所示
D．做双缝实验时，光强分布图如丙所示
10．（2017高二下·鄞州期末）抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝规律相同．观察光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化，下列叙述中正确的是（ ）
A．这里应用的是光的衍射现象
B．这里应用的是光的干涉现象
C．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗
D．如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细
11．（2021高二下·金华期末）下列四幅图中所涉及的物理知识论述，正确的是（ ）
A．甲图中的泊松亮斑是光的衍射现象
B．乙图中弯曲干涉条纹说明被检查的平面在此处是凸出
C．丙图中电子显微镜比用相同速度大小的质子流工作的显微镜分辨本领低
D．丁图中全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
12．为了观察晶体的原子排列，可以采用下列方法：
⑴用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像（由于电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象，因此电子显微镜的分辨率高）；
⑵利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样，进而分析出晶体的原子排列
则下列分析中正确的是（ ）
A．电子显微镜所利用的是电子的物质波的波长比原子尺寸小得多
B．电子显微镜中电子束运动的速度应很小
C．要获得晶体的X射线衍射图样，X射线波长要远小于原子的尺寸
D．中子的物质波的波长可以与原子尺寸相当
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】AB．由题图可以看到，其条纹的特点是中央条纹最宽最亮，且条纹间距不相等，所以图为衍射图样，而不是干涉图样，A不符合题意，B符合题意；
CD．由衍射图样的特征可知，中央亮条纹的宽度与入射光的波长和单缝宽窄有关，入射光波长越长，单缝越窄，中央亮条纹的宽度越大，而红光的波长比蓝光的波长要长，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】中央条纹最宽最亮，且条纹间距不相等，所以图为衍射图样。中央亮条纹的宽度与入射光的波长和单缝宽窄有关。
2．【答案】C
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】在上述电磁波中，无线电波的波长最大，所以最容易表现出衍射现象，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】当光的传播受到限制后，传播方向会发生偏着，即衍射，当孔的大小与波长相近时，衍射现象比较明显。
3．【答案】B
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A、空旷的山谷里叫喊，可以听到回声，这是声波的反射现象，故A错误．
B、波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射，“空山不见人，但闻人语响”是声波的衍射现象．故B正确．
C、“余音绕梁，三日而不绝”，是声波的反射，故C错误；
D、雷声有时轰鸣不绝，也是声波的反射，故D错误．
故选：B．
【分析】衍射又称为绕射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象．衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．
4．【答案】D
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A、缝的宽度d越小，衍射条纹越宽，但亮度变暗．故A错误；
B、缝的宽度d越小，衍射条纹越宽，衍射现象越明显，故B错误；
C、缝的宽度d越小，光的传播路线越偏离直线，故C错误；
D、入射光的波长越短，衍射条纹越小，衍射现象越不明显；入射光的波长越大，衍射现象越明显．故D正确；
故选：D
【分析】要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小得多或相差不大．
5．【答案】D
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】AB、这是光的折射现象，故AB错误．
CD、根据sinC=1/n知，红光的折射率最小，则红光发生全反射的临界角最大，在红光照在水面上产生的圆的半径最大，则被照亮的水面面积较大．故C错误、D正确．
故选：D．
【分析】不同色光的折射率不同，根据结合sinC=1/n比较全反射临界角的大小，从而结合几何关系比较照亮的水面面积．
6．【答案】C
【知识点】光的干涉；光的衍射
【解析】【解答】A．因受重力的作用肥皂膜厚度上部较薄，A不符合题意；
BC．彩色条纹是光的干涉产生的，B不符合题意，C符合题意；
D．如果换成单色光则可观察到明暗相间的条纹，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】重力的作用肥皂膜厚度上部较薄，彩色条纹是光的干涉产生的，如果换成单色光则可观察到明暗相间的条纹。
7．【答案】D
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A．此实验说明了光的衍射现象，且光具有波动性，A不符合题意；
B．用不同波长的光做实验，衍射图样并不相同，因为波长越长，对同一圆孔而言，衍射现象越明显，B不符合题意；
C．圆孔变小，透光强度变小，中央亮斑和亮纹的亮度变弱，C不符合题意；
D．圆孔变小，衍射现象更明显，衍射图样的范围反而变大，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】此实验说明了光的衍射现象，且光具有波动性，圆孔变小，透光强度变小，中央亮斑和亮纹的亮度变弱，衍射现象更明显，衍射图样的范围反而变大。
8．【答案】C
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时，会发生明显的衍射，所以为了使A点能发生振动，一个方法是增大波长，即减小波源的频率（因为波速不变，频率减小，波长变大）。一个方法是减小狭缝的宽度，即将N板向上移动一些。
故答案为：C。
【分析】根据波的衍射现象的特点，狭缝越窄波的衍射现象越明显，波长越长衍射现象越明显。
9．【答案】A,D
【知识点】光的干涉；光的双缝干涉；光的衍射
【解析】【解答】解：双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹．
AB、若做单缝实验时，光强分布图如乙所示，故A正确、B错误；
CD、若做双缝实验时，光强分布图如丙所示，故C错误、D正确．
故选：AD．
【分析】根据单缝衍射条纹中间宽、两边窄，呈现不等间距．双缝干涉条纹等宽、等间距，但也有干涉条纹不等间距，从而即可求解．
10．【答案】A,D
【知识点】光的干涉；光的衍射
【解析】【解答】解：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．故AD正确，BC错误．
故选：AD．
【分析】让激光通过细丝，产生衍射条纹，条纹变宽，知金属丝变细，从而即可求解．
11．【答案】A,C
【知识点】波的干涉和衍射；光的干涉；光的衍射
【解析】【解答】A．甲图中的泊松亮斑是光的衍射现象。A符合题意；
B．条纹向左弯曲，表明弯曲处检查平面与样板处的距离，与该条纹的直线处检查平面与样板相同，即该处是凹下的。B不符合题意；
C．因为相同速度下质子的德布罗意波长更小，更能发生衍射现象，所以分辨率更高。C符合题意；
D．丁图中全息照片的拍摄利用了光的干涉原理。D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】泊松亮斑是光的衍射现象；乙图中弯曲条纹说明检查的平面在此处是凹陷的；全息照片是利用光的干涉原理。
12．【答案】A,D
【知识点】光的波粒二象性；光的衍射
【解析】【解答】由题目所给信息“电子的物质波波长很短，能防止发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知，电子的物质波的波长比原子尺寸小得多，A项正确；由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知，中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当，D 项正确，C项错。
【分析】光具有波动性，发生明显衍射现象的条件。
