2019-2020学年高中物理 第5章 光的干涉 衍射 偏振第2节 光的衍射随堂演练（含解析）鲁科版选修3-4

第2节 光的衍射1.关于光现象的叙述，以下说法正确的是（）a.太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉b.雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射c.通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的色散d.阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象解析：选a.太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，a正确；雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的；通过笔间狭缝观看日光灯管出现彩色，属于单缝衍射；而阳光下树影中呈现的小圆斑，则属于树叶间形成的小孔成像，故b、c、d均错误.2.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（）解析：选a.光的双缝干涉条纹是等间距等宽度的明暗相间的条纹，而在光的单缝衍射图样中，中间是宽度最大最亮的明条纹，在中央条纹两边的明条纹宽度越来越小，亮度也越来越低，故a正确.3.（多选）关于衍射光栅，下列说法正确的是（）a.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的b.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类c.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝d.透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝解析：选abd.对于透射光栅来说，当光照到刻痕上时，由于光发生漫反射而不能透过，故选项c错.4.观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是（）a.衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显b.衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显c.衍射条纹的间距不变，只是亮度增强d.以上现象都不会发生解析：选a.由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大.本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项a正确，选项b、c、d错误.5.如图所示，a、b两幅图是由单色光分别入射到圆孔而形成的图样，其中图a是光的（填“干涉”或“衍射”）图样.由此可以判断出图a所对应的圆孔的孔径（填“大于”或“小于”）图b所对应的圆孔的孔径.解析：题图a中出现明暗相间的条纹，是衍射现象，题图b中出现圆形亮斑.只有障碍物或孔的尺寸比光波的波长小或跟波长相差不多时，才能发生明显的衍射现象.题图a是光的衍射图样，由于光波波长很短，约在107 m数量级上，所以题图a对应的圆孔的孔径比题图b所对应的圆孔的孔径小.题图b的形成可以用光的直线传播解释.答案：衍射小于课时作业一、单项选择题1.下列哪些属于光的衍射现象（）a.雨后美丽的彩虹b.对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹c.阳光下肥皂膜上的彩色条纹d.光通过三棱镜产生的彩色光谱解析：选b.本题考查干涉、衍射、折射产生色散的现象.雨后的彩虹和光通过三棱镜产生的彩色条纹都是光的折射现象，阳光下肥皂膜上的彩色条纹是光的薄膜干涉现象，对着日光灯从两铅笔的缝中看到的彩色条纹是单缝衍射现象，故本题应选b项.2.下列关于单缝衍射图样的说法中正确的有（）a.它同双缝干涉的图样完全相同b.亮条纹的宽度不同，但亮度相同c.亮条纹的宽度相同，但亮度不同d.亮条纹的宽度和亮度均不相同，且中间亮纹最宽最亮解析：选d.由干涉条纹和衍射条纹的特征可知d选项正确.3.某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图所示的衍射图样.据此可以判断出（）a.甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样b.乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样c.甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大d.甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大解析：选a.甲图的衍射图样为明暗相间的圆环，而乙图为在影的中心有一个亮斑泊松亮斑，故甲为光线通过圆孔后形成的衍射图样，乙为光线射到不透光的圆板上形成的衍射图样，a正确.4.在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝观看远处的线状白炽灯丝（灯丝或灯管都要平行于狭缝），可以看到（）a.黑白相间的直条纹b.黑白相间的弧状条纹c.彩色的直条纹d.彩色的弧状条纹解析：选c.白炽灯（或日光灯管）发出的光是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的单缝衍射的图样中条纹宽度和间距都不相同，因此各单色光亮纹或暗纹不能完全重叠在一起，所以成为彩色条纹，因为是通过狭缝观看，所以是彩色直条纹，故选项c正确，a、b、d错误.5.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明、暗相间的干涉条纹，现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到（）a.与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些b.与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些c.只有一条与缝宽对应的明条纹d.无条纹，只存在一片红光解析：选b.双缝为相干光源的干涉，单缝为光的衍射，且干涉和衍射的图样不同.衍射图样和干涉图样的异同点：中央都出现明条纹，但衍射图样中央明条纹较宽，两侧都出现明暗相间的条纹，干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹，且亮度迅速减弱，所以本题正确选项为b.二、多项选择题6.关于光的衍射现象，下列说法正确的是（）a.红光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹b.白光的单缝衍射图样是红暗相间的直条纹c.光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑，说明发生了衍射d.光照到很小的孔上出现泊松亮斑解析：选ac.单色光照到狭缝上产生的衍射图样是亮暗相间的直条纹，白光的衍射图样是彩色条纹.光照到不透明圆盘上，在其阴影处出现光点，即泊松亮斑，是光发生了明显衍射，而光照到很小的孔上，出现的中央亮斑不是泊松亮斑，故a、c正确.7.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解析：选bd.光遇到障碍物都可以发生衍射现象，只不过有明显和不明显之分，a项错误；光波衍射形成明暗相间的条纹是叠加形成的，b项正确；光的衍射现象与光的直线传播并不矛盾，前者是波动性的体现，后者是粒子性的体现，故c项错误，d项正确.8.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（）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，表明抽制的丝粗了d.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了解析：选bd.本题考查发生明显衍射现象的条件，上述现象符合光的衍射产生的条件，故b正确；由衍射产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故d也正确.9.如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法不正确的是（）a.b在该介质中的折射率比a大b.若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽c.用a更易观测到泊松亮斑d.做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大解析：选acd.题设条件知，iaib，ranb，a错误；因为nanb，所以ab，又y，故yayb，b正确，d错误；而波长越长，衍射现象越明显，c错误.三、非选择题10.某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布.某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是（选填“单缝”或“双缝”）.当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较的双缝（选填“宽”或“窄”），或使缝屏与光屏间的距离（选填“增大”或“减小”）.解析：由乙图可知，条纹中间亮、两边窄，知是衍射条纹，故在缝屏上安装的是单缝；由x知要使干涉条纹间距变大，双缝的宽度需减小，即选择宽度较窄的双缝或使双缝与光屏间的距离增大.答案：单缝窄增大11.让日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、镀铬器件或涂上油漆的门窗等）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