主题四 7 光的衍射现象 考点练习 2027届高三物理一轮复习（浙江专版）（解析版）

这是一份主题四 7 光的衍射现象 考点练习 2027届高三物理一轮复习（浙江专版）（解析版），共5页。试卷主要包含了关于衍射光栅,下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
基础巩固练
考点一 光的衍射现象
1.(多选)对于光的衍射现象,下列说法正确的是( )
A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比,甚至比光波波长还要小的时候,才能产生明显的衍射现象
B.衍射现象是光特有的现象,只有光才会发生衍射
C.光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D.光的衍射现象说明了光具有波动性
解析:AD 光的干涉现象和衍射现象都说明了光具有波动性,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,衍射现象比较明显,只有在光的波长比障碍物的尺寸小很多的情况下,光才可以看成是沿直线传播的,所以光的衍射现象和光沿直线传播是不矛盾的,它们是光在不同条件下产生的两种现象,衍射现象是波特有的现象,故A、D正确。
2.某研究性学习小组用激光束照射不同直径的圆孔和不透明圆板后,拍摄了许多屏上的图样,图甲和图乙是学习小组拍摄的图样中的两张,下列说法正确的是( )
A.图甲为著名的“泊松亮斑”
B.图甲和图乙都是光线照射到圆孔后的衍射图样,图甲中孔的直径较小
C.图甲和图乙都是光线照射到圆板后的衍射图样,图乙中板的直径较小
D.图甲是光线照射到圆孔后的衍射图样,图乙是光线照射到圆板后的衍射图样
解析:D 圆孔衍射图样是中央大亮斑,周围为明暗相间的圆环,不透明圆板衍射的图样是背后大阴影中心处有个亮斑,即“泊松亮斑”,因此图甲为光线照射到圆孔后的衍射图样,图乙为光线照射到圆板后的衍射图样,且图乙为“泊松亮斑”,故D正确。
3.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
解析:B 该图样中间亮条纹较宽,两侧亮条纹较窄,是衍射图样,故A错误,B正确;只减小狭缝宽度,衍射现象更明显,中央亮纹宽度会变宽,故C错误;只将红光换成蓝光,由于蓝光的波长小于红光的波长,则中央亮纹会变窄,故D错误。
4.(多选)抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细,如图所示,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,下列说法正确的是( )
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
解析:AD 若障碍物的尺寸与光的波长相比差不多或更小,衍射现象较明显。通过观察屏上条纹的变化情况,从而监控抽制的细丝的情况,如果屏上条纹变宽,表明衍射现象更明显,即抽制的丝变细,故A、D正确。
考点二 单缝衍射与双缝干涉的比较
5.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形成的双缝干涉或单缝衍射图样,分析各图样的特点可以得出的正确结论是( )
A.甲、乙是光的干涉图样
B.丙、丁是光的干涉图样
C.形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长短
D.形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长短
解析:A 干涉条纹是等间距的,因此题图甲、乙是干涉图样,题图丙、丁是衍射图样,故A正确,B错误;由公式Δx=ldλ可知,条纹宽的入射光的波长长,所以形成甲图样的光的波长比形成乙图样的光的波长长,故C错误;形成丙图样的光的波长比形成丁图样的光的波长长,故D
错误。
6.单色光通过四种元件产生的明暗条纹图样如图所示,以下说法正确的是( )
A.甲、乙图为干涉图样,丙、丁图为衍射图样
B.甲图中条纹间距越大,该色光的波长越长
C.乙图中单缝越宽,中央亮纹越宽
D.丙图中圆孔尺寸越大,图样现象越明显
解析:B 题图甲中,条纹等间距,为单色光的双缝干涉图样,题图乙中,条纹不等间距,为单色光的单缝衍射图样,题图丙为单色光通过小圆孔的衍射图样,题图丁为单色光通过小圆盘的衍射图样,故A错误;题图甲中,根据干涉条纹间距公式Δx=ldλ知条纹间距越大,该色光的波长越长,故B正确;题图乙中单缝越宽,衍射现象越不明显,中央亮纹越窄,故C错误;题图丙中圆孔尺寸越大,图样现象越不明显,故D错误。
考点三 衍射光栅
7.(多选)关于衍射光栅,下列说法正确的是( )
A.衍射光栅是由许多不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.增加狭缝个数,条纹宽度变大
D.透射光栅中未刻痕的部分相当于透光的狭缝
解析:BD 衍射光栅由一系列等距的平行刻痕或狭缝组成,刻痕处产生漫反射而不透光,未刻痕的部分相当于透光的狭缝,A错误,D正确;衍射光栅可分为透射光栅和反射光栅两类,B正确。增加狭缝个数,条纹宽度变窄,C错误。
能力提升练
8.在研究青蒿素化学结构中,研究人员用比可见光的波长更短的X射线衍射方法最终确定了其化学结构。在单缝衍射实验中,下列说法不正确的是( )
A.将入射光由可见光换成波长较短的X射线,衍射条纹间距变窄
B.换用波长较长的光照射,衍射条纹间距变宽
C.衍射条纹中央条纹最宽
D.增大单缝到屏的距离,衍射条纹间距变窄
解析:D 单缝衍射的条纹间距可以用双缝干涉条纹宽度的公式Δx=ldλ定性讨论,其中l为屏与缝的距离,d为缝宽,λ为波长。将入射光由可见光换成X射线,波长λ变小,衍射条纹间距变窄,故A不符合题意;换用波长较长的光照射,根据公式Δx=ldλ可知,衍射条纹间距变宽,故B不符合题意;衍射条纹与干涉条纹不同,其中央条纹最宽,故C不符合题意;由公式Δx=ldλ可知,增大单缝到屏的距离,即l变大,则衍射条纹间距变大,故D符合题意。
9.如图1所示,该装置可用于观察光的干涉、衍射现象,其中P为某光学元件,且P到光屏的距离保持不变。某同学利用该装置分别观察红光与绿光的干涉与衍射现象,在光屏上得到了如图2所示的甲、乙、丙、丁四种图样。下列说法正确的是( )
A.丁对应的P是单缝,入射光为红光
B.丙对应的P是双缝,入射光为绿光
C.乙对应的P是单缝,入射光为红光
D.甲对应的P是双缝,入射光为绿光
解析:D 丙、丁图像相邻条纹中心间距不相等,可知,丙、丁图像均为衍射条纹,此时对应的P均是单缝,丙图像中央亮条纹比丁图像中央亮条纹宽一些,可知,丙图像对应光的波长比丁图像对应光的波长长一些,可知,丙对应的P是单缝,入射光为红光,丁对应的P是单缝,入射光为绿光,故A、B错误;甲、乙图像相邻明条纹中心间距相等,可知,甲、乙图像均为干涉条纹,此时对应的P均是双缝,乙图像相邻明条纹中心间距大于甲图像相邻明条纹中心间距,根据双缝干涉条纹间距公式Δx=ldλ可知,乙图像对应光的波长比甲图像对应光的波长长一些,可知,乙对应的P是双缝,入射光为红光,甲对应的P是双缝,入射光为绿光,故C错误,D正确。
10.(多选)两种单色光分别经同一单缝得到的衍射图样如图甲、乙所示。图丙中有一半圆玻璃砖,O是圆心,MN是法线,PQ是足够长的光屏。甲光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r。下列说法正确的是( )
A.乙光以入射角i入射时一定发生全反射
B.甲光在玻璃砖中的临界角C满足sin C=sinisinr
C.甲光的频率大于乙光的频率
D.若绕O点逆时针旋转玻璃砖,PQ上可能接收不到甲光
解析:BD 根据单缝衍射图样图甲、乙对比可知,甲光衍射现象明显,说明甲光的波长比乙光的长,甲光的频率比乙光的小,对同一种介质,甲的折射率小。根据全反射的临界角sin C=1n可知,甲的临界角大,乙的临界角小,当甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点,折射角为r,可知当乙光以i入射时可能大于乙的临界角,也可能小于临界角,即不一定会发生全反射,A、C错误;对甲光的折射,由折射定律有n=sinrsini,根据sin C=1n,得sin C=sinisinr,B正确;若绕O点逆时针旋转玻璃砖,随i的增大,如果入射角大于甲的临界角时发生全反射,所以PQ上可能接收不到甲光,D正确。