学业分层测评(十三)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列现象中，能产生明显衍射的是( )
A．光的波长比孔或障碍物的尺寸大得多
B．光的波长与孔或障碍物的尺寸差别不大
C．光的波长等于孔或障碍物的尺寸
D．光的波长比孔或障碍物的尺寸小得多
E．光的波长比单缝的宽度小得多
【解析】 光能够产生明显衍射现象的条件是：光的波长与孔或障碍物的尺寸差别不大，或波长明显大于孔或障碍物的尺寸，故选A、B、C.
【答案】 ABC
2．在杨氏双缝干涉实验中，如果( )
A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹
B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹
C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色干涉条纹
D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹
E．用白光作为光源遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的彩色条纹
【解析】 用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相同，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；用紫光作光源，遮住一条狭缝，屏上出现单缝衍射条纹，即间距不等的条纹，D对．白光发生单缝衍射会在屏上形成间距不等的彩色条纹，E对．
【答案】 BDE
3．用卡尺观察光的衍射现象时，下列说法中正确的是( )
A．卡尺形成的狭缝应平行于日光灯，且狭缝远离日光灯，人眼也远离狭缝进行观察
B．卡尺狭缝平行于日光灯观察时，可观察到中央为白色光带，两侧为彩色光带，且彩带平行于日光灯
C．狭缝由0.5 mm宽度缩小到0.2 mm，条纹间距变宽，亮度变暗
D．狭缝由0.5 mm宽度扩展到0.8 mm，条纹间距变宽，亮度变暗
E．由卡尺狭缝观察到的彩色条纹间距是不均匀的
【解析】 用卡尺狭缝平行于日光灯，狭缝远离日光灯，眼睛应靠近狭缝进行观察，观察到平行于日光灯的彩色条纹，且中央为白色条纹，A错误、B正确；狭缝越小，衍射现象越明显，即条纹间距变宽，但亮度变暗，C正确、D错误；衍射条纹间距是不均匀的，E正确．
【答案】 BCE
4．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄变暗，这是由于这种情况下( )
A．只有波长较短的一部分光才能到达地面
B．只有波长较长的一部分光才能到达地面
C．只有频率较大的一部分光才能到达地面
D．只有频率较小的一部分光才能到达地面
E．红光比紫光更容易穿过沙尘到达地面
【解析】 据光发生明显衍射的条件，发生沙尘暴时，只有波长较长的一部分光线能到达地面，据λ＝知，到达地面的光是频率较小的部分．红光比紫光波长大，更容易穿过沙尘，E正确．
【答案】 BDE
5．如图5-2-5所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光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( )
图5-2-5
A．甲、乙是光的干涉图样
B．丙、丁是光的衍射图样
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
E．形成丙图样光的波长比 形成丁图样光的波长长
【解析】 由图样可得甲和乙是等间距的，丙和丁是不等间距的且中间最宽，所以甲和乙是干涉条纹，丙和丁是衍射条纹，A、B正确；其中甲比乙的条纹间距大，故形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长长，C项错；丙比丁的条纹间距大，形成丙图样光的波长比形成丁图样光的波长长，D项错，E项正确．
【答案】 ABE
6．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是衍射条纹的间距逐渐________，衍射现象逐渐________．
【解析】 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．故衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显．
【答案】 变小 不明显
7．如图5-2-6所示是4幅明暗相间的条纹图样，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则下面的四幅图从左到右排列，亮条纹的颜色依次是________．
图5-2-6
【解析】 双缝干涉条纹是等间距的条纹，单缝衍射条纹是中间最宽、两边越来越窄的条纹，因此1、3是干涉条纹，2、4是衍射条纹．干涉条纹中，光的波长越长，条纹越宽，因此1是红光，3是蓝光．同一单缝衍射中，波长越长，条纹越宽，因此2是紫光，4是黄光．
【答案】 红 紫 蓝 黄
8．在观察光的衍射实验中，分别观察到如图5-2-7甲、乙所示的清晰的明暗相间的图样，图中黑线为暗纹．那么障碍物应是
甲 乙
图5-2-7
甲图对应的障碍物应是________，
乙图对应的障碍物应是________．
【解析】 比较两图，它们的背景明显不同，甲图的背景为黑色阴影，说明障碍物应是很大的不透明挡板，中间有透光并且带有衍射图样的花纹，说明挡板的中间有小圆孔；乙图的背景为白色，说明周围没有障碍物，中间有不透光圆形阴影，并且带有衍射图样的花纹，说明中间存在很小的不透明圆板，乙图正中央的小亮点是泊松亮斑．
【答案】 较大的中间有小圆孔的不透明圆板 很小的不透明圆板
[能力提升]
9.抽制细丝时可以用激光监控其粗细，如图5-2-8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( )
图5-2-8
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
【解析】 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；红色激光比蓝色激光波长更长，E正确．
【答案】 BDE
10.如图5-2-9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，下列说法正确的是( )
图5-2-9
A．b在该介质中的折射率比a小
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
E．b光比a光更容易发生明显的衍射现象
【解析】 设折射角为θ1，入射角为θ2，由题设条件知，θ1a＝θ1b，θ2a＜θ2b，由n＝，知na＞nb，A正确；因为na＞nb，所以λa＜λb，又Δx＝λ，故Δxa＜Δxb，B正确，D错误；而波长越长，衍射现象越明显，C错误．b光比a光更容易发生明显的衍射现象，E正确．
【答案】 ABE
11．用两支铅笔观察白光的衍射实验中：
(1)供观察者用的光源应用________(选填“点光源”“线光源”或“面光源”)；
(2)铅笔狭缝应与光源________(选填“平行或垂直”)；
(3)观察的衍射图样中央条纹的颜色是________，两侧出现________；
(4)狭缝变窄时，条纹的间距变________，亮度变________．
【答案】 (1)线光源 (2)平行 (3)白色 彩色
(4)宽 暗
12．如图5-2-10所示，让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)．
图5-2-10
【解析】 当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如题图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如题图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗．
【答案】 见解析
课时跟踪检测(十三) 光的衍射
(时间：30分钟 满分：60分)
一、选择题(共8小题，每小题5分，共40分，每小题只有一个选项正确。)
1．(大纲版全国卷)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
2．用单色光分别通过小圆盘与小圆孔做衍射实验时，在光屏上得到衍射图样，它们的特点是( )
A．用前者做实验时中央是暗的，用后者做实验时中央是亮的
B．用前者做实验时中央是亮的，用后者做实验时中央是暗的
C．中央均为亮点的同心圆形条纹
D．中央均为暗点的同心圆形条纹
3．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
4．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )
图1
A．a、c B．b、c
C．a、d D．b、d
5．在一个发光的小电珠和光屏之间放一个大小可以调节的圆形孔屏，在圆孔从较大调至完全闭合的过程中，在屏上看到的现象是( )
A．先是圆形亮区，最后完全黑暗
B．先是圆形亮区，再是圆形亮环，最后完全黑暗
C．先是圆形亮环，最后完全黑暗
D．先是圆形亮环，然后圆形亮区，最后完全黑暗
6．抽制细丝时可以用激光监控其粗细，如图2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( )
图2
①这是利用光的干涉现象 ②这是利用光的衍射现象
③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝粗了 ④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝细了
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
7．用点光源发出的光照射一个障碍物，在屏上形成的阴影的边缘部分模糊不清，产生的原因是( )
A．光的反射 B．光的折射
C．光的干涉 D．光的衍射
8．平行光通过小孔得到的衍射图样和泊松亮斑比较，下列说法 中正确的有( )
A．在衍射图样的中心都是亮斑
B．泊松亮斑中心亮点周围的暗环较宽
C．小孔衍射的图样的中心是暗斑，泊松亮斑图样的中心是亮斑
D．小孔衍射图样中亮、暗条纹间的间距是均匀的，泊松亮斑图样中亮、暗条纹间的间距是不均匀的
二、非选择题(共2小题，共20分)
9．(10分)用某种单色光源垂直照射带有圆孔的不透明障碍板，下列几种情况中，在障碍板后面暗箱中的屏上各看到什么现象？
(1)小孔的直径为1 cm。
(2)小孔的直径为1 mm。
(3)小孔的直径为0.5 μm。
10．(10分)分析以下现象产生的原因：
(1)通过盛水的玻璃杯，在适当的角度可以看到彩色光。
(2)菜汤上的油花呈现彩色。
(3)隔着帐幔看远处的灯，见到灯周围辐射彩色光芒。
(4)光线照在花布上，可以看见花布上的图样。
答 案
1．选B 本题考查光的衍射现象，意在考查考生对衍射现象的基本理解。雨后的彩虹是光的色散，则A错误；通过一个狭缝观察到的彩色条纹属于光的衍射，则B正确；海市蜃楼是全反射和折射，则C错误；日光下的肥皂膜出现的彩色条纹是薄膜干涉现象，则D错误。
2．选C 小孔衍射和圆盘衍射，图样中央均为加强点，故中央均为亮点，周围是以亮点为圆心的圆形条纹，故C正确，A、B、D均错误。
3．选A 观察衍射图样发现：狭缝的宽度逐渐变小，衍射现象越明显，衍射条纹间距变大。本题是缝宽增大，所以选项A正确。
4．选D 单缝衍射条纹的特点是中央亮条纹最宽、最亮，双缝干涉条纹是等间距的条纹，所以a是干涉条纹，b、d是单缝衍射条纹，c是小孔衍射图样。
5．选B 在圆孔由大到小调节过程中，当孔较大时，光沿直线传播，在屏上得到圆形亮斑；当孔的直径减小到与光波的波长相近时，产生光的衍射现象，屏上将出现明、暗相间的亮环，当孔继续减少到完全闭合，没有光到达屏上时，屏上完全黑暗。
6．选B 本题考查发生明显衍射现象的条件，上述现象符合光的明显衍射现象产生的条件，故②正确；由明显衍射现象产生的条件可知：丝越细衍射现象越明显，故④正确。
7．选D 光发生衍射后会分散在一个区域内，这个区域都有部分光到达，也就会出现不明不暗模糊不清的现象。
8．选AB 小孔衍射的图样是中心亮点，向外依次为明暗相间的环状条纹；泊松亮斑的图样是中心亮点，向外是圆板的黑影，再向外是明间相间的环状条纹。
9．解析：(1)当圆孔的直径为1 cm时，在光屏上只能看到与圆孔形状相似的亮斑，这是光沿直线传播的结果。
(2)当圆孔的直径为1 mm时，在光屏上能看到单色光源倒立的像。这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果。
(3)当圆孔的直径为0.5 μm时，在光屏上能看到衍射图样，这是由于小孔的尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射的结果。
答案：见解析
10．解析：(1)白光通过盛水的玻璃杯发生折射，产生色散，在适当的角度，各色光分离较大，可看到彩色光。
(2)光经过菜汤上油膜的前后两个表面发生反射，两列反射光相互叠加，产生干涉条纹，因此菜汤上的油花呈现彩色。
(3)远处灯发出的光经过帐幔的缝隙产生衍射，因此可看到灯周围辐射彩色的光芒。
(4)光线照在花布上看见花布的图样，是由于光的反射与吸收的结果。花布是由各种颜色的花纹组成的，当白光照在花布上时红色花纹反射红光，吸收其他颜色的光，这样我们在该位置只看到红色。同理可以看到各种花纹反射的颜色。这样我们就可以看到花布的图样。
答案：见解析
