3.3 波的反射、折射和衍射 同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.3 波的反射、折射和衍射 同步课时作业训练—2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 329.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-17 05:50:32 | ||
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文档简介
2021-2022年高二物理选择性必修第一册同步课时作业训练
3.3 波的反射、折射和衍射
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．水槽内有一振源振动时产生的水波通过一个空隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是（ ）.
A．增加空隙宽度 B．减小空隙宽度 C．增加振源的振动频率 D．减小振源的振动波长
2．下列现象中利用波的反射的有（ ）
①手扶耳旁听远处的人说话
②医生给病人做超声波检查
③雷达的工作原理
④潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
3．发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中，如图所示，笔对波的传播（ ）
A．有影响，水波发生明显衍射现象
B．有影响，水波不发生明显衍射现象
C．无影响，水波发生明显衍射现象
D．无影响，水波不发生明显衍射现象
4．如图所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是（ ）
A．水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射
B．水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射
C．水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射
D．水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射
5．如图，挡板M是固定的，挡板 N 可以上下移动．现在把M、 N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示的图样， P点的水没有振动起来．为了使挡板左边的振动传到P点，可以采用的办法有
A．挡板M向上移动
B．挡板 N 向下移动
C．增大波的频率
D．减小波的频率
6．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的是（ ）
A．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船完全不受波浪影响
B．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
C．假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
D．假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
7．在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子的振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（ ）
A．false B．false C．false D．false
8．在山中伐木时发出的声音既含有频率较高的声波，也含有频率较低的声波，其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到，这是因为（ ）
A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大，能传到很远
B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快，最先到达
C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长，容易产生衍射
D．以上说法均不对
9．已知声波在空气中传播速度为false，在两悬崖false、B之间距false为false处的false点鸣枪，听到最初两声回音时间间隔false，则两悬崖间距离为（ ）
A．false B．false C．false D．false
10．如图所示，O是水面上一波源，实线和虚线分别表示该时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（ ）
A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．没有阴影的区域
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图四幅图所示，其假想错误的图示有（ ）
A．孔变小 B．孔变小
C．波长变大 D．波长变大
12．下图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（图A、B）或障碍物（图C、D）的情况。水波用弧线表示，相邻弧线间距为一个波长，则其中能发生明显衍射现象的有（ ）
A．B．C．D．
13．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（ ）
A．此时能观察到明显的波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象
三、解答题。本大题共4小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
14．观察水波衍射的实验装置示意图如图所示。AC和BD是两块挡板，两板间有一狭缝AB，O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长如何使衍射现象更明显？为什么？
15．如图所示是一个可观察水波衍射的水波发生槽，振源的频率是可以调节的，槽中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的小孔，观察水波的传播，也可以在水槽中放置宽度不同的挡板，观察水波的传播。思考下列问题：
（1）水波遇到小孔时，会观察到什么现象？依次减小小孔尺寸，观察到的现象有什么变化？
（2）当水波遇到较大的障碍物时，会观察到什么现象？当障碍物较小时，会观察到什么现象？
16．已知声波的速度为false，有一辆汽车以false的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛false后司机听到回声，则汽车鸣笛时距山崖的距离有多远？若该汽车以false的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛时并同时以false的加速度加速，false后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？
17．甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
参考答案
1．B
【解析】发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多，因此，为使衍射现象更明显，可采用的方法是减小空隙宽度或用频率较低的波，振动频率低，则对于波长变大。
A． 增加空隙宽度与分析不符，故A错误。
B． 减小空隙宽度与分析相符，故B正确。
C． 增加振源的振动频率与分析不符，故C错误。
D． 减小振源的振动波长与分析不符，故D错误。
2．D
【解析】①手扶耳旁听远处的人说话，利用声波的反射使能量集中，听得更清楚，①正确；
②超声波检查身体利用了波的反射，②正确；
③雷达则是利用了电磁波的反射，③正确；
④潜艇声呐探测都利用了超声波的反射；④正确；
故选D。
3．C
【解析】ABCD．发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长相差不多，圆珠笔的尺寸跟水波的波长差不多，故能发生明显的衍射现象，对水波的传播无影响，C正确。
故选C。
4．B
【解析】根据衍射定义，水波进入阴影以外两侧的区域叫做波的衍射，不一定非得绕到障碍物后面的每一点。
故选B。
5．D
【解析】P处质点没有振动，说明P点波没有明显衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使P处质点振动，可采用N板上移或M下移减小小孔的间距或增大波的波长，即减小频率，D正确．
6．D
【解析】AB．假设波浪的波长约为10m，而防波堤两端MN相距约60m，小于防波堤两端距离，不会有明显的衍射现象，受到影响较小，但并不是完全没有影响，故AB错误；
CD．假设波浪的波长约为50m，而防波堤两端MN相距约60m，接近防波堤两端距离，会有明显的衍射现象，故小船受到明显的波浪影响，故C错误，D正确。
故选D。
7．D
【解析】水波的频率与振子的频率一样，根据波速公式得
false .
当小孔与障碍物的尺寸比波长小或差不多时，能发生明显的衍射现象。故选D。
8．C
【解析】AB．机械波的能量是由振幅决定的，声波在空气中的传播速度都相同，故AB错误；
CD．由
v＝λf
可知，v一定，f小，λ大，则频率低的声波波长较长，易发生衍射，能在较远处听到，故C正确，D错误。
故选C。
9．C
【解析】设两悬崖false、B间距离为false，false点距false为false，声音由false点经false反射回到false点所用时间
false
声音由false点经B反射回到false所用时间
false
而且有
false
故
false
则
false
两悬崖间距离为
false
故选C。
10．B
【解析】从图中可以看出挡板A比水波的波长大得多，因此波不会绕过挡板A，在挡板A后面产生“阴影区”；而小孔B的大小与波长相差不多，能发生明显的衍射现象。
故选B。
11．BD
【解析】衍射现象是普遍存在的。波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时能观察到明显的衍射现象，所以AC正确，不符合题意；BD错误，符合题意；
故选BD。
12．BD
【解析】AB．一列水波在传播过程中遇到了小孔（A、B图），相比而言B图的孔洞的尺寸比A图小，所以B图能发生明显的衍射，故A不符合题意，B符合题意；
CD．一列水波在传播过程中遇到了阻碍物（C、D图），相比而言C图的阻碍物的尺寸比D图大，所以D图能发生明显的衍射，故C不符合题意，D符合题意。
故选BD。
13．ABC
【解析】A．由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的波的衍射现象，A正确；
B．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，B正确；
C．如果将孔AB扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，C正确；
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据λ = false知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，D错误。
故选ABC。
14．减小峡缝AB之间的距离，使波源频率减小，见解析
【解析】当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，当减小峡缝AB之间的距离时，衍射现象更明显，或者是使波源频率减小，因为波速不变，根据
false
波长会增大，衍射现象更明显。
15．(1)水波遇到小孔时，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”，小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区”的现象更加明显；(2)当水波遇到较大的障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能继续向前传播
【解析】(1)水波遇到小孔时，发生衍射现象，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”，小孔的尺寸减小时，衍射现象越明显，即水波到达“阴影区”的现象更加明显。
(2)当水波遇到较大的障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能绕过障碍物继续向前传播。
16．false；false
【解析】画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，
设汽车在false点鸣笛，在false点听到回声，汽车由false 到false的位移为false，false到山崖false的距离为false，汽车从鸣笛到司机听到回声的时间为false，有false．
根据汽车运动的时间与声波运动的时间相等．则
false
false
false
解得：false，
即汽车鸣笛时距山崖的距离为
false．
同理：
false
解得：false，
即此时汽车距山崖的距离为false
17．falsem/s，会发生
【解析】由题意可知
false
设此波的波长为false，则有
false
得
false
所以
false
由于
false
大于竖立电线杆的尺寸，所以当波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。
3.3 波的反射、折射和衍射
一、单选题。本大题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．水槽内有一振源振动时产生的水波通过一个空隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是（ ）.
A．增加空隙宽度 B．减小空隙宽度 C．增加振源的振动频率 D．减小振源的振动波长
2．下列现象中利用波的反射的有（ ）
①手扶耳旁听远处的人说话
②医生给病人做超声波检查
③雷达的工作原理
④潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．①②③④
3．发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中，如图所示，笔对波的传播（ ）
A．有影响，水波发生明显衍射现象
B．有影响，水波不发生明显衍射现象
C．无影响，水波发生明显衍射现象
D．无影响，水波不发生明显衍射现象
4．如图所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是（ ）
A．水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射
B．水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射
C．水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射
D．水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射
5．如图，挡板M是固定的，挡板 N 可以上下移动．现在把M、 N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示的图样， P点的水没有振动起来．为了使挡板左边的振动传到P点，可以采用的办法有
A．挡板M向上移动
B．挡板 N 向下移动
C．增大波的频率
D．减小波的频率
6．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的是（ ）
A．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船完全不受波浪影响
B．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
C．假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
D．假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
7．在用水波槽做衍射实验时，若打击水面的振子的振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（ ）
A．false B．false C．false D．false
8．在山中伐木时发出的声音既含有频率较高的声波，也含有频率较低的声波，其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到，这是因为（ ）
A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大，能传到很远
B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快，最先到达
C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长，容易产生衍射
D．以上说法均不对
9．已知声波在空气中传播速度为false，在两悬崖false、B之间距false为false处的false点鸣枪，听到最初两声回音时间间隔false，则两悬崖间距离为（ ）
A．false B．false C．false D．false
10．如图所示，O是水面上一波源，实线和虚线分别表示该时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（ ）
A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域 D．没有阴影的区域
二、多选题。本大题共3小题，每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11．一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图四幅图所示，其假想错误的图示有（ ）
A．孔变小 B．孔变小
C．波长变大 D．波长变大
12．下图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（图A、B）或障碍物（图C、D）的情况。水波用弧线表示，相邻弧线间距为一个波长，则其中能发生明显衍射现象的有（ ）
A．B．C．D．
13．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（ ）
A．此时能观察到明显的波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象
三、解答题。本大题共4小题，解答过程必修有必要的文字说明，公式和解题过程。
14．观察水波衍射的实验装置示意图如图所示。AC和BD是两块挡板，两板间有一狭缝AB，O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长如何使衍射现象更明显？为什么？
15．如图所示是一个可观察水波衍射的水波发生槽，振源的频率是可以调节的，槽中放置两块可移动的挡板形成宽度可调节的小孔，观察水波的传播，也可以在水槽中放置宽度不同的挡板，观察水波的传播。思考下列问题：
（1）水波遇到小孔时，会观察到什么现象？依次减小小孔尺寸，观察到的现象有什么变化？
（2）当水波遇到较大的障碍物时，会观察到什么现象？当障碍物较小时，会观察到什么现象？
16．已知声波的速度为false，有一辆汽车以false的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛false后司机听到回声，则汽车鸣笛时距山崖的距离有多远？若该汽车以false的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛时并同时以false的加速度加速，false后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？
17．甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
参考答案
1．B
【解析】发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多，因此，为使衍射现象更明显，可采用的方法是减小空隙宽度或用频率较低的波，振动频率低，则对于波长变大。
A． 增加空隙宽度与分析不符，故A错误。
B． 减小空隙宽度与分析相符，故B正确。
C． 增加振源的振动频率与分析不符，故C错误。
D． 减小振源的振动波长与分析不符，故D错误。
2．D
【解析】①手扶耳旁听远处的人说话，利用声波的反射使能量集中，听得更清楚，①正确；
②超声波检查身体利用了波的反射，②正确；
③雷达则是利用了电磁波的反射，③正确；
④潜艇声呐探测都利用了超声波的反射；④正确；
故选D。
3．C
【解析】ABCD．发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟波长相差不多，圆珠笔的尺寸跟水波的波长差不多，故能发生明显的衍射现象，对水波的传播无影响，C正确。
故选C。
4．B
【解析】根据衍射定义，水波进入阴影以外两侧的区域叫做波的衍射，不一定非得绕到障碍物后面的每一点。
故选B。
5．D
【解析】P处质点没有振动，说明P点波没有明显衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使P处质点振动，可采用N板上移或M下移减小小孔的间距或增大波的波长，即减小频率，D正确．
6．D
【解析】AB．假设波浪的波长约为10m，而防波堤两端MN相距约60m，小于防波堤两端距离，不会有明显的衍射现象，受到影响较小，但并不是完全没有影响，故AB错误；
CD．假设波浪的波长约为50m，而防波堤两端MN相距约60m，接近防波堤两端距离，会有明显的衍射现象，故小船受到明显的波浪影响，故C错误，D正确。
故选D。
7．D
【解析】水波的频率与振子的频率一样，根据波速公式得
false .
当小孔与障碍物的尺寸比波长小或差不多时，能发生明显的衍射现象。故选D。
8．C
【解析】AB．机械波的能量是由振幅决定的，声波在空气中的传播速度都相同，故AB错误；
CD．由
v＝λf
可知，v一定，f小，λ大，则频率低的声波波长较长，易发生衍射，能在较远处听到，故C正确，D错误。
故选C。
9．C
【解析】设两悬崖false、B间距离为false，false点距false为false，声音由false点经false反射回到false点所用时间
false
声音由false点经B反射回到false所用时间
false
而且有
false
故
false
则
false
两悬崖间距离为
false
故选C。
10．B
【解析】从图中可以看出挡板A比水波的波长大得多，因此波不会绕过挡板A，在挡板A后面产生“阴影区”；而小孔B的大小与波长相差不多，能发生明显的衍射现象。
故选B。
11．BD
【解析】衍射现象是普遍存在的。波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时能观察到明显的衍射现象，所以AC正确，不符合题意；BD错误，符合题意；
故选BD。
12．BD
【解析】AB．一列水波在传播过程中遇到了小孔（A、B图），相比而言B图的孔洞的尺寸比A图小，所以B图能发生明显的衍射，故A不符合题意，B符合题意；
CD．一列水波在传播过程中遇到了阻碍物（C、D图），相比而言C图的阻碍物的尺寸比D图大，所以D图能发生明显的衍射，故C不符合题意，D符合题意。
故选BD。
13．ABC
【解析】A．由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的波的衍射现象，A正确；
B．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，B正确；
C．如果将孔AB扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，C正确；
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据λ = false知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，D错误。
故选ABC。
14．减小峡缝AB之间的距离，使波源频率减小，见解析
【解析】当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，当减小峡缝AB之间的距离时，衍射现象更明显，或者是使波源频率减小，因为波速不变，根据
false
波长会增大，衍射现象更明显。
15．(1)水波遇到小孔时，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”，小孔的尺寸减小时，水波到达“阴影区”的现象更加明显；(2)当水波遇到较大的障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能继续向前传播
【解析】(1)水波遇到小孔时，发生衍射现象，水波能穿过小孔，并能到达挡板后面的“阴影区”，小孔的尺寸减小时，衍射现象越明显，即水波到达“阴影区”的现象更加明显。
(2)当水波遇到较大的障碍物时，将会返回，当障碍物较小时，波能绕过障碍物继续向前传播。
16．false；false
【解析】画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，
设汽车在false点鸣笛，在false点听到回声，汽车由false 到false的位移为false，false到山崖false的距离为false，汽车从鸣笛到司机听到回声的时间为false，有false．
根据汽车运动的时间与声波运动的时间相等．则
false
false
false
解得：false，
即汽车鸣笛时距山崖的距离为
false．
同理：
false
解得：false，
即此时汽车距山崖的距离为false
17．falsem/s，会发生
【解析】由题意可知
false
设此波的波长为false，则有
false
得
false
所以
false
由于
false
大于竖立电线杆的尺寸，所以当波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。