3.3波的反射、折射和衍射 课时练(word解析版)

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名称 3.3波的反射、折射和衍射 课时练(word解析版)
格式 doc
文件大小 375.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-10-08 06:28:21

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文档简介

2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册
3.3波的反射、折射和衍射
课时练(解析版)
1.如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样,由图可知,两列波的波长和频率的大小关系是(  )
A.λA>λB,fA>fB
B.λA<λB,fA<fB
C.λA>λB,fA<fB
D.λA<λB,fA>fB
2.一列波在传播过程中遇到一个障碍物,发生了一定程度的衍射,一定能使衍射现象更明显的措施是(

A.增大障碍物尺寸,同时增大波的频率
B.增大障碍物尺寸,同时减小波的频率
C.缩小障碍物尺寸,同时增大波的频率
D.缩小障碍物尺寸,同时减小波的频率
3.音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部,但是它又有不利的一面,对于音箱发出的声音来说,布网就成了声波衍射的障碍物,造成了声音失真.有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣,这样听音乐时就可以把布网卸下来,从而获得高保真的听觉效果.听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较,你认为声音损失掉的主要是(

A.高频部分
B.低频部分
C.中频部分
D.不能确定
4.我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,其发射的无线电波波长在范围内,则这种无线电波(  )
A.频率比红外线高
B.照射锌板能打出光电子
C.在各种介质中传播的速度相同
D.在空间传播时能发生明显的衍射现象
5.小河中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶,俯视如图所示,小河水面平静.现在S处以某一频率拍打水面,使形成的水波能带动树叶A振动起来,可以采用的方法是(
)
A.提高拍打水面的频率
B.降低拍打水面的频率
C.无需拍打,A也会振动起来
D.无论怎样拍打,A都不会振动起来
6.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.只闻其声,不见其人
C.余音绕梁,三日而不绝
D.夏日的雷声有时轰鸣不绝
7.如图所示,图中S为在水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以上下移动,两板中间有一狭缝,此时测得A处水面没有振动,为使A处水面也能发生振动,可采用的方法是(  )
A.使波源的频率增大
B.使波源的频率减小
C.使波源的周期减小
D.移动N使狭缝的间距增大
8.小河中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶,俯视图如图所示,小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面,要使形成的水波能带动树叶A振动起来,可以采用的方法是(  )
A.无论怎样拍打,A都能振动起来
B.无论怎样拍打,A都不会振动起来
C.降低拍打水面的频率
D.提高拍打水面的频率
9.如图所示,沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200m/s,下列说法正确的是(  )
A.从图示时刻开始,质点b比质点a先到平衡位置
B.从图示时刻开始,经0.01s质点a通过的路程为0.8m
C.若该波波源从0点沿x轴正向运动,则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50Hz
D.若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象
10.“超”可用于探测人体内脏的病变状况。图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为(式中是入射角,是折射角,分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同,已知,入射点与出射点之间的距离是,入射角为,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度为(  )
A.
B.
C.
D.
11.如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图象,从图象可知(  )
A.B侧波是衍射波
B.A侧波速与B侧波速相等
C.增大水波波源的频率,衍射现象将更明显
D.增大挡板之间的距离,衍射现象将更明显
12.一列水波由深水区进入浅水区,入射波与界面夹角为45°,折射波与界面夹角为60°,则下列说法正确的是
(  )
A.波在深水区与浅水区的波速相同,频率不同,波长不同
B.波在浅水区与深水区中传播时,波速、频率、波长都相同
C.深水区中的波速、波长比浅水区中小
D.深水区中的波速、波长比浅水区中大
13.以下关于波的认识,正确的是(  )
A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的反射原理
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.雷达的工作原理是利用波的反射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的衍射现象
14.一简谐横波沿x轴正向传播,t=0时刻的波形如图(a)示,x=0.10m处的质点的振动图线如图(b)所示,已知该波的波长大于0.10m.下列正确的是
A.x=0.10m处质点在t=0时刻向上振动
B.波长为0.30m
C.波速为0.125m/s
D.波的频率为2.4HZ
E.若该波遇到宽为0.33m障碍物,不能发生明显的衍射现象
15.一列周期为0.8
s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播,该波在某一时刻的波形如图所示;A、B、C是介质中的三个质点,平衡位置分别位于2
m、3
m、6
m处,此时B质点的速度方向为-y方向,下列说法正确的是(  )
A.该波沿x轴正方向传播,波速为10
m/s
B.A质点比B质点晚振动0.1
s
C.由图示时刻经0.2
s,B质点的运动路程为2
cm
D.该列波在传播过程中遇到宽度为d=4
m的障碍物时不会发生明显的衍射现象
16.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5m的M点时开始计时,已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s,下面说法中正确的是(

A.此列波的频率为2.5Hz
B.若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象
C.质点Q(x=9m)经过0.5s第一次到达波谷
D.质点P在0.1s内沿波传播方向的位移为1m
E.在Q(x=9m)处放一接收器,接到的波的频率一定小于2.5Hz
17.如图所示的图样为波的_______现象,为使得现象更明显,可适当_______(选填“增大或减小”)
波源的频率。
18.“只闻其声,不见其人”,这是声波的________现象;如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图,则其中水波的频率最大的是________图.
19.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?
20.把M、N两块挡板中间的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了如图所示的图样,位置P处的水没有振动起来,现要使挡板左边的振动传到P处,在不改变挡板M的左右位置和P点位置的情况下,可以采用哪些办法?
参考答案
1.C
【解析】
由图知A图衍射现象最明显,B图最不明显,属于A中波长最大,B中波长最短,而相同的介质中,水波的速度相同,根据,可知,波长越长,则频率越小,故C正确,ABD错误.故选C.
2.D
【详解】
根据波的衍射条件可知,要想发生明显的衍射现象,则波长大于障碍物的尺寸或者差不多,则要使衍射现象更明显,则需缩小障碍物的尺寸,同时减小波的频率,从而增大波长,故选D。
3.A
【详解】
波发生明显衍射的条件是波长比缝、孔的宽度或障碍物的尺寸相差不多,或者更大时.高频部分的波波长知,可见损失的是高频部分,A正确.
4.D
【详解】
A.米波的波长大于红外线的波长,波长越长,频率越低,米波的频率小于红外线的频率,A错误;
B.由可得,频率越低,电磁波的能量越低,米波的能量较低,照射锌板不能打出光电子,B错误;
C.电磁波在不同介质中传播的速度不同,C错误;
D.波长越长,衍射现象越明显,由于米波的波长较长,在空间传播时能发生明显的衍射现象,D正确。
故选D
5.B
【详解】
试题分析:要使树叶振动起来,需要波衍射到树叶处,因为障碍物的尺寸较大,所以要增加水面波的波长才能较好发生衍射,故可降低拍打水面的频率,B正确;
考点:考查了波的明显衍射条件
点评:发生明显的衍射现象的条件:孔缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近或更小.
6.B
【详解】
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,“只闻其声,不见其人”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。
7.B
【详解】
A.当波源频率增大时,波长减小,不易发生衍射,故A错误;
B.当波源频率减小时,波长增大,可以使衍射现象更加明显,故B正确;
C.当波源的周期减小时,波源频率增大,波长减小,不易发生衍射,故C错误;
D.当移动N使狭缝的间距增大,孔的间距增大,衍射现象会变弱,振动减弱,故D错误;
故选B。
8.C
【详解】
要使树叶振动起来,需要波衍射到树叶处,因为障碍物的尺寸较大,所以要增加水面波的波长才能较好发生衍射,故可降低拍打水面的频率,故选C。
9.D
【详解】
A.根据上下坡法则,b点处于上坡阶段,所以b点先沿y轴负方向运动到最低点再向沿y轴正方向运动到平衡位置,则从图示时刻开始,质点b比质点a慢到平衡位置,A错误;
B.根据
则从图示时刻开始,经0.01s质点a振动了半个周期,其通过的路程为
B错误;
C.该波的振动频率为
改变振动方向,其振动频率保持不变,并且各点的振动频率都相同,C错误;
D.若该波传播中遇到宽约3m的障碍物时,波长与障碍物的宽度接近,所以能发生明显的衍射现象,D正确。
故选D。
10.D
【详解】
画出波的传播示意图如图所示
由题意

由几何知识有
解得
故D正确,ABC错误。
故选D。
11.B
【详解】
A.档板左边是衍射波的波源,故A错误;
B.在同一种介质水中,机械波的波速相等,故B正确;
C.波速不变,增大水波波源的频率,水波的波长将在减小,而挡板间距没变,所以衍射现象将没有原来的明显,故C错误;
D.在波长没改变的情况下,可以增大挡板间距,衍射现象将没有原来的明显,故D错误。
故选B。
12.D
【详解】
波由深水区进入浅水区,频率不变,而波与界面的夹角由45°变为60°,如图所示。当波线a到达界面A点,设b波线刚好到达B点,此时AB与波线垂直,刚好在同一波面上,设经Δt,b光线也刚到达界面上B′点,此时a波已在浅水区传到A′处,B′A′刚好也是波面,且与波线垂直,由波线与界面的夹角知BB′>AA′,设该波在深水区的波速为v1,在浅水区波速为v2,则
BB′=v1·Δt,
AA′=v2·Δt
所以有
v1>v2
由v=λf知
λ1>λ2
故选D。
13.ABC
【详解】
A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,声呐采用的是超声波,超声波的方向性好,遇到障碍物容易反射,故A正确;
B.隐形飞机的原理是:通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量,使雷达等防空探测器无法早期发现,所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质,使用吸收雷达电磁波材料,在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现,故B正确;
C.雷达的工作原理是利用波的反射,故C正确;
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象。故D错误。
故选ABC。
14.ABC
【详解】
A.由振动图像可知,x=0.10m处质点在t=0时刻向上振动,故A正确;
B.根据振动方程:
可得:
已知该波的波长大于0.10m,有:
解得:
波速为:
结合,
可得:
T=2.4s
则频率为:
波速为:
故BC正确,D错误;
E.波长,若该波传播中遇到宽约0.33m的障碍物,障碍物尺寸比波长相差不多,故会发生明显的衍射现象,故E错误;
故选ABC正确。
15.BC
【详解】
A.由题图知,波长λ=8
m,则波速为
此时B质点的速度方向为-y方向,由波形的平移法知,该波沿x轴负方向传播,故A错误;
B.A质点与B质点平衡位置相距x=1
m,则波从B质点传到A质点的时间
故B正确;
C.由题图所示时刻经,由波形平移法可知,x=5
m处质点的状态传到B质点,B质点的运动路程为
s=2y=2
cm
故C正确;
D.因该列波的波长为8
m,则该列波在传播过程中遇到宽度为d=4
m的障碍物时会发生明显的衍射现象,故D错误。
故选BC。
16.ABC
【详解】
A.由题该波的周期T=0.4s,所以:
Hz故A正确;
B.由图读出波长λ=4m,宽约3m的障碍物的尺寸比波长小,能够发生明显的衍射现象,故B正确;
C.由图读出波长λ=4m,由题该波的周期T=0.4s,波速为:
m/s
图示时刻,离Q点最近的波谷坐标为x=4m,该波谷传到Q点时,Q点第一次形成波谷,所用时间为:
s
故C正确;
D.简谐横波沿x轴正方向传播,质点P只上下振动,不沿波传播方向移动,故D错误;
E.若在Q(x=9m,图中未画出)处放一接收器,由于波源不动,则接收器接到的波的频率等于2.5Hz,故E错误。
17.衍射
减小
【详解】
[1].如图所示的图样为波的衍射现象;
[2].发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小,且波长越长,衍射现象越明显,由题意知,适当减小波源的频率,能增大波长。
18.衍射
C
【解析】
“只闻其声,不见其人”,这是声波的衍射现象;如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图,可知C的衍射现象最不明显,则C波长最小,频率最大.
19.(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
【详解】
(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。
20.波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多,或者比波长更小,所以要使P点振动起来,有两种方法:一是减小孔的尺寸,二是增大波的波长.N板向上移,可以减小孔的尺寸;由
可知,水波的波速一定,减小波源的频率可以增大水波的波长.故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移,或减小波源振动的频率.
【解析】
波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多,或者比波长更小,所以要使P点振动起来,有两种方法:一是减小孔的尺寸,二是增大波的波长.N板向上移,可以减小孔的尺寸;由
可知,水波的波速一定,减小波源的频率可以增大水波的波长.故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移,或减小波源振动的频率.