3.3波的反射、折射和衍射 同步练习(word解析版)

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名称 3.3波的反射、折射和衍射 同步练习(word解析版)
格式 doc
文件大小 1.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-10-10 05:37:31

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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 同步练习(解析版)
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
2.一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.下列现象中属于波的衍射的是(  )
A.敲响一音叉,另一个完全相同的音叉也响了起来
B.挂在同一水平绳上的几个单摆,当一个振动后,另几个也跟着一起振动起来
C.打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间
D.水波向前传播时,遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播
4.下列说法正确的是( )
A.只有横波能发生衍射,纵波不能发生衍射
B.当波长比孔的宽度小得越多时,波的衍射越明显
C.声波能发生衍射现象,光不能发生衍射现象
D.声波易发生明显的衍射现象,光不易发生明显的衍射现象
5.下列说法正确的是(  )
A.在同一地点,单摆做简谐振动的周期与其摆长成正比
B.弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变
C.一列水波遇到障碍物发生衍射,衍射后的水波频率变化
D.已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向
6.如图所示,一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入,从玻璃砖射出后分成a、b两束单色光。则错误的是(  )
A.玻璃砖对a光的折射率为
B.b光的频率比a光的频率大
C.b光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度小
D.让a、b通过同一狭缝,b光衍射现象较明显
7.一位学生在教室里朗读课文,一位在楼道里走动的人虽不见读书人,却听到了读书声,这是因为 ( )
A.教室的墙壁能传播声波 B.教室的墙壁能反射声波
C.发生了声波的衍射现象 D.发生了声波的干涉现象
8.一列简谐横波a,某时刻的波形如图甲所示.从该时刻开始计时,波上质点A的振动图像如图乙所示.波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象,则下列判断正确的是( )
A.波a沿x轴负方向传播
B.波b的频率为0.4Hz
C.从该时刻起,再经过0.4s质点A通过的路程为40cm
D.若波b遇到障碍物能发生明显衍射现象,则障碍物的尺寸一定比0.4m大很多
9.如图所示为演示波的衍射的装置,S为水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡板,其中N板可以移动,两板中间有一狭缝,此时测量图中A处水没有振动,为了使A处的水也能发生振动,下列措施:
①使波源的振动频率增大 ②移动N板使狭缝的间距增大
③使波源的振动频率减小 ④移动N板使狭缝的间距减小
其中可行的有:( )
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
10.下列关于波的衍射的说法正确的是(  )
A.衍射是机械波特有的现象
B.对同一列波,缝、孔或障碍物的尺寸比波长小时有明显衍射现象
C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象
D.声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较大,频率较高
11.以下关于波的衍射的说法,正确的是( )
A.波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象
B.当障碍物的尺寸比波长大得多时,会发生明显的衍射现象
C.当孔的大小比波长小时,会发生明显的衍射现象
D.通常讲话产生的声波,经过尺寸为1mm左右的障碍物时会发生明显的衍射现象
12.青岛濒临黄海,是国内著名的滨海旅游城市,长达800多公里的海岸线,拥有众多优良海水浴场。在石老人海水浴场,某同学漂浮在海面上;水波以3m/s的速率向着海滩传播,该同学记录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间为18s。下列说法正确的是(  )
A.该同学很快就会漂流到沙滩上
B.该水波的周期为1.8s
C.该水波的波长为6m
D.该水波可以绕过石老人继续传播属于波的干涉现象
13.关于波的衍射现象下列说法正确的是( )
A.当孔的尺寸比波长大时,一定不会发生衍射现象
B.只有孔的尺寸与波长相差不多时,或者比波长还小时会观察到明显的衍射现象
C.只有波才有衍射现象
D.以上说法均不正确
14.一列简谐横波,某时刻的波形如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象如乙所示,则下列判断正确的是( )
A.该列波沿y轴负方向传播
B.该列波的波速大小为1m/s
C.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象,则所遇到的波的频率为0.4Hz
D.若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象,则该障碍物的尺寸一定比40cm小很多
E.从该时刻起,再经过0.4s的时间,质点A通过的路程为40cm
15.如图所示,一简谐横波在某区域沿x轴传播,实线a为t=0时刻的波形图线,虚线b为t=0.5s时刻的波形图线,虚线b与x轴交点P的坐标为xP=1m.下列说法正确的是________.
A.t=0时刻P质点的位移为5cm
B.这列波的传播速度大小可能为30m/s
C.这列波的波源振动频率可能为2.5Hz
D.t=l.5s时刻P点一定处于波谷位置
E.若该波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象
16.某时刻处质点沿轴向下开始简谐振动,形成沿轴正向传播的简谐横波,处质点开始振动后时,第一次形成的波形图象如图所示,点是轴上距坐标原点处的质点,下列说法正确的是
A.质点经过开始振动
B.该波的波速是
C.该波遇到一个尺寸为的障碍物时可以发生明显衍射
D.时刻质点第二次到达波谷
E.若质点在时停止振动,那么质点在时也将停止振动
17.发生明显衍射现象的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_______,或者比波长_______时,才能观察到明显的衍射现象。
18.波能够________________继续前进的现象,叫做波的衍射。能够发生明显的衍射现象的条件是:________________。
19.天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d =3.0 km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0s.试估算云层下表面的高度.已知空气中的声速v =km/s.
20.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?
参考答案
1.B
【详解】
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
【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.D
【分析】
衍射又称为绕射,波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象.衍射现象是波的特有现象,一切波都会发生衍射现象.发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大.
【详解】
A、敲响一个音叉,另一个完全相同的音叉页响起来,这种现象是共振现象.故A错误;
B、挂在同一个水平绳上的几个单摆,当一个振动后,另几个也跟着一起振动,这种现象是受迫振动.故B错误;
C、打雷时,经常听到雷声轰鸣不绝,这是由于雷声经过多次反射造成,故C错误;
D、水波向前传播时,遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播,属于衍射现象.故D正确.
故选D.
【点睛】
考查波的衍射原理:偏离原来直线继续传播,注意明显衍射的条件,并与折射及干涉的区别.
4.D
【详解】
衍射是波的特性,一切波均能发生衍射现象,AC错误;当波长比孔的宽度大得越多或相差不大时,波的衍射越明显,B错误;声波的波长比光波长,所以声波容易发生明显的衍射现象,光不易发生明显的衍射现象,D正确.
5.B
【详解】
A. 根据
可知在同一地点,单摆做简谐振动的周期与其摆长的平方根成正比,选项A错误;
B. 弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变,选项B正确;
C. 一列水波遇到障碍物发生衍射,衍射后的水波频率不变,选项C错误;
D. 已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,但是初始时刻的振动方向未知,则不可以确定振子在任意时刻运动速度的方向,选项D错误。
故选B。
6.D
【详解】
A.对a光由折射定律可得
即玻璃砖对a光的折射率为,A正确,不符合题意;
B.由图可知,b光的偏折程度较大,折射率较大,故频率较大,B正确,不符合题意;
C.由可知,a光在玻璃中的传播速度较大,C正确,不符合题意;
D.由可知,b光的波长较短,衍射现象较不明显,D错误,符合题意。
故选D。
7.C
【详解】
楼道里走动的人虽不见读书人,却听到了读书声,声波能绕过阻碍物继续传播,说明声音发生了衍射.若能发生声波的干涉现象,必须要有两列频率相同的声波相互叠加.当听到教室里说话的回音时,这才是声波的反射现象;故选C.
8.C
【详解】
A.从图乙可知t=0时刻,A质点的速度为方向,在甲图中采用波形平移的方法可知波a沿方向传播,A错误;
B.由乙图得到波a的周期为T=0.4s,故频率为
发生稳定干涉的条件是两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向平行,故若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象,则所遇到的波b的频率为2.5Hz,B错误;
C.因为时间为
由图乙可得质点的振动周期为
T=0.4s

质点A做简谐运动,一个周期内通过的路程为
s=4A=4×10cm=40cm
C正确;
D.由甲图得到波长为λ=0.4m;发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小,故该波遇到一障碍物能发生明显韵衍射现象,则该障碍物的尺寸一定与0.4m相差不大或者比0.4m小,D错误。
故选C。
考点:考查横波的图象;波长、频率和波速的关系。
【名师点睛】
本题是振动图线与波形图象的综合应用,要有把握两种图象联系的能力,知道干涉和衍射的条件,熟练运用波形的平移法判断波的传播方向.
9.D
【详解】
A处质点没有振动,说明S点波没有衍射过去,原因是MN间的缝太宽或波长太小,因此若使A处质点振动,可采用N板上移减小间距或增大波的波长,即减小频率,③④正确。
故选D.
【点睛】
发生明显衍射的条件是当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小.
10.B
【详解】
AC.所有波都能发生衍射现象,故AC错误;
B.发生明显的衍射现象是有条件的,只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象,故B正确;
D.人耳能听到的声波的波长在到之间,一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比,所以声波容易发生衍射现象,而声波的波长越大,频率越低,故D错误。
故选B。
11.C
【详解】
ABC.凡是波都能发生衍射现象,不过有时衍射现象明显,有时衍射现象不明显。只有当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,才能发生明显的衍射现象,AB错误、C正确;
D.波速一般是340m/s,人耳听到的声音的频率是20Hz—20KHz,根据公式波长公式,得出人耳所能听到的声音的波长为0.017—17m,若讲话的声波为0.017mm而障碍物的尺寸为1mm,将不会发生明显的衍射现象,D错误。
故选C。
12.C
【详解】
A.该同学只会在平衡位置附近振动,不会随波迁移。A错误;
B.该水波的周期为
B错误;
C.根据波长公式得
C正确;
D.该水波可以绕过石老人继续传播属于波的衍射现象。D错误。
故选C。
13.BC
【详解】
AB.当孔的尺寸比波长大时,会发生衍射现象,只不过不明显.只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才会发生明显衍射现象,故A错误,B正确;
CD.衍射现象是波的特有现象,故C正确,D错误.
故选BC.
14.BDE
【详解】
A.根据图乙可知,t=0时刻,A点沿负方向振动,则其滞后于左边的质点,则可知波沿x正向传播,故A错误;
B.由波动图可知波长为0.4m,由振动图可知周期T=0.4s,则波速
故B正确;
C.发生稳定的干涉现象要相同频率,此波的频率,若此波遇到另一列简谐横渡并发生稳定干涉现象,则所遇到的波的频率为2.5Hz,故C错误;
D.由甲图得到波长为λ=0.4m;发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小,故该波遇到一障碍物能发生明显韵衍射现象,则该障碍物的尺寸一定与0.4m相差不大或者比0.4m小,故D正确;
E.因△t=0.4s=T=0.4s,则质点A做简谐运动,一个周期内通过的路程为S=4A=4×10cm=40cm,故E正确。
故选BDE。
15.BDE
【详解】
A.此简谐波的波长为8m,而xP=1m,可得P质点的位移为
故A项错误;
B.由图像可知,当波的传播方向为x轴正方向时,有
当波的传播方向为x轴负方向时,有
速度为
故B项正确;
C.由B项可知,当时,不存在能使式

成立的n,故C项错误.
D.t=0.5s时,P点的位移相当于时间内的位移.当t=1.5s时,位移相当于时间内的位移,且方向为y轴负向,故此时P点达到波谷位置,故D项正确;
E.此简谐波的波长为8,大于6m,故能发生明显的衍射现象,故E项正确.
故选BDE.
16.BDE
【详解】
B.波在t=0.8s内传播的距离是 x=24cm=0.24m,所以该波的波速是
故B正确。
A.波从O点传到P点的时间
则质点P经过3.2s开始振动,故A错误。
C.由图读出该波的波长为 λ=24cm,若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物时,不能发生明显衍射现象,故C错误。
D.该波的周期为:T=0.8s,当x=18cm处的波谷传到P点时P点第一次到达,用时
再过一个周期质点P第二次到达波谷,所以在t=2.6+0.8+0.8=4.2s时刻质点P第二次到达波谷,故D正确。
E.波从O点传到P点的时间是3.2s,则若质点O在t=2s时停止振动,那么质点P在5.2s时也将停止振动。故E正确。
故选BDE。
17.相差不多 更小
【详解】

18.绕过障碍物 孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大
【详解】
[1]遇到障碍物或小孔后能够绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射.
[2]发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大.
19.
【详解】
由题意画出其平面图如图所示.
设云层下表面的高度为h,则由云层反射来的爆炸声传播距离为s=2,声音反射传来的时间为t1=,声音直接传来的时间为t2=.则t1-t2=Δt,将数据代入以上各式得:h=2.0 km.
20.减小峡缝AB之间的距离,使波源频率减小,见解析
【详解】
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
波长会增大,衍射现象更明显。