3.3波的反射、折射和衍射 课后练习能力提升 ——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)

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名称 3.3波的反射、折射和衍射 课后练习能力提升 ——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
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-06 05:49:31

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第三章机械波第三节波的反射、折射和衍射高二上学期选择性必修第一册课后练习能力提升(人教版2019)
练习
一、单选题,共12小题
1.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
2.如图甲所示,水波传到两板间的空隙发生了明显的衍射,若不改变小孔的尺寸,只改变挡板的位置或方向,如图乙中的(a)、(b)、(c)、(d),则下列判断正确的是( )
A.只有(a)能发生明显衍射
B.只有(a)(b)能发生明显衍射
C.(a)、(b)、(c)、(d)均能发生明显衍射
D.(a)、(b)、(c)、(d)均不能发生明显衍射
3.如图甲所示,振动方向相同的两横波,横波1沿方向传播,B点的振动图象如图乙所示;横波2沿方向传播,C点的振动图象如图乙所示,P与B相距,P与C相距,波速都为。两横波在P处相遇,P点振幅为(  )
A. B. C. D.
4.如图,在观察水面波的衍射的实验装置中,AC和BD是两块挡板,AB是一个小孔,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)之间距离等于一个波长,则关于波经过孔之后的传播情况,下列表述中正确的是(  )
A.不能观察到波的衍射现象
B.挡板前后波纹间距离相等
C.如果将孔AB扩大,能观察到更明显的衍射现象
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
5.如图所示观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板AB是一个小孔,O是波源,图中已画出波源所在区域的传播情况,每两条相邻的波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长,则对于波经过孔之后的传播情况,下列描述正确的是( )
①此时能明显观察到波的衍射现象
②如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象
③挡板前后波纹及间距离相等
④如果孔的大小不变,使波源频率增大,能明显观察到衍射现象
A.只有②④ B.只有② C.只有①②③ D.①②③④
6.如图,P为桥墩,A为靠近桥墩漂浮的叶片,波源S连续振动,形成水波,此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动,可用的方法是(  )
A.提高波源频率 B.提高波源周期
C.减小波源距桥墩的距离 D.增加波源距桥墩的距离
7.一列声波在空气传播的过程中通过一个障碍物,发生了一定程度的衍射,以下哪种情况可以使衍射现象更明显(  )
A.增大障碍物的尺寸,同时增大波的频率
B.增大障碍物的尺寸,同时缩小波的频率
C.缩小障碍物的尺寸,同时增大波的频率
D.缩小障碍物的尺寸,同时减小波的频率
8.对于教材中的四幅插图,下列说法正确的是(  )
A.图甲中,由电子偏转轨迹可判断a端应为磁铁的N极
B.图乙中,回旋加速器所接电压U应为直流电
C.图丙中,线圈中插入铁芯,自感系数L将变小
D.图丁中,水波波长远小于狭缝的宽度
9.如图所示,沿x轴正向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200m/s,介质中有a、b两质点,下列说法中正确的是
A.从图示时刻开始,经过0.01s,质点a通过的路程为0.2m
B.图示时刻b点的加速度大于a点的加速度
C.图示时刻b点的速度小于a点的速度
D.若该波传播中遇到宽约4m的障碍物,则能发生较明显的衍射现象
10.如图,(a)为一波源的共振曲线,(b)图中的a、b表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴传播过程中形成的简谐横波在先后两个时刻的波形曲线。则下列说法错误的是
A.(a)图中,若驱动力频率f增大,则波源振动的振幅也增大
B.(b)图中,波速一定为1.2 m/s
C.(b)图中,a、b波形时间间隔可能为2.5 s
D.(b)图中,遇到宽度为2 m的狭缝能发生明显的衍现象
11.关于波的衍射,下列说法正确的是(  )
A.衍射是机械波特有的现象
B.对同一列波,缝、孔或障碍物越大衍射现象越明显
C.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象
D.声波容易发生明显的衍射现象是由于声波的波长较长
12.一只汽船以4 m/s的速度在无风的河面上航行,船上发出一声鸣笛,旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音,设声音在空气中的传播速度为340 m/s。则悬崖离汽船鸣笛的位置(  )
A.504 m B.516 m C.1 008 m D.1 032 m
二、多选题,共4小题
13.如图所示,一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m,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,下列说法正确的有(  )
A.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响
B.假设波浪的波长约为10 m,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55 m,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55 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响
14.一列周期为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.B质点此时的位移为1 cm
D.由图示时刻经0.2 s,B质点的运动路程为2 cm
E.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
15.如图所示,图甲是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t=2s时的波动图像,图乙是该波传播方向上介质中x1=6m的质点从t=0时刻起的振动图像,a、b是介质中平衡位置为x2=3m和x3=5m的两个质点。下列说法正确的是(  )
A.该波是沿x轴负方向传播
B.该波的波速是2m/s
C.在t=2s时刻,a、b两质点的速度相同
D.若该波在传播过程中遇到尺寸为7m的障碍物,会发生明显的衍射现象
16.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200 m/s,则下列说法正确的是(  )
A.图中质点b的加速度在增大
B.从图示时刻开始,经0.01 s质点a通过的路程为40 cm,此时相对平衡位置的位移为零
C.从图示时刻开始,经0.01 s质点b位于平衡位置上方,并向上做减速运动
D.若产生明显的衍射现象,该波所遇到障碍物的尺寸一般不小于200 m
试卷第1页,共3页
参考答案
1.C
【详解】
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。
2.C
【详解】
波发生明显的衍射现象的条件是:当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长小得多,不论图乙中的(a)、(b)、(c)、(d)挡板位置如何改变,由于小孔的尺寸不变,则明显的衍射条件满足,因此会发生明显的衍射现象,故C正确,ABD错误.
故选C.
【点睛】
波绕过障碍物继续传播的现象即波的衍射,能发生明显的衍射的条件是孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长小得多.
3.A
【详解】
周期T=1s,波速为v=0.2m/s,故波长
λ=vT=0.2m/s×1s=0.2m
PC-PB=50cm-40cm=10cm=0.1m=0.5λ
而t=0时刻两波的振动方向相反,则P是振动加强的点,振幅等于两波振幅之和,即为70cm;
故选A。
4.B
【详解】
A.因为波长与孔的尺寸差不多,所以能够观察到明显的衍射现象,故A错误;
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,故B正确;
C.如果将孔AB扩大,孔的尺寸大于波的波长,可能观察不到明显的衍射现象,故C错误;
D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,因为波速不变,根据
可知,波长减小,可能观察不到明显的衍射现象,故D错误。
故选B。
5.C
【解析】
【详解】
①因为波长与孔的尺寸差不多,所以能够观察到明显的衍射现象,故①正确;②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,故②正确;③如果将孔AB扩大,孔的尺寸大于波的波长,可能观察不到明显的衍射现象,故③正确;④如果孔的大小不变,使波源频率增大,因为波速不变,根据知,波长减小,可能观察不到明显的衍射现象,故④错误,综上分析,故ABD错误,C正确。
故选C。
6.B
【详解】
为使水波能带动叶片振动,则只需水波能发生明显衍射,即增加水波的波长,根据可知,在波速不变的情况下可增加水波的周期,或者减小频率;
A.提高波源频率,与结论不相符,选项A错误;
B.提高波源周期,与结论相符,选项B正确;
C.减小波源距桥墩的距离,与结论不相符,选项C错误;
D.增加波源距桥墩的距离,与结论不相符,选项D错误;
故选B.
7.D
【详解】
波长越长越容易发生衍射,所以增大波的频率可以,D对
8.A
【详解】
A.图甲中,由电子偏转轨迹根据左手定则可以判断a端应为磁铁的N极,所以A正确;
B.图乙中,回旋加速器所接电压U应为变化电流,所以B错误;
C.图丙中,线圈中插入铁芯,自感系数L将变大,所以C错误;
D.图丁中,水波波长远大于狭缝的宽度,水波的衍射效果才明显,所以D错误;
故选A。
9.D
【详解】
A.波沿x轴正方向传播,波的频率为50Hz,周期为0.02s,经过0.01s,质点a通过的路程2A,即为0.4m,故A错误;
B.由图示位置可知,b点的回复力小于a点,因此b点的加速度小于a点的加速度,故B错误;
C.横波沿x轴正方向传播,质点b的振动方向在y轴负方向,此时速度不为零,而a点的速度为零,即b点的速度大于a点的速度,故C错误;
D.该波波长λ=4m与障碍物的尺寸相当,故能发生明显的衍射现象,故D正确。
故选D。
10.A
【详解】
A.根据图a可知,该波的固有频率为,若驱动力频率f增大,则波源振动的振幅将减小,故A错误;
B.从b图中可得,所以
B正确;
C.从b图中可得:a、b波形时间间隔可能为:
或者

将n=1代入可得,故C正确;
D.如果波向左传播还可能是
2 m的狭缝小于波长,故遇到宽度为2 m左右的狭缝能发生明显的衍射现象;D正确。
11.D
【详解】
AC.衍射是一切波特有的现象,AC错误;
B.对同一列波,缝、孔或障碍物越大衍射现象越不明显,B错误;
D.声波的波长1.7 cm到17m之间,17m左右的障碍物或孔,声波都能发生明显衍射,所以声波容易发生明显的衍射现象是由于声波的波长较长,D正确。
故选D。
12.B
【详解】
汽船向悬崖靠近,3 s行驶了
声波3 s内传播的距离
所以悬崖离汽船的鸣笛位置
故B正确。
故选B。
13.AD
【详解】
A、B两处小船明显受到影响是因为水波发生明显的衍射,波浪能传播到A、B处,当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候,会发生明显的衍射现象,AD正确,BC错误。
故选AD。
14.BCD
【详解】
由题图知,波长λ=8 m,则波速为v=m/s=10 m/s.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;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t=s=0.1 s,故B正确;B质点此时的位移为y=sinπ cm=1 cm,故C正确;由题图所示时刻经 0.2 s=T,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D正确;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E错误.
15.BD
【详解】
A.图乙是该波传播方向上介质中x1=6m的质点从t=0时刻起的振动图像,t=2s时,x1=6m的质点向下振动,所以根据振动方向和波动方向同侧的原则,该波是沿x轴正方向传播,故A错误;
B.由甲图可知,波长,由乙图可知,周期T=4s,所以波速,故B正确;
C.该波是沿x轴正方向传播,由甲图可知,t=2s时刻,质点a向上振动,质点b向下振动,所以速度方向不同,故C错误;
D.若该波在传播过程中遇到尺寸为7m的障碍物,障碍物尺寸与波长相近,所以会发生明显的衍射现象,故D正确。
故选BD。
16.AC
【详解】
简谐横波沿x轴正方向传播,由波形平移法得知此时质点b向下运动,位移在增大,则加速度在增大.故A正确.由波的图象读出振幅 A=20cm,波长λ=4m,则该波的周期为,所以t=0.01s=,则知,从图示时刻开始,经0.01 s质点a通过的路程为 S=2A=40 cm,此时质点a到达波谷,相对平衡位置的位移为-20cm,故B错误.从图示时刻开始,经0.01 s时质点b的振动状态与图示时刻的相反,即质点b位于平衡位置上方,并向上做减速运动,故C正确.若产生明显的衍射现象,该波所遇到障碍物的尺寸一般不小于4m.故D错误.故选AC.
点睛:根据波的图象能读出振幅、波长、位移、速度方向及大小变化情况,加速度方向及大小变化情况等,都是应具备的基本功,要熟练掌握.
答案第1页,共2页
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