3.3波的反射、折射和衍射同步练习能力提升——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）
文档属性
| 名称 | 3.3波的反射、折射和衍射同步练习能力提升——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 | ||
| 文件大小 | 189.1KB | ||
| 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 23:40:30 | ||
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文档简介
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同步练习能力提升（人教版2019）
练习
一、单选题，共11小题
1．如图所示，正中有一O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形发生明显衍射的区域是
A．阴影I区域 B．阴影Ⅱ区域 C．阴影I、Ⅱ区 D．无明显衍射区域
2．甲、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面，二人相距，距墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为（ ）
A．甲开枪后 B．甲开枪后
C．甲开枪后 D．甲开枪后
3．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )
A．波速在逐渐变小 B．频率在逐渐变小
C．振幅在逐渐变小 D．波长在逐渐变小
4．一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
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．关于光的衍射下列说法中正确的是
A．只有当障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比或者比光的波长小的时候才能发生衍射
B．如果障碍物的尺寸比光的波长大得太多，就不能发生光的衍射
C．隔着高墙和墙另一侧的人说话时“听其声而不见其人”，是因为声波发生了明显衍射，而光波的衍射非常微弱
D．小孔成像就是由光的衍射形成的
7．分析下列物理现象：
(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．这些物理现象分别属于波的( )
A．反射、衍射、干涉、多普勒效应 B．折射、衍射、多普勒效应、干涉
C．反射、折射、干涉、多普勒效应 D．衍射、折射、干涉、多普勒效应
8．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
9．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为( )
A．170 m B．340 m C．425 m D．680 m
10．波的干涉和衍射都是波特有的现象。图甲为水波的衍射实验，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．甲图中不管挡板N处于什么位置，水波都能发生明显的衍射现象
B．乙图中M点为振动加强点
C．乙图中N点为振动加强点
D．乙图中M点的位移不可能为零
11．如图所示中分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )．
A．2与1的波长、频率相等，波速不等
B．2与1的波速、频率相等，波长不等
C．3与1的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
二、多选题，共4小题
12．下列叙述属于波的反射现象的是（ ）
A．夏日的雷声有时会轰鸣不绝 B．在空房间里讲话，会感到声音更响
C．墙里讲话墙外听 D．讲话者又听到自己的回声
13．下述关于声波的传播速度中正确的说法是（ ）
A．声波的频率越高，传播速度越大 B．声波振幅越大，传播速度越大
C．声波传播速度只由介质决定 D．在空气中声速约是340m/s
14．如图所示，S为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点没有振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是（ ）
A．增大波源的频率 B．减小波源的频率
C．将N板上移一些 D．将N板下移一些
15．一列简谐横波，在t=0.6s时刻的图像如下图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为-1cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是m/s
C．从t=0.6s开始，紧接着的时间内，A质点通过的路程是10m
D．从t=0.6s开始，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置
E.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30m的障碍物不能发生明显衍射现象
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【分析】
要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小或相差不大；
【详解】
一列水波在传播过程中遇到了小孔B，相比而言B的孔洞的尺寸比较小，所以能发生明显的衍射，但A挡板的尺寸较大，所以不能发生衍射现象，所以水面上波分布于除阴影Ⅰ以外区域，故ACD错误，B正确．
【点睛】
本题关键是记住发生明显衍射的条件，注意衍射是一定发生的，只有明显与不明显之分．
2．B
【详解】
设声速为，乙听到第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳朵中，故①
甲、乙两人与墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由声波的反射定律和几何关系得：AC= BC=AB=．
故乙听到第二声枪响的时间
②，
由①②得：．
A. 甲开枪后，与结论不相符，选项A不符合题意；
B. 甲开枪后，与结论相符，选项B符合题意；
C. 甲开枪后，与结论不相符，选项C不符合题意；
D. 甲开枪后，与结论不相符，选项D不符合题意；
3．C
【详解】
根据惠更斯原理知，声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中，形成了以波源为中心的波面，波面上的每个点都是子波的波源，然后又形成子波波面．形成包络面，即为新波面．但声源提供的能量一定，在形成新的波面后，总能量不变，但新波面单位面积内获得的能量减少，故在波的传播过程中振幅逐渐减少，综上分析ABD错误，C正确。
故选 C。
4．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．
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．C
【解析】
【详解】
各种障碍物都能使光发生衍射，只是有明显和不明显的区别．小孔成像的原理是光的直线传播，而不是光的衍射．高墙的高度一般是几米，这个尺寸跟声波的波长可以相比，但比光的波长大得多，因此出现“听其声而不见其人”的现象．故C正确,ABD错误.
故选C.
7．A
【详解】
雷声轰鸣不绝是因为反射产生了回声；闻其声而不见其人是因为声音发生了衍射，绕过了障碍物；音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是因为声音相遇产生叠加发生干涉现象，有的地方振动加强有的地方振动减弱；听到汽笛声的音调变高是因为接收到的频率逐渐增大发生了多普勒效应
8．B
【详解】
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。
9．C
【详解】
右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.5 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝2 s．山谷的宽度
d＝v(t1＋t2)＝×340×2.5 m＝425 m
故选C
10．B
【详解】
A．当水波的波长比M、N之间狭缝大得多或者相差不大时，水波才能发生明显的衍射现象，A错误；
B．图乙中，M点为两列波波峰交点，M点振动加强，B正确；
C．图乙中，N点为两列波波和峰波谷交点，N点振动减弱，C错误；
D．波是在不停振动着的，M点的位移可能为零，D错误。
故选B。
11．D
【详解】
入射角大于折射角，可见介质1为光疏介质，介质2为光密介质，由 ，，可知，3与1的频率相等，波速、波长均不等，2与1的波长、频率相等，波速相等，故D正确ABC错误。
故选D。
12．ABD
【详解】
墙里讲话墙外听是波的衍射现象，A、B、D选项描述的现象均属于波的反射现象。
故选ABD。
13．CD
【详解】
ABC．声波在介质中的传播速度是由介质决定的，与频率、振幅无关，AB错误C正确；
D．在空气中声速约是340m/s，D正确。
故选CD。
14．BC
【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，BC正确．故选BC．
点睛：解决本题的关键掌握发生明显衍射的条件：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．波的频率越大，波长越小.
15．ABDE
【详解】
A．由乙图读出t=0.6s时刻质点A质点经过平衡位置向下振动，故这列波沿x轴正方向传播，选项A正确；
B．由甲图读出该波的波长为λ=20m，由乙图周期为T=1.2s。
则波速为
故B正确。
C．，质点做简谐运动时在半个周期内质点A通过的路程是2倍振幅，即A质点通过的路程是
故C错误。
D．图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，所以质点P将比质点Q先回到平衡位置。P从直接回到平衡位置需时
Q从先运动到振幅处，再回到平衡位置需时
由此可知质点P比质点Q先回到平衡位置的时间为
故D正确。
E．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，该波的波长为20m，根据这个条件可知该波在传播过程中遇到一个尺寸为30m的障碍物，不能发生明显衍射现象，故E正确。
故选ABDE
答案第1页，共2页
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练习
一、单选题，共11小题
1．如图所示，正中有一O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形发生明显衍射的区域是
A．阴影I区域 B．阴影Ⅱ区域 C．阴影I、Ⅱ区 D．无明显衍射区域
2．甲、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面，二人相距，距墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为（ ）
A．甲开枪后 B．甲开枪后
C．甲开枪后 D．甲开枪后
3．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )
A．波速在逐渐变小 B．频率在逐渐变小
C．振幅在逐渐变小 D．波长在逐渐变小
4．一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
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．关于光的衍射下列说法中正确的是
A．只有当障碍物或孔的尺寸可以跟光的波长相比或者比光的波长小的时候才能发生衍射
B．如果障碍物的尺寸比光的波长大得太多，就不能发生光的衍射
C．隔着高墙和墙另一侧的人说话时“听其声而不见其人”，是因为声波发生了明显衍射，而光波的衍射非常微弱
D．小孔成像就是由光的衍射形成的
7．分析下列物理现象：
(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．这些物理现象分别属于波的( )
A．反射、衍射、干涉、多普勒效应 B．折射、衍射、多普勒效应、干涉
C．反射、折射、干涉、多普勒效应 D．衍射、折射、干涉、多普勒效应
8．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
9．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为( )
A．170 m B．340 m C．425 m D．680 m
10．波的干涉和衍射都是波特有的现象。图甲为水波的衍射实验，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．甲图中不管挡板N处于什么位置，水波都能发生明显的衍射现象
B．乙图中M点为振动加强点
C．乙图中N点为振动加强点
D．乙图中M点的位移不可能为零
11．如图所示中分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )．
A．2与1的波长、频率相等，波速不等
B．2与1的波速、频率相等，波长不等
C．3与1的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
二、多选题，共4小题
12．下列叙述属于波的反射现象的是（ ）
A．夏日的雷声有时会轰鸣不绝 B．在空房间里讲话，会感到声音更响
C．墙里讲话墙外听 D．讲话者又听到自己的回声
13．下述关于声波的传播速度中正确的说法是（ ）
A．声波的频率越高，传播速度越大 B．声波振幅越大，传播速度越大
C．声波传播速度只由介质决定 D．在空气中声速约是340m/s
14．如图所示，S为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点没有振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法是（ ）
A．增大波源的频率 B．减小波源的频率
C．将N板上移一些 D．将N板下移一些
15．一列简谐横波，在t=0.6s时刻的图像如下图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为-1cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是m/s
C．从t=0.6s开始，紧接着的时间内，A质点通过的路程是10m
D．从t=0.6s开始，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置
E.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30m的障碍物不能发生明显衍射现象
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【分析】
要使发生明显的衍射现象，必须使得孔或阻碍物的尺寸比水波的波长要小或相差不大；
【详解】
一列水波在传播过程中遇到了小孔B，相比而言B的孔洞的尺寸比较小，所以能发生明显的衍射，但A挡板的尺寸较大，所以不能发生衍射现象，所以水面上波分布于除阴影Ⅰ以外区域，故ACD错误，B正确．
【点睛】
本题关键是记住发生明显衍射的条件，注意衍射是一定发生的，只有明显与不明显之分．
2．B
【详解】
设声速为，乙听到第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳朵中，故①
甲、乙两人与墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由声波的反射定律和几何关系得：AC= BC=AB=．
故乙听到第二声枪响的时间
②，
由①②得：．
A. 甲开枪后，与结论不相符，选项A不符合题意；
B. 甲开枪后，与结论相符，选项B符合题意；
C. 甲开枪后，与结论不相符，选项C不符合题意；
D. 甲开枪后，与结论不相符，选项D不符合题意；
3．C
【详解】
根据惠更斯原理知，声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中，形成了以波源为中心的波面，波面上的每个点都是子波的波源，然后又形成子波波面．形成包络面，即为新波面．但声源提供的能量一定，在形成新的波面后，总能量不变，但新波面单位面积内获得的能量减少，故在波的传播过程中振幅逐渐减少，综上分析ABD错误，C正确。
故选 C。
4．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．
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．C
【解析】
【详解】
各种障碍物都能使光发生衍射，只是有明显和不明显的区别．小孔成像的原理是光的直线传播，而不是光的衍射．高墙的高度一般是几米，这个尺寸跟声波的波长可以相比，但比光的波长大得多，因此出现“听其声而不见其人”的现象．故C正确,ABD错误.
故选C.
7．A
【详解】
雷声轰鸣不绝是因为反射产生了回声；闻其声而不见其人是因为声音发生了衍射，绕过了障碍物；音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是因为声音相遇产生叠加发生干涉现象，有的地方振动加强有的地方振动减弱；听到汽笛声的音调变高是因为接收到的频率逐渐增大发生了多普勒效应
8．B
【详解】
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。
9．C
【详解】
右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.5 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝2 s．山谷的宽度
d＝v(t1＋t2)＝×340×2.5 m＝425 m
故选C
10．B
【详解】
A．当水波的波长比M、N之间狭缝大得多或者相差不大时，水波才能发生明显的衍射现象，A错误；
B．图乙中，M点为两列波波峰交点，M点振动加强，B正确；
C．图乙中，N点为两列波波和峰波谷交点，N点振动减弱，C错误；
D．波是在不停振动着的，M点的位移可能为零，D错误。
故选B。
11．D
【详解】
入射角大于折射角，可见介质1为光疏介质，介质2为光密介质，由 ，，可知，3与1的频率相等，波速、波长均不等，2与1的波长、频率相等，波速相等，故D正确ABC错误。
故选D。
12．ABD
【详解】
墙里讲话墙外听是波的衍射现象，A、B、D选项描述的现象均属于波的反射现象。
故选ABD。
13．CD
【详解】
ABC．声波在介质中的传播速度是由介质决定的，与频率、振幅无关，AB错误C正确；
D．在空气中声速约是340m/s，D正确。
故选CD。
14．BC
【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，BC正确．故选BC．
点睛：解决本题的关键掌握发生明显衍射的条件：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．波的频率越大，波长越小.
15．ABDE
【详解】
A．由乙图读出t=0.6s时刻质点A质点经过平衡位置向下振动，故这列波沿x轴正方向传播，选项A正确；
B．由甲图读出该波的波长为λ=20m，由乙图周期为T=1.2s。
则波速为
故B正确。
C．，质点做简谐运动时在半个周期内质点A通过的路程是2倍振幅，即A质点通过的路程是
故C错误。
D．图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，所以质点P将比质点Q先回到平衡位置。P从直接回到平衡位置需时
Q从先运动到振幅处，再回到平衡位置需时
由此可知质点P比质点Q先回到平衡位置的时间为
故D正确。
E．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，该波的波长为20m，根据这个条件可知该波在传播过程中遇到一个尺寸为30m的障碍物，不能发生明显衍射现象，故E正确。
故选ABDE
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