3.3波的反射、折射和衍射 课后练习基础过关——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）

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基础过关（人教版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．关于波的衍射，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，衍射现象很明显
C．孔越大，则衍射现象越明显
D．当障碍物的尺寸与波长差不多时，会发生明显的衍射现象
2．如图所示，S为波源，M、N是两块挡板，其中M板固定，N板可左右移动，两板中间有一狭缝，此时观察不到A点振动，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．增大波源的振幅
C．将波源S向左移 D．将N板向左移
3．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
4．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
5．关于波的干涉，以下说法正确的是（ ）.
A．一列波影响了另一列波，这就叫波的干涉 B．两列波相互叠加时，必定产生干涉
C．两列波发生干涉是波叠加的结果 D．频率不同的两列波也可能发生干涉
6．各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（①、②图）或障碍物（③、④图），每两条相邻（图中曲线）之间距离表示一个波长，其中能发生明显衍射现象的有（ ）
A．③④ B．②④ C．①③ D．①②
7．在做水波通过小孔衍射的实验时，激发水波的振子的振动频率为，声波在水槽中的传播速度为.为了使实验效果更明显，使用小孔的直径d应为（ ）.
A．小于 B．小于 C．大于 D．越小越明显
8．在水波的衍射实验中,若打击水面的振子振动的频率是5Hz,水波在水槽中的传播速度是0.05m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d，应为（ ）
A．10cm B．5m C．d＞1cm D．d≤1cm
9．一列简谐波沿x铀正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点18cm处。t=0.04s质点A第一次回到平衡位置，则（　　）
A．该简谐波的频率为25Hz
B．从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置
C．该波传播过程中遇到宽度为5m的障碍物能发生明显的衍射现象
D．介质中平衡位置在处质点的振动方程为
10．海浪从远海传向海岸．已知海浪的传播速度与海水的深度有关，海水越深，速度越大．一艘大船停泊在离岸较远处，振动的周期为8s．则
A．海浪拍打海岸的周期大于8s
B．海浪从远海传向海岸，相邻波峰之间的距离变大
C．悬挂在船上摆长为 l m 的单摆振动周期为8s
D．让船停泊在离海岸更近处，海浪通过船体的衍射现象更明显
11．下列关于机械波的描述正确的是（　　）
A．所有的机械波都必有波峰和波谷
B．波绕过障碍物继续传播的现象叫波的干涉
C．当波源和接收者间相互靠近时，接收者接收到的波的频率会逐渐降低
D．由惠更斯原理知道，波的折射是由于不同介质中波速不同
12．如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图，则下列说法正确的是（　　）
A．这列波的波长为12m
B．在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴正方向
C．这列波的波速可能为0.4m/s
D．这列波遇到5m宽的物体，能发生明显的衍射现象
二、多选题，共4小题
13．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为时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标xp=1m．下列说法中正确的是下列说法正确的是________
A．这列波的传播速度大小一定为20m/s
B．这列波一定沿x轴正向传播
C．可能有
D．可能有
E.若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象
14．如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐波在t=1s时刻的波动图象，乙图为x=2m处的质点P的振动图象，则下列判断正确的是（　　）
A．该波的传播速度为
B．该波的传播方向沿x轴反方向
C．再经过1s时间，质点P将移动到位置处
D．该波在传播过程中，若遇到宽度为2m的障碍物，通发生明显衍射现象
E.时，处的质点的加速度沿y轴正方向
15．图甲所示为一列简谐横波在某一时刻波形图，图乙为介质中处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则下列说法正确的是（　　）
A．这列波的传播方向是沿x轴正方向
B．图甲时刻，质点P的加速度大于质点Q的加速度
C．时，质点P距平衡位置的距离大于质点Q距平衡位置的距离
D．该波在传播过程中若遇到直径为2m的障碍物，不能发生明显衍射现象
16．如图所示为一列简谐横波t时刻的图象,波速为0.2 m/s, 则以下结论正确的是：
A．振源的振动周期为0.4 S
B．该波在传播过程中若遇到1 m的障碍物,能发生明显衍射现象
C．图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3
D．经过0.5 s,质点a通过的路程为75 cm.
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【详解】
波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小；如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象，故D正确，ABC错误．故选D．
点睛：考查明显的衍射现象条件：必须是波长比阻碍物尺寸大得多或相差不大．因此只有真正理解了各种物理现象的实质才能顺利解决各类题目．
2．D
【详解】
观察不到A点振动，说明衍射现象不明显，要使得衍射现象明显，狭缝的尺寸要和波长差不多或者比波长小些。因此可以减小波源的频率，增大波源的波长；或将N板向左移，减小狭缝的尺寸。故 ABC错误，D正确。
故选D。
3．B
【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。拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，根据
波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显。故降低拍打水面的频率，可以使衍射现象明显，故选B。
【点睛】
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。
4．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．
5．C
【详解】
AB． 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互隔开。这种现象叫做波的干涉。一列波影响了另一列波，不一定是干涉，两列波相互叠加时，频率关系不确定，也不一定产生干涉，故AB错误。
C． 两列波发生干涉是波叠加的结果，故C正确。
D． 两列波发生干涉的条件是两列波的频率相同，故D错误。
6．B
【详解】
一列水波在传播过程中遇到了小孔（①②图），相比而言②图的孔洞的尺寸比①图小，且②的波长与小孔的尺寸差不多，所以②图能比①更能发生明显的衍射；
一列水波在传播过程中遇到了障碍物（③④图），相比而言④图的障碍物的尺寸比③图小，且④的波长大于障碍物的尺寸，所以④图能发生明显的衍射；
故选B。
7．A
【详解】
由发生明显衍射现象的条件知，当d≤λ时满足要求，由v=λf得
因为d≤λ，所以
d≤0.01m
A． 小于与分析相符，故A正确。
B． 小于与分析不符，故B错误。
C． 大于与分析不符，故C错误。
D． 越小越明显与分析不符，故D错误。
8．D
【详解】
由题知水波的波长
即孔直径d应与1 cm（波长）差不多或比它还小．
故选D。
9．D
【详解】
A.根据质点振动方向与波的传播方向关系可知t=0时平衡位置在x=0处的质点正经过平衡位置沿y轴正方向运动，由题意可知t=0.04s时，质点A具有与t=0时x=0处质点相同的运动状态，即波从x=0传播到x=8cm所用时间为0.04s，故波速为
该简谐波的波长为λ=20cm，所以频率为
故A错误；
B.从图示时刻起，质点A回到平衡位置所用的时间为波从x=0传播到x=8cm所用的时间，而质点B回到平衡位置所用的时间为波从x=10cm传播到x=18cm所用的时间，故质点A和质点B同时回到平衡位置，故B错误；
C.只有障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象，由于5m大于20cm，故C错误；
D. t=0时介质中平衡位置在x=10cm处质点由平衡位置向y轴负方向运动，初相位为π，振动的角频率为
所以振动方程为
故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．海浪的机械振动频率不变，即海浪拍打海岸的周期与振动周期相同为8s，A错误；
B．根据
得，海浪的波长
离海岸越近，波长越小，即相邻波峰之间的距离变小，B错误；
C．悬挂在船上的单摆振动属于受迫振动，其振动频率决定于驱动力频率，与固有频率无关， C正确；
D．机械波发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多，离海岸更近时，海浪波长变小，故衍射现象不如较远处明显，D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．只有横波才有波峰和波谷，故A项错误；
B．波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射，故B错误；
C．根据多普勒效应可以知道，波源与观察者相互靠近时，观察者接收的波的频率会变大，故C项错误；
D．用惠更斯原理知道，波的折射是由于不同介质中波速不同，故D项正确；
故选D。
12．C
【详解】
A．根据图中虚线可以看出波长为12cm，选项A正确
B．因为波沿x轴正方向传播，根据平移法，可以得到在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴负方向，选项B错误；
C．根据图像可知，波传播的距离
波的速度
选项C正确；
D．因为波长远小于5m，所以不会发生明显的衍射现象，选项D错误。
故选C。
13．ACE
【解析】
已知频率可知周期为，传播速度为：，故A正确；题干没有说明运动方向，也没有说明质点前后时间的位置，所以无法判断传播方向，故B错误；从图可知，可能运动的时间，或者，所以可能是1.25s，故C正确；根据上面选项分析，1.45s不在可能运动时间内，故D错误；小孔或障碍物的尺寸比光波的波长小，或者跟波长差不多时，光才能发生明显的衍射现象，此时障碍物的宽度小于波长，所以有明显的衍射现象，故E正确．所以ACE正确，BD错误．
14．ABD
【分析】
由波动图象可读出波长，由振动图象读出周期，求出波速；在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向，在甲图上判断出波的传播方向；波在同一介质中匀速传播，由s=vt可以求出经过1s时间波沿波的传播方向向前传播的距离，而质点并不向前传播，根据波长与障碍物尺寸的关系分析能否发生明显的衍射现象；
【详解】
A、甲图是波动图象，由甲读出该波的波长为，乙图是振动图象，由乙图读出周期为，则波速为，故A正确；
B、在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上，根据波形的平移法判断得知该波的传播方向沿x轴负方向，故B正确；
C、质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随波的传播方向向前传播，故C错误；
D、由甲读出该波的波长为，该波在传播过程中，若遇到宽度为4m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D正确；
E、由图象可知t=2s时，x=4m处的质点处在正最大位移处，故具有负向最大加速度，故E错误；
故选ABD．
15．AC
【详解】
A．图乙中处的质点P在t=0时刻向下振动，由图甲可知质点P在平衡位置向下振动，因此波的传播方向是沿x轴正方向，故A正确；
B．图甲时刻，质点P在平衡位置，因此质点P的加速度小于质点Q的加速度，故B错误；
C．由图乙可知，这列波的周期为0.2s，时，波传播了，质点P的起振方向向下，时质点P刚好位于波峰，因此质点P距平衡位置的距离大于质点Q距平衡位置的距离，故C正确；
D．由甲图可知，波长为4m，当波长与障碍物尺寸相近时会发生明显的衍射现象，因此波在传播过程中若遇到直径为2m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D错误。
故选AC。
16．AC
【详解】
试题分析：由图知，，则该波的周期，故A正确；发生明显衍射现象条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小；波长为0.08m，远小于障碍物尺寸，故不能发生明显衍射现象；故B错误；由图知a、b、c的位移大小分别为10cm、5cm和15cm，三个质点都做简谐运动，由，k相同，则得回复力大小之比等于位移大小之比2：1：3，根据牛顿第二定律，加速度之比也为2：1：3；故C正确；由于，故质点a通过的路程为：2A=30cm，故D错误；
考点：考查了横波图像，波长，周期，波速关系
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页