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新学期同步练习能力提升(人教版2019)
练习
一、单选题,共12小题
1.一列水波穿过小孔产生衍射,衍射后的水波( ).
A.波长增大 B.周期增大 C.频率减小 D.振幅减小
2.古语云:“但闻其声,不见其人”,这一现象是声波的
A.反射 B.折射 C.干涉 D.衍射
3.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
4.下列说法不正确的是( )
A.“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”反映了弹性势能与动能的转化
B.“绿树浓阴夏日长,楼台倒影入池塘。”反映了光的折射现象
C.“墙里秋千墙外道,墙外行人,墙里佳人笑。”反映了声音的衍射现象
D.“白毛浮绿水,红掌拨清波。”反映了与火箭点火起飞一样物理原理
5.如图所示,、为两波源,实线代表波峰,虚线代表波谷,以下说法正确的是( ).
A.两列波产生稳定的干涉现象 B.A、B两处振动始终加强,C处振动始终减弱
C.这一时刻,A处振动加强,B处振动减弱 D.这一时刻,A、B两处振动加强,C处振动减弱
6.如图所示是观察水面波衍射的实验装置,AC和BD是两块挡板,AB是一个孔,O是波源,图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波紋(图中曲线)之间距离表示个波长。则( )
A.水面波经过孔后波速会改变 B.水面波经过孔后波纹间距离可能变大
C.若波源频率增大,衍射现象更明显 D.如果将孔扩大,可能观察不到明显的衍射现象
7.一只汽船以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
8.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
9.关于波的反射与折射,下列说法正确的是( )
A.入射波的波长一定等于反射波的波长,其频率不变
B.入射波的波长一定小于反射波的波长,其频率不变
C.入射波的波长一定大于折射波的波长,其频率不变
D.入射波的波长一定小于折射波的波长,其频率不变
10.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
11.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
12.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
二、多选题,共4小题
13.下列关于波的衍射的说法正确的是( )
A.衍射是一切波特有的现象
B.对同一列波,缝、孔或障碍物越小,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.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长
14.情形 1:如图,两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。情形 2:在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍微加大,其他条件不变,则干涉条纹将如何变?情形 3:用单色光通过小圆盘和小圆孔做衍射实验时,在光屏上得到衍射图形,它们的特征是( )
A.情形1中两列波在相遇区域发生干涉
B.情形1中此刻A点和B点的位移大小分别是A和3A
C.情形2中干涉条纹将变密
D.情形3中中央均为亮点的同心圆形条纹
E.情形3中用小圆盘时中央是暗的,用小圆孔时中央是亮的
15.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波动图象,从该时刻开始,此波中d质点第一次到达波谷的时间比e质点第一次到达波谷的时间早0.10 s.下列判断正确的是( )
A.这列简谐波传播方向是沿x轴负方向
B.简谐波的波速为10 m/s
C.简谐波遇到直径为20 m的障碍物将发生明显的衍射现象
D.波中b质点振动方向沿y轴正方向
E.刻波中b质点加速度沿y轴正方向
16.P、Q是一列沿x轴传播的简谐横波中的两质点,水平间距为Δx=40 cm, 从某时刻开始计时,两质点的振动图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.P点的振动方程是y=0.05cos 50πt(m)
B.经过时间0.03 s,质点P运动到Q位置
C.这列波遇到5m的障碍物,也能发生很明显的衍射现象
D.简谐横波的传播速度可能是m/s
E.简谐横波的传播速度可能是8 m/s
试卷第1页,共3页
参考答案
1.D
【详解】
由题意可知,水波发生衍射现象,由于频率不变,则周期也不变,因绕过阻碍物继续向前传播的现象叫波的衍射,由于波速不变,则波长也不变,因振动能量的减弱,导致振幅减小。
A. 波长增大与分析不符,故A错误。
B. 周期增大与分析不符,故B错误。
C. 频率减小与分析不符,故C错误。
D. 振幅减小与分析相符,故D正确。
2.D
【详解】
声波的波长比较长,它能绕过一般的障碍物而被另一侧的人听到,容易发生衍射现象,就产生了只闻其声不见其人的现象,D正确;
故选D。
3.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.
4.B
【详解】
A.会挽雕弓如满月,则发生了弹性形变的弓具有一定的弹性势能,释放后,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A正确;
B.倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B错误;
C.“墙里秋千墙外道,墙外行人,墙里佳人笑”,说明声音可以绕过墙传播即为声音的衍射现象,故C正确;
D.红掌拨清波即掌划水时水对掌有力的作用使鹅前进,火箭点火起飞时,火箭向下喷气时气体对火箭有向上的作用力使火箭向上运动,即都用到作用力与反作用力的原理,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
5.D
【详解】
A.根据题意可知,在同种介质中传播,所以波速相同,但是根据图像可知,波长不同,则周期频率不同,故不能发生稳定的干涉现象,故A错误。
BCD.因为不能发生稳定干涉,所以不会始终加强或减弱,只是此时,A为波峰与波峰叠加,是加强点,B为波谷与波谷叠加,是加强点,而C为波峰和波谷叠加,是减弱点,故BC错误D正确。
6.D
【详解】
A.波的传播速度取决于介质,由于经过孔之后仍在水中传播,则水面波经过孔后波速不变,故A错误;
B.由于同一列波的频率不变,而衍射前后波速相同,故衍射前后波长相同,波纹间距离不变,故B错误;
C.由于介质不变,故水波的波速不变,而波的频率增大后,则波的波长变短,而孔缝的宽度不变时,波长越小,衍射越不明显,故C错误;
D.如果将孔扩大,有可能造成孔的宽度大于波的波长,而只有当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时,能够发生明显的衍射现象,故D正确。
故选D。
7.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。
8.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。
9.A
【详解】
AB.入射波与反射波在同种介质中波速相同,频率由波源决定,频率相同,由知波长相同,选项A符合题意,B不符合题意.
CD.因不知介质情况,入射波与折射波波长无法比较,选项CD不符合题意.
10.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。
11.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。
12.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。
13.ABD
【详解】
AC.衍射是一切波特有的现象,故A正确,C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.声波的波长1.7 cm到17 m之间,一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比,由于声波的波长较长,所以声波容易发生明显的衍射现象,故D正确.
故选ABD.
14.BCD
【详解】
A.由图看出,波源Sl形成的水波波长大于波源S2是形成的水波波长,两列波在同一介质中传播,波速相等,由波速公式v=λf得知,两列波的频率不等,不会形成干涉现象,但能发生叠加现象,故A错误;
B.根据两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A,结合图可知,此时刻A点和B点的位移大小分别是A和3A,故B正确。
C.在杨氏双缝实验中,若两缝之间的距离稍微加大,其他条件不变,根据可知,则条纹间距减小,干涉条纹将变密集,选项C正确;
DE.情形3中小圆盘和小圆孔衍射均为中央亮点的同心圆形条纹,选项D正确,E错误。
故选BCD。
15.BDE
【详解】
A.由题,此波中d质点第一次到达波谷的时间比e质点第一次到达波谷的时间早0.10s,结合题图可知质点d一定是正在向下运动,结合平移法可知,该波沿x轴正方向传播.故A错误;
B.由于质点d是经过 T到达最低点.所以该波振动的周期是
T=4×0.1=0.4s
由题可知,该波的波长是4m.简谐波的波速为
选项B正确;
C.该波的波长是4m,简谐波遇到直径为20m的障碍物不会发生明显的衍射现象,选项C错误;
DE.因波沿x轴正方向传播,故波中b质点振动方向沿y轴正方向,b质点加速度沿y轴正方向,选项DE正确,
故选BDE。
16.ADE
【详解】
A.从振动图可知,振幅A=0.05 m,周期T=0.04 s,所以
分析可得P点的振动方程是
A正确;
B.在波的传播过程中,质点不会随波运动,B错误;
D.根据振动图像:若波由P传到Q那么
解得波长
传播速度
当n=2时,波速
D正确;
E.若波由Q传到P那么
解得波长
传播速度
当n=1时,波速
E正确;
C.两种情况下障碍物的尺寸都比波长大得多,不会发生明显的衍射现象,C错误。
故选ADE。
答案第1页,共2页
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