3.3波的反射、折射和衍射新学期同步练习基础过关——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)

文档属性

名称 3.3波的反射、折射和衍射新学期同步练习基础过关——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)
格式 docx
文件大小 398.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-08 05:27:30

图片预览

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新学期同步练习基础过关(人教版2019)
练习
一、单选题,共12小题
1.如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样,由图可知,两列波的波长和频率的大小关系是(  )
A.λA>λB,fA>fB B.λA<λB,fA<fB
C.λA>λB,fA<fB D.λA<λB,fA>fB
2.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.
3.假期里,小明在家里利用手机上的影视APP观看电影,但觉得电影情节过于冗长,所以他开启了倍速播放模式。与原速播放相比,开启倍速播放后,手机发出的声音(  )
A.频率降低
B.波长变短
C.传播速度增大
D.更容易发生衍射
4.关于波的折射现象,下列说法正确的是(  )
A.一切波都能发生折射现象
B.发生折射时,波的传播方向一定会发生改变
C.不是所有的波都能发生折射
D.波发生折射时,波长、频率和波速都会发生变化
5.一列简谐横波在t=0.6s时的波形图如图甲所示,此时P、Q两质点的位移相等,波上x=15m处的质点A的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是(  )
A.这列波沿x轴负方向传播
B.这列波的波速为0.06m/s
C.从t=0.6s时刻开始,质点P比质点Q早回到平衡位置
D.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为15m的障碍物,这列波不能发生明显衍射现象
6.列四幅图中,关于机械运动和机械波的说法正确的是( )
A.A图中,粗糙斜面上的金属球m在弹簧的作用下沿斜面振动,该运动是简谐运动
B.B图中,单摆运动时的回复力由重力与拉力的合力提供
C.C图中,若减小孔AB的大小,衍射现象会更明显
D.D图中,质点A、C之间的距离就是横波的一个波长
7.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
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.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.如图所示,实线是一列简谐横波在时刻的波形图,是平衡位置距点的质点,虚线是时刻的波形图。下列说法中错误的是(  )
A.该波遇到长度为的障碍物时将会发生明显衍射现象
B.波速可能为
C.若波速为,该波一定沿着轴负方向传播
D.若波速为,从到时刻,质点运动的路程为
11.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
12.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
二、多选题,共4小题
13.下列说法正确的是(  )
A.波的衍射现象必须具备一定的条件,否则不可能发生衍射现象
B.要观察到水波明显的衍射现象,必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C.波长越长的波,越容易发生明显的衍射现象
D.只有波才有衍射现象
14.有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻它的波形图如图甲所示,其中P、Q两点是该机械波上的两个不同位置的质点,其中图乙是x轴正方向上的某一个质点的振动图像,下列说法中正确的是(  )
A.该机械波传播的速度为0.05m/s
B.在t=0时刻P、Q两点的加速度大小不相等
C.图乙可以用来表示质点P的振动图像
D.若波源的振动频率增大,则图乙中图像的振动周期T变小
E.该机械波在传播过程中当遇到体长为3m的障碍物时,会发生明显的衍射现象
15.一列简谐横波在x轴上传播,实线为时的波形图,虚线为的波形图,下列说法正确的是(  )
A.波长为8m
B.周期可能为0.1s
C.若波沿x轴正方向传播,则最小波速为40m/s
D.若波速为600m/s,则波沿x轴正方向传播
E.该波遇到6m的障碍物时,能发生明显的衍射现象
16.如图所示,甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图像,乙图为质点P的振动图像,下列说法正确的是
A.t=0.5s时,x=4.5m处质点加速度沿y轴负方向
B.x=1m处的质点在t=8.25s时刻的运动方向沿y轴负方向
C.经过0.5s,质点P沿波的传播方向向前移动2m
D.该波在传播过程中若遇到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.C
【解析】
由图知A图衍射现象最明显,B图最不明显,属于A中波长最大,B中波长最短,而相同的介质中,水波的速度相同,根据,可知,波长越长,则频率越小,故C正确,ABD错误.故选C.
2.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。
3.B
【详解】
与原速播放相比,开启倍速播放后,因播放速度变大,则手机发出的声音频率升高,波长变短,更不容易发生衍射,但是传播速度不变。
故选B。
4.A
【详解】
AC.当波从一种介质传播到另一种介质时,一切波都能发生折射,故A正确,C错误;
B.波的传播方向跟两种介质界面垂直时,传播方向不变,故B错误;
D.波从一种介质传播进入另一种介质时,频率不变,波速发生变化,而波长
则波长随着波速变化而变化,故D错误。
故选A。
5.C
【详解】
A.根据振动图像,质点A在t=0.6s时向下振动,所以在波动图像上质点A向下振动,得到波的传播方向沿x轴正方向传播。A错误;
B.从甲图可知波长为,从乙图可知振动周期为,所以波速为
B错误;
C.波的传播方向沿x轴正方向传播,在t=0.6s时,质点P向上振动,质点Q向下振动,质点P比质点Q早回到平衡位置。C正确;
D.因为障碍物尺寸小于波长,所以能发生明显衍射。D错误。
故选C。
6.C
【详解】
A.粗糙斜面上的金属球m在弹簧的作用下沿斜面振动,因为始终有摩擦力做负功,不满足
F=-kx
该运动并不是简谐运动,故A错误;
B.B图中,单摆运动时的回复力由重力的切向分力提供,故B错误;
C.根据发生衍射规律可知,减小孔AB的大小,衍射现象会更明显,故C正确;
D.D图中,质点A、C平衡位置之间的距离就是横波的半个波长,故D错误。
故选C。
7.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.
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.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.B
【详解】
A.由图中可以读出该横波波长为4m,故该波遇到长度为3m的障碍物时将会发生明显衍射现象,A正确;
B.由题干知,经过0.2s内横波的位移为1+4n(波沿x轴正向传播)或3+4n(波沿x轴负向传播)米,因此波速为

n为正整数故v不可能为20m/s,B错误;
C.由B的分析,若波沿x轴正向传播,则
求得n=1.5并非正整数故舍弃
若波沿x轴负向传播,则
求得n=1为正整数,因此若波速为35m/s,该波一定沿着x轴负方向传播,C正确;
D.波沿x轴负向传播,有
则n=0,经过0.2s内横波经过了 即个周期,有图像知质点M的振幅为A=20cm
因此其运动路程为
D正确。
本题选择错误的,故选B。
11.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。
12.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。
13.CD
【详解】
衍射是波特有的现象,即任何波都会发生衍射现象,只不过存在明显与不明显的差别而已,只有当障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长小时,才会观察到明显的衍射现象。
故选CD。
14.BDE
【详解】
A.由乙图和甲图可知,,,根据
机械波传播的速度为,A错误;
B.在时刻,P质点正好在最大位移处,加速度最大,而Q质点在平衡位置,加速度为零,B正确;
C.由图乙可知是在平衡位置开始振动的,而P点在最大位移处,所以不是P点的振动图像,C错误;
D.波源的振动频率变大,则图乙的振动频率变大,根据
则图乙中图像的振动周期变小,D正确;
E.发生明显衍射的条件是,障碍物尺寸比波长小,或者是差不多,因为
所以机械波在传播过程中当遇到体长为3m的障碍物时,会发生明显的衍射现象,E正确。
故选BDE。
15.ACE
【详解】
A.由图可知,波长为,故A正确;
B.由于,若波沿x轴负向传播,则有:
可得:
若波沿x轴正向传播,则有:
可得:
无论n取任何正整数均不能得到周期0.1s,故B错误;
C.波沿x正向传播,可以得到:
当时,波速最小为40m/s,故C正确;
D.波沿x负向传播时,可以得到:
当n=3时v=600m/s,故D错误;
E.波长为8m,遇到宽度为6m的障碍物(障碍物的尺寸与波长大小相近),故能发生明显的衍射现象,则E正确;
故选ACE。
16.BD
【详解】
因t=0时刻质点P向下振动,可知波向左传播;因T=1s,则t=0.5s=0.5T时,x=4.5m处质点在平衡位置下方,则其加速度沿y轴正方向,选项A错误;t=8.25s=8T,则x=1m处的质点在t=8.25s时刻回到平衡位置,其运动方向沿y轴负方向,选项B正确;质点只在自己平衡位置附近上下振动,不随波迁移,选项C错误;因波长为4m,则该波在传播过程中若遇到30m的障碍物,不能发生明显衍射现象,选项D正确;故选BD.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页