3.3波的反射、折射和衍射基础巩固(word版含答案)

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名称 3.3波的反射、折射和衍射基础巩固(word版含答案)
格式 docx
文件大小 553.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-22 10:10:34

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文档简介

3.3波的反射、折射和衍射基础巩固2021—2022学年高中物理人教版(2019)选择性必修第一册
一、选择题(共15题)
1.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
2.如图所示,P和Q是两个相干波源,它们在水池中做同相位振动,使得水面产生波动.图中能正确地描绘由干涉加强点所连成的曲线是( ).
A. B. C. D.
3.在水波槽的衍射实验中,打击水面的振子振动频率是10Hz,水波在水槽中的传播速度为0.5m/s。为能观察到显著的衍射现象,小孔的宽度可以为(  )
A.0.15m B.0.05m C.0.5m D.5m
4.在用水波槽做衍射实验时,若打击水面的振子的振动频率是5Hz,水波在水槽中的传播速度为0.05m/s,为观察到明显的衍射现象,小孔的直径d应为(  )
A. B. C. D.
5.一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
6.一列简谐横波a,某时刻的波形如图甲所示.从该时刻开始计时,波上质点A的振动图像如图乙所示.波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象,则下列判断正确的是( )
A.波a沿x轴负方向传播
B.波b的频率为0.4Hz
C.从该时刻起,再经过0.4s质点A通过的路程为40cm
D.若波b遇到障碍物能发生明显衍射现象,则障碍物的尺寸一定比0.4m大很多
7.一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示,位于平衡位置的质点A、B,介质中B质点的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是(  )
A.该波沿x轴负向传播
B.A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同
C.再经过0.3s,B质点通过的总路程为0.1m
D.若此波遇到一个宽0.3m的障碍物,则能发生明显衍射
8.一块小石子投入河水中激起一列水波,遇到障碍物后能发生明显衍射现象,障碍物是(  )
A.静止在河面的渔船 B.静止在河面的货船
C.竖立在河中的竹竿 D.竖立在河中的桥墩
9.下列现象或事实属于衍射现象的是( )
A.风从窗户吹进来
B.雪堆积在背风的屋后
C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块,小石块对波的传播没有影响
D.晚上看到水中月亮的倒影
10.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.声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较小
11.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
12.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
13.一列简谐横波沿轴正方向传播,其波速为10m/s,时刻的波形如图所示,下列说法正确的是(  )
A.时刻,质点速度最大
B.时刻,质点向轴方向运动
C.质点比质点早到达平衡位置处
D.若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为80m,能发生明显衍射现象
14.下列说法正确的是(  )
A.单摆做简谐运动的周期与摆长成正比
B.做单摆运动的小球摆到最高处时加速度不为零
C.在同一种物质中,不同波长的光波传播速度都一样
D.人讲话的声波经过生活中尺寸为1米左右的障碍物时,不会产生明显的衍射现象
15.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
二、填空题(共4题)
16.“只闻其声,不见其人”这是声波的______现象;北京天坛的回音壁是利用声波的______现象。
17.在做水波通过小孔发生衍射的实验时,激发水波的振动器频率为,水波在水槽中的波速为。为使实验效果更明显,小孔直径d应为_________。
18.用2×106Hz的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s,则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍.用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短,遇到结石时_______(选填“容易”或者“不容易”)发生衍射.
19.如图所示,在水波槽中放入两块挡板,挡板间留狭缝,调节挡板位置,可改变狭缝宽度现产生持续的平面波,且波长保持不变,观察下列两种情况下水波通过狭缝时的实验现象.
(1)调节狭缝的宽度,使其远大于水波的波长;
(2)调节狭缝的宽度,使其接近水波的波长。
三、综合题(共4题)
20.甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼,两船相距24 m,有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动10次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有一个波峰,则此水波的波长为多少?波速为多少?若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆,是否会发生明显的衍射现象?
21.人们听不清对方说话时,除了让一只耳朵转向对方,还习惯性地把同侧的手附在耳旁,这样做是利用声波的什么特点来提高耳朵的接收能力?
22.一只汽船以的速度在无风河面上航行,船上发出声鸣笛,旅客在后听到前方悬崖反射回来的声音,已知声音在空气中的传播速度为。则悬崖离汽船鸣笛时的位置有多远。
23.某测量员是这样利用回声测距离的:他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪,经过 1.00s 第一次听到回声,又经过 0.50s 再次听到回声。已知声速为 340 m/s,则两峭壁间的距离为多少?
参考答案
1.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。
2.B
【详解】
相干结果相同点振动步调一致,与波源的路程差为0或半波长的偶数倍,P、Q的中垂线到P、Q的路程差为0,为振动加强点,与波源的路程差为半波长的偶数倍点的轨迹是中垂线上下两条曲线。
A. 图像与分析不符,故A错误。
B. 图像与分析相符,故B正确。
C. 图像与分析不符,故C错误。
D. 图像与分析不符,故D错误。
3.B
【详解】
根据

且只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时,才能够观察到明显的衍射现象,所以只有0.05m符合要求。
故选B。
4.D
【详解】
水波的频率与振子的频率一样,根据波速公式得
.
当小孔与障碍物的尺寸比波长小或差不多时,能发生明显的衍射现象。故选D。
5.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
6.C
【详解】
A.从图乙可知t=0时刻,A质点的速度为方向,在甲图中采用波形平移的方法可知波a沿方向传播,A错误;
B.由乙图得到波a的周期为T=0.4s,故频率为
发生稳定干涉的条件是两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向平行,故若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象,则所遇到的波b的频率为2.5Hz,B错误;
C.因为时间为
由图乙可得质点的振动周期为
T=0.4s

质点A做简谐运动,一个周期内通过的路程为
s=4A=4×10cm=40cm
C正确;
D.由甲图得到波长为λ=0.4m;发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小,故该波遇到一障碍物能发生明显韵衍射现象,则该障碍物的尺寸一定与0.4m相差不大或者比0.4m小,D错误。
故选C。
7.D
【详解】
A.由乙图可知,B质点在时刻向上振动,据“同侧法”可知,该波沿x轴正向传播,A错误;
B.A、B两点的平衡位置相距半个波长,振动情况总是相反,B错误;
C.由乙图可知,振动周期为0.4s,再经过0.3s,即,B质点通过的总路程为3A,即0.3m,C错误;
D.当障碍物跟波长相差不多或比波长小时会发生明显的衍射现象,由甲图可知,波长为0.4m,若此波遇到一个宽0.3m的障碍物,则能发生明显衍射,D正确。
故选D。
8.C
【分析】
根据发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小,从而即可求解.
【详解】
河水中激起一列水波,遇到障碍物后能发生明显衍射现象,依据发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小,故水波遇到竖立在河中的竹竿时能产生明显的衍射现象,故C正确,ABD错误.故选C.
9.C
【详解】
波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射。故C与衍射现象相符,而看到水中月亮的倒影是光的反射现象,故C正确,ABD错误。
故选C。
10.B
【详解】
AC.衍射是波特有的现象,只要是波就能发生衍射现象,AC错误;
B.对同一列波,缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显,B正确;
D.声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长,D错误。
故选B。
11.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。
12.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。
13.B
【详解】
A.由图可知该波的波长为
则周期为
由同侧法知时刻Q点向下振动,时刻,即经过,Q到达最大位移处,质点Q的速度为零,故A错误;
B.经过0.6s,波向前传播
则时刻的波形图如下图所示
由同侧法可知质点向轴方向运动,故B正确;
C.时刻P点向下振动,M先向上振动,在向下振动,所以质点比质点M早到达平衡位置处,故C错误;
D.发生明显衍射现象的条件障碍物的尺寸比波长小,由题可知障碍物的尺寸远大于波的波长,故不能发生明显的衍射现象,故D错误。
故选B。
14.B
【详解】
A.单摆做简谐运动的周期与摆长的二次方根成正比,故A错误;
B.做单摆运动的小球摆到最高处时所受合力不为0,加速度不为零,故B正确;
C.在同一介质中,光的波长不同,频率不同,则折射率不同,所以传播速度不同,故C错误;
D.由于声在空气中的波速为340m/s,其波长为1m左右,所以人讲话时,该波绕过尺寸为1m左右的障碍物时会发生明显衍射现象,故D错误。
故选B。
15.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。
16.衍射 反射
【详解】
[1]“只闻其声,不见其人”这是声波的衍射现象;
[2]驰名中外的北京天坛里的回音壁,三音石,圜丘三处建筑有非常美妙的声音现象,它是我国古代建筑师利用声音的反射造成的音响效果。
17.≤0.01m
【详解】
[1]由题意可知水波的波长为
当孔的直径根波长相差不多,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象,故d≤0.01m。
18.1.5 不容易
【详解】
根据,在传播过程中,频率保持不变,所以;根据波长越长越容易发生衍射,所以用超声波遇到结石时,不容易发生衍射.
19.(1)无明显的衍射现象。
(2)有明显的衍射现象。
【详解】
(1)当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长更小时,才会发生明显的衍射现象;因狭缝的宽度远大于水波的波长,所以观察不到明显的衍射现象。
(2)因狭缝的宽度与水波波长相差不多,所以能观察到明显的衍射现象。
20.λ=16m,v=,会发生明显的衍射现象
【详解】
水波的振动周期为
由题意可知,甲、乙两船间距为
解得水波的波长为
波速为
由于竖立的电线杆宽度比波长小得多,会发生明显的衍射现象。
21.反射
【详解】
在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力。
22.
【详解】
如图所示,汽船于B处发出鸣笛声,旅客听到回声的位置在A处,即内汽船前进了距离,则声波走过的距离。所以
所以
23.425m
【详解】
声波从测量员处发出后经距离较近的峭壁1反射回测量员处共用时为
t1=1.00s
则峭壁1到测量员的距离为
声波从测量员处发出后经距离较远的峭壁2反射回测量员处共用时为
t2=1.00s+0.50s=1.50s
则峭壁2到测量员的距离为
故两峭壁间的距离为