2019人教版选择性必修第一册 第三章 机械波 3 波的反射、折射和衍射 拔高练习
一、多选题
1.下列现象属于波的衍射现象的是( )
A.“隔墙有耳”
B.“空山不见人,但闻人语响”
C.“余音绕梁,三日不绝”
D.夏日雷声轰鸣不绝
2.一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时的波动图象如图甲所示,该波传播路径上某质点的振动图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
A.该波中的质点的振动频率为4Hz
B.若图乙是质点P的振动图象,则简谐波向x轴负方向传播
C.若简谐波向x轴正方向传播,则t=3s时,质点P运动到波峰位置
D.若此波传入另一介质中其波速变为0.8m/s,则它在该介质中的传播周期为5s
E.该波在传播过程中若遇到直径d=3.8m的圆形障碍物,能发生明显衍射现象
3.如图甲所示,B、C和P是同一水平面内的三个点,沿竖直方向振动的横波I在介质中沿BP方向传播,P与B相距40cm,B点的振动图象如图乙所示;沿竖直方向振动的横波Ⅱ在同一介质中沿CP方向传播,P与C相距50cm,C点的振动图象如图丙所示。在t=0时刻,两列波同时分别经过B、C两点,两列波的波速都为20cm/s,两列波在P点相遇,则以下说法正确的是( )
A.两列波的波长均为20cm
B.P点振动减弱点,振幅是为10cm
C.4.5s时P点在平衡位置且向下振动
D.波遇到40cm的障碍物将发生明显衍射现象
E.P点未加强点振幅为70cm
4.下列说法正确的是
A.当作受迫振动的振子运动稳定后,其周期一定等于振子的固有周期
B.在同一地点,摆球质量越大,单摆做简谐振动的周期越大
C.某时刻起沿波传播方向上的两个质点的运动状态完全相同,则两质点之间间距一定是波长的整数倍
D.两列波在相遇区形成了稳定的干涉图形,则两列波的波长一定相等
E.泊松亮斑是由于光的衍射形成的
5.下列说法中正确的是( )
A.有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声判断飞行炮弹是接近还是远去是利用了多普勒效应
B.水波穿过障碍物的小孔后,能传播至两侧区域.属于波的衍射现象
C.在波的干涉中,振动加强点的位移始终最大
D.电磁波在真空中传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均相同
E.在双缝干涉实验中,其他条件不变,仅用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距
二、单选题
6.关于波的衍射,下列说法中错误的是( )
A.一切波在任何情况下都有衍射现象
B.只有横波才能产生衍射现象,纵波不能产生衍射现象
C.“闻其声而不见其人”是波的衍射现象
D.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象
7.下列说法中正确的是( )
A.波源与观察者互相远离时,接收到的波的频率会增大
B.受迫振动的频率与物体的固有频率有关
C.用惠更斯原理可以解释波的传播方向
D.波长越长的波,沿直线传播的特性越明显
8.在水槽里放两块挡板,中间留一个狭缝,水波通过狭缝的传播情况如图所示。若在挡板后的M点放置一乒乓球,以下说法正确的是( )
A.乒乓球会随水波的传播向远处运动
B.若仅将右侧挡板向左平移一小段距离,乒乓球的振动会变得比原来明显
C.若仅增大水波波源的振动频率,乒乓球的振动会变得比原来明显
D.此实验研究的是水波的干涉
9.人在室内讲话的声音比在空旷的室外讲话声音要洪亮,是因为( )
A.室内空气不流动
B.室内声音多次被反射
C.室内声音发生折射
D.室内物体会吸收声音
10.小河中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶,俯视如图所示。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明显振动起来,可以采用的方法是( )
A.以较低的频率拍打水面 B.以较高的频率拍打水面
C.只要拍打,A就会明显振动 D.无论怎样拍打,A都不会明显振动
11.下列关于振动和波的说法,正确的是( )
A.声波在空气中传播时,空气中各点有不相同的振动频率
B.水波在水面上传播时,水面上各点沿波传播方向移动
C.声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长,容易发生衍射
D.当两列波发生干涉时,如果两列波波峰在某质点相遇,则该质点位移始终最大
12.如图为波源 O 传出的一列水波,相邻实线间的距离等于一个波长下列说法正确的是( )
A.波通过孔 A,发生明显的衍射现象 B.波通过孔 B,不发生衍射现象
C.波遇到障碍物 C,发生明显的衍射现象 D.波遇到障碍物 D,不发生衍射现象
13.下列现象中利用波的反射的有( )
①手扶耳旁听远处的人说话
②医生给病人做超声波检查
③雷达的工作原理
④潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
14.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
15.一列简谐横波在轴上传播,某时刻波形如图所示,关于波的传播方向与质点、、、、的运动情况,下列叙述正确的是( )
A.若波沿轴负方向传播,将向下运动
B.若波沿轴正方向传播,运动的速度将减小
C.若比先回到平衡位置,则波沿轴正方向传播
D.若波沿轴正方向传播,再经过半个周期将移到现在的位置
16.一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面,经下表面反射从玻璃砖上表面射出,光线分为a、b两束,如图所示下列说法正确的是( )
A.在玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
B.在真空中,遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象
C.增大空气一侧的入射角,a光线先消失
D.在真空中用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距大于b光的条纹间距
三、解答题
17.随着我国经济的快速增长,旅游事业迅速发展,其中回归大自然的滨海游、生态游等休闲度假游备受人们的喜爱.如图所示,一艘汽船以的速度在无风河面上航行,船上发出一声鸣笛,旅客在后听到前方悬崖反射回来的声音,问悬崖离汽船原来位置有多远?
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.AB
【详解】
“余音绕梁,三日不绝”和夏日雷声轰鸣不绝主要是声音的反射现象引起的,而“隔墙有耳”和“空山不见人,但闻人语响”均属于波的衍射现象。
故选AB。
2.BCE
【详解】
A.由题图乙可知简谐横波中质点的振动周期为4s,所以该波中质点的振动频率为0.25Hz,故A错误;
B.若题图乙是质点P的振动图象,在t=2s时质点P沿y轴负方向振动,根据同侧法可以判断简谐波向x轴负方向传播,故B正确;
C.若简谐波向x轴正方向传播,在t=2s时质点P沿y轴正方向振动,t=3s时,质点P运动到波峰位置,故C正确;
D.机械波从一种介质传入另一种介质时频率不变,则
T=
不变,故D错误;
E.d=3.8m略小于λ=4m,能发生明显衍射现象,故E正确。
故选BCE。
3.ACE
【详解】
A.由图知,两列波的周期都是
T=1s
可得波长
=0.2×1m=0.2m=20cm
故A正确;
BE.根据题意有:
PC-PB=50cm-40cm=10cm=0.1m=
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B错误,E正确;
C.波从C传到P的时间为
t=s=2.5s
波从B传到P的时间为
t=s=2s
在t=2.5s时刻,横波II与横波I两波叠加,质点P经过平衡向下运动,在t=4.5s时刻,经过了两个周期,质点经过平衡向下运动,故C正确;
D.因波长为20cm,则当波遇到40cm的障碍物将不会发生明显衍射现象,故D错误。
故选ACE。
4.CE
【详解】
A.当作受迫振动的振子运动稳定后,其周期一定等于驱动力的周期,与振子的固有周期无关,故A错误;
B.根据单摆的周期公式可知:,在同一地点,周期与摆球质量无关,故B错误;
C.某时刻起沿波传播方向上的两个质点的运动状态完全相同,则两质点之间间距一定是波长的整数倍,故C正确;
D.两列波频率相同时,在相遇区形成稳定的干涉图样,故D错误;
E.光的衍射包括单缝衍射、圆孔衍射和泊松亮斑,故E正确.
5.ABE
【详解】
A.有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声判断飞行炮弹是接近还是远去是利用了多普勒效应, A正确;
B.水波穿过障碍物的小孔后,能传播至两侧区域,属于波的衍射现象,B正确;
C.在波的干涉中,振动加强点的位移随时间变化,只是振幅最大,C错误;
D.电磁波是横波,电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直,D错误;
E.因为红光波长比黄光长,根据
在双缝干涉实验中,用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距,E正确。
故选ABE。
6.B
【解析】
A、B项:衍射是波特有的现象,所以一切波都会发生反射和衍射现象,故A正确,B错误;
C项:“闻其声而不见其人”是波的绕过障碍物而传播,所以为波的衍射现象,故C正确;
D项:据产生明显衍射现象的条件知,当障碍物的尺寸比波长大很多时,不能发生明显的衍射现象,故D正确.
7.C
【详解】
A.根据多普勒效应,当波源与观察者互相远离时,接收到的波的频率会减小,选项A错误;
B.受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关,选项B错误;
C.用惠更斯原理可以解释波的传播方向,选项C正确;
D.波长越短的波不容易发生衍射,沿直线传播的特性越明显,选项D错误。
故选C。
8.B
【详解】
A.乒乓球会在平衡位置附近振动,但不会向远处传播,A错误;
B.将右侧挡板向左平移一小段距离,缝的宽度减小,衍射现象更加明显,所以乒乓球的振动会变得比原来更明显,B正确;
C.增大波源的振动频率,则波长会变小,衍射现象较之前比变得不明显,乒乓球的振动没有原来明显,C错误;
D.此实验研究的是水波的衍射,D错误。
故选B。
9.B
【详解】
在室内说话,说话的声音传到墙壁上又反射回来,时间差太短,我们不能分辨出回声与原声,我们听到的是回声与原声的混合,因此我们听到的响亮,在空旷的场合我们说话,声音传播出去,周围没有高大的建筑物,声音不能反射回来,我们听到的只是原声,因此听起来就没有室内响亮,综上分析,ACD错误,B正确。
故选B。
10.A
【详解】
拍打水面时,水波中的质点上下振动,形成的波向前传播,以较高的频率拍打水面,则质点振动的频率增加,波的频率与振动的频率相等,波速不变,频率增大,根据可知波长减小,衍射现象不明显;反之以较低的频率拍打水面,波长增大,衍射现象更明显。故以较低的频率拍打水面,可以使衍射现象明显,以带动树叶A明显振动起来,选项A正确,BCD错误。
故选A。
11.C
【详解】
A.声波在空气中传播时,空气中各点在波源带动下做受迫振动,则振动频率相同,故A错误;
B.水波在水面上传播时,水面上各点沿垂直于波的传播方向上振动,故B错误;
C.声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长,容易发生衍射,故C正确;
D.当两列波发生干涉时,如果两列波波峰在某质点相遇,则该质点振动加强,振幅最大,但是位移不是始终最大,故D错误。
故选C。
12.A
【详解】
观察图,孔B和障碍物C尺寸明显大于波长,不会发生明显衍射现象,但仍然有衍射现象,只是不明显,不易观察;孔A和障碍物D尺寸小于和接近波长,会发生明显衍射现象。故A正确,BCD错误。
故选A。
13.D
【详解】
①手扶耳旁听远处的人说话,利用声波的反射使能量集中,听得更清楚,①正确;
②超声波检查身体利用了波的反射,②正确;
③雷达则是利用了电磁波的反射,③正确;
④潜艇声呐探测都利用了超声波的反射;④正确;
故选D。
14.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。
15.A
【详解】
若波沿轴负方向传播,根据走坡法可得正向下运动,A正确;若波沿轴正方向传播,根据走坡法可得正向平衡位置运动,速度增大,B错误;若比先回到平衡位置,则点正向上运动,运用质点的带动法判断可以知道,波沿轴负方向传播,C错误;在波的传播过程中,每个质点均在各自的平衡位置附近做机械振动,并不随波迁移,D错误.
16.B
【详解】
A.光路图如图所示
在玻璃砖上表面折射时,a光的偏折程度较大,则a光的折射率较大,由知,在玻璃中a光的传播速度小于b光的传播速度,故A错误;
B.由于b光的偏折程度较小,故其折射率较小,所以其波长较长,波动性较强,遇到障碍物时b光更容易产生明显的衍射现象,故B正确;
C.两列光的折射后经反射再从玻璃进入空气折射,由几何关系可知第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角,根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射,故两列光不会消失,故C错误;
D.a光的折射率大,频率大,则波长小,根据,a光的条纹间距小于b光的条纹间距,故D错误。
故选B。
17.
【解析】
【详解】
如图所示,汽观船发出鸣笛声于B处,旅客听到回声位置在A处,即3s内汽船若警前进了A、B间距离l,则声波经过的距离.,得,.
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