3.3波的反射、折射和衍射 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.3波的反射、折射和衍射 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-13 04:08:04 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修一 3.3 波的反射、折射和衍射
一、单选题
1．一列简谐波沿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
2．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
3．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处。在t=0.3s时，质点A恰第二次出现在正的最大位移处，则（ ）
A．该波的周期为0.3s
B．该波的波速等于10m/s
C．t=0.6s时，质点B在平衡位置处且向下运动
D．该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，不能发生明显衍射现象
4．一列简谐横波在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
5．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
6．在水槽中放置两块挡板，中间留一个狭缝，观察到水波通过狭缝后的传播现象如图所示。现适当减小狭缝宽度，则（ ）
A．水波波长变长
B．水波振幅变大
C．水波波速变小
D．衍射现象更明显
7．一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
8．如图所示是观察水面波衍射的实验装置。AC和BF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，每两条波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长。为了使衍射现象更明显，可以采取的措施有（ ）
A．将孔AB扩大或者增大波源频率 B．将孔AB扩大或者减小波源频率
C．将孔AB缩小或者增大波源频率 D．将孔AB缩小或者减小波源频率
9．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
10．一列水波由深水区进入浅水区，入射波与界面夹角为45°，折射波与界面夹角为60°，则下列说法正确的是 （ ）
A．波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同
B．波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波长都相同
C．深水区中的波速、波长比浅水区中小
D．深水区中的波速、波长比浅水区中大
11．下列关于机械波和机械振动说法正确的是（ ）
A．做简谐振动的物体每次经过同一位置时，位移可能不同
B．利用盛沙漏斗演示简谐振动，若漏斗里的沙子逐渐减少，则沙摆的频率先减小后增大
C．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生衍射现象
D．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
12．一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.5s时的波动图像如图甲所示，P、Q分别是平衡位置在1m和0.5m处的质点，图乙为质点P的振动图像，则下列说法错误的是（ ）
A．再经过0.25s，质点Q运动的路程小于2cm
B．若遇到3m的障碍物，该波能发生明显的衍射现象
C．该波的传播速率为4m/s
D．t=0.5s质点Q的位移为1cm
二、填空题
13．如图所示，操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。小红同学走到离操场不远的教学大楼后面，此时已经完全看不到操场上的喇叭了，但依然可以听到喇叭的声音，这是声波的____（选填“干涉”或“衍射”）现象；小红同时发现，喇叭播放的音乐声有所减弱，但____（选填“高音”或“低音”）部分减弱得较明显一些。
14．波的衍射：波绕过_______继续传播的现象。
15．频率相同的声波，在空气中和水中相比较，在______ 中更容易发生明显的衍射现象。
16．两列频率、振动方向、初始相位均相同的波源S1、S2，在同一介质中传播时，某时刻t形成如图所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷（实线表示波峰，虚线表示波谷），在图中标有A、B、C三个点，则振动加强的点是________，振动减弱的点是________。
17．机械波可以绕过_____继续传播的现象叫衍射．障碍物或孔的尺寸比波长小，或者和波长相差不多是波产生_________的条件．
三、解答题
18．一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。
19．把M、N两块挡板中间的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图所示的图样，位置P处的水没有振动起来，现要使挡板左边的振动传到P处，在不改变挡板M的左右位置和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？
20．为了测出海底的深度，现用波长为3.4 cm的超声波向海底定向发射，经过0.8 s，探测仪器收到发射出去的超声波返回的讯号，超声波在海水中的波长为15.3 cm，超声波在空气中的波速为340 m/s，则海底有多深？
21．一木匠在房顶上用铁锤钉钉子，有一位旁观者在观察，他看到锤子举到最高点时，也 恰好听到敲打声，他抬手看了看手表，木匠敲了8下用4 s，他便很快估计出他到木匠的最小距离不小于85 m。已知声速为340 m/s，木匠上举和向下放锤的时间相等，说说旁观者用的方法，写出他到木匠距离的表达式。
22．用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，下列几种情况中，在小孔后面的光屏上各看到什么现象？
（1）小孔的直径为1cm；
（2）小孔的直径为1mm；
（3）小孔的直径为0.5μm．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．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。
3．B
【详解】
A．从t=0到t=0.3s质点A恰第二次出现在正的最大位移处
可得，故A错误。
B．由
故B正确。
C．t=0时刻质点B在平衡位置处且向上运动，则t=0.6s时，即3T后，质点B仍在平衡位置处且向上运动，故C错误。
D．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小，该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，能发生明显衍射现象。故D错误。
故选B。
4．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。
5．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。
6．D
【详解】
AC．适当减小狭缝宽度，水波通过狭缝后，波速与频率不变，根据
波长不变，AC错误；
B．波源不变，适当减小狭缝宽度，则波阵面最前方起振的点减少，能量减少，水波振幅减小，B错误；
D．波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，波长不变，适当减小狭缝宽度，衍射现象更明显，D正确。
故选D。
7．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。
8．D
【详解】
当AB的宽度比波长更小时，可以使衍射现象更加明显，所以可以采取的措施有将孔AB缩小或者减小波源频率。
故选D。
9．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。
10．D
【详解】
波由深水区进入浅水区，频率不变，而波与界面的夹角由45°变为60°，如图所示。当波线a到达界面A点，设b波线刚好到达B点，此时AB与波线垂直，刚好在同一波面上，设经Δt，b光线也刚到达界面上B′点，此时a波已在浅水区传到A′处，B′A′刚好也是波面，且与波线垂直，由波线与界面的夹角知BB′>AA′，设该波在深水区的波速为v1，在浅水区波速为v2，则
BB′=v1·Δt， AA′=v2·Δt
所以有
v1>v2
由v=λf知
λ1>λ2
故选D。
11．B
【详解】
A．振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；
B．砂子逐渐减小，砂子和漏斗的重心将逐渐降低，砂子漏完后重心又回到原处，所以摆长先变长后变短，根据单摆周期公式，知周期先变大后变小，由得频率先减小后增大，故B正确；
Ｃ．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音，是因为声波在这时没有发生明显的衍射现象，而不是没有发生衍射，故C错误；
D．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅最大，如果驱动力的频率大于物体的固有频率，则驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越小，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．由乙图知，t=0.5s的质点P，经过平衡位置，振动方向竖直向上，向最大位移处振动，说明波沿x轴正方向传播，则Q在0.5s时向正最大位移处移动，则经过0.25s即四分之一周期，路程小于2cm，故A正确，不符合题意；
B．由图甲可知该波波长是4m，若该波在传播过程中遇到尺寸为3m的障碍物，障碍物尺寸小于波长，故会发生明显的衍射现象，故B正确，不符合题意；
C．由图甲可知该波波长是4m，由图乙可知周期为1.0s，根据
4m/s
故C正确，不符合题意。
D．在t=0.5s时质点Q位移
故D错误，符合题意。
故选D。
13． 衍射 高音
【详解】
[1][2]小红位居教学大楼的后面，完全看不到播放音乐的喇叭，但依然可以听到喇叭的声音，这是声波的衍射现象；声波在空气中传播的速度一定，低频部分的波长较长，高频部分的波的波长较短，在绕过教学大楼时，高频部分的波发生衍射的衍射现象现象不如低频部分的波发生的衍射现象明显，故高音部分减弱得较为明显。
14．障碍物
【详解】
略
15．水
【详解】
发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，频率相同的声波，在空气中和水中传播时比较，根据v=λf，且声波在水中的传播速度大，可知，声波在水中波长较长，因波长越长时，越容易发生明显衍射现象，因此在水中容易发生明显的衍射．
16． A、B C
【详解】
[1][2]由题图中可知，A点距波源S1、S2的距离均为1.5λ，即x1＝1.5λ，x2＝1.5λ，故A到S1、S2的距离差
Δx＝x1－x2＝0
B点距S1距离为x1＝λ，距S2距离为x2距离为x2＝2λ，故B到S1、S2的距离差
Δx＝λ
C点距S1的距离为x1＝2λ，距S2的距离为x2＝1.5λ，故C到两波源S1、S2的距离差为
Δx＝x1－x2＝0.5λ
因为两波源的振动情况完全相同，所以A、B点均为振动加强点，C点为振动减弱点。
17． 障碍物 衍射
【详解】
[1]衍射的定义为：机械波绕过障碍物继续传播的现象，所以此空填：障碍物．
[2]波产生衍射的条件为：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者和波长相差不多，所以此空填：衍射
18．
【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
19．波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸，二是增大波的波长．N板向上移，可以减小孔的尺寸；由 可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长．故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移，或减小波源振动的频率．
【详解】
波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸，二是增大波的波长．N板向上移，可以减小孔的尺寸；由 可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长．故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移，或减小波源振动的频率．
20．612 m
【详解】
由
超声波的频率不变可得
海底深度
21．见解析
【详解】
木匠敲了8下用4 s，每敲击一次用的时间
木匠的动作和声音同时发生，由于光速比声速大得多，所以旁观者看到动作时，声音还没有传过来，造成声音和动作不同步；由于旁观者恰好在看到木匠把锤子到最高处，听到敲打声音，则前一次的敲打声在发声处传到旁观者的耳朵里的时间为从前一次的敲打发声后到把锤子数次举到最高处所经历的时间，即
旁观者到木匠距离
（n=0，1，2，…）
22．（1）在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑 （2）在光屏上能看到单色光源倒立的像 （3）在光屏上能看到衍射条纹
【详解】
小孔的直径大小决定屏上的现象．当孔的直径较大，比光的波长大得多时，光的衍射极不明显，光沿直线传播；当孔的直径很小，可以与光波的波长相比时，光的衍射现象明显．
（1）当圆孔的直径为1cm时，在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑．这是光沿直线传播的结果．
（2）当圆孔的直径为1mm时，在光屏上能看到单色光源倒立的像．这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果．
（3）当圆孔的直径为0.5 μm时，在光屏上能看到衍射条纹．这是由于小孔尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射的结果．
【点睛】
掌握光的直进规律和衍射现象是顺利解决此类题目的关键，知道产生衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长差不多．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．一列简谐波沿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
2．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
3．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处。在t=0.3s时，质点A恰第二次出现在正的最大位移处，则（ ）
A．该波的周期为0.3s
B．该波的波速等于10m/s
C．t=0.6s时，质点B在平衡位置处且向下运动
D．该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，不能发生明显衍射现象
4．一列简谐横波在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
5．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
6．在水槽中放置两块挡板，中间留一个狭缝，观察到水波通过狭缝后的传播现象如图所示。现适当减小狭缝宽度，则（ ）
A．水波波长变长
B．水波振幅变大
C．水波波速变小
D．衍射现象更明显
7．一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
8．如图所示是观察水面波衍射的实验装置。AC和BF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，每两条波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长。为了使衍射现象更明显，可以采取的措施有（ ）
A．将孔AB扩大或者增大波源频率 B．将孔AB扩大或者减小波源频率
C．将孔AB缩小或者增大波源频率 D．将孔AB缩小或者减小波源频率
9．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
10．一列水波由深水区进入浅水区，入射波与界面夹角为45°，折射波与界面夹角为60°，则下列说法正确的是 （ ）
A．波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同
B．波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波长都相同
C．深水区中的波速、波长比浅水区中小
D．深水区中的波速、波长比浅水区中大
11．下列关于机械波和机械振动说法正确的是（ ）
A．做简谐振动的物体每次经过同一位置时，位移可能不同
B．利用盛沙漏斗演示简谐振动，若漏斗里的沙子逐渐减少，则沙摆的频率先减小后增大
C．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生衍射现象
D．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
12．一列沿x轴传播的简谐横波在t=0.5s时的波动图像如图甲所示，P、Q分别是平衡位置在1m和0.5m处的质点，图乙为质点P的振动图像，则下列说法错误的是（ ）
A．再经过0.25s，质点Q运动的路程小于2cm
B．若遇到3m的障碍物，该波能发生明显的衍射现象
C．该波的传播速率为4m/s
D．t=0.5s质点Q的位移为1cm
二、填空题
13．如图所示，操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。小红同学走到离操场不远的教学大楼后面，此时已经完全看不到操场上的喇叭了，但依然可以听到喇叭的声音，这是声波的____（选填“干涉”或“衍射”）现象；小红同时发现，喇叭播放的音乐声有所减弱，但____（选填“高音”或“低音”）部分减弱得较明显一些。
14．波的衍射：波绕过_______继续传播的现象。
15．频率相同的声波，在空气中和水中相比较，在______ 中更容易发生明显的衍射现象。
16．两列频率、振动方向、初始相位均相同的波源S1、S2，在同一介质中传播时，某时刻t形成如图所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷（实线表示波峰，虚线表示波谷），在图中标有A、B、C三个点，则振动加强的点是________，振动减弱的点是________。
17．机械波可以绕过_____继续传播的现象叫衍射．障碍物或孔的尺寸比波长小，或者和波长相差不多是波产生_________的条件．
三、解答题
18．一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。
19．把M、N两块挡板中间的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图所示的图样，位置P处的水没有振动起来，现要使挡板左边的振动传到P处，在不改变挡板M的左右位置和P点位置的情况下，可以采用哪些办法？
20．为了测出海底的深度，现用波长为3.4 cm的超声波向海底定向发射，经过0.8 s，探测仪器收到发射出去的超声波返回的讯号，超声波在海水中的波长为15.3 cm，超声波在空气中的波速为340 m/s，则海底有多深？
21．一木匠在房顶上用铁锤钉钉子，有一位旁观者在观察，他看到锤子举到最高点时，也 恰好听到敲打声，他抬手看了看手表，木匠敲了8下用4 s，他便很快估计出他到木匠的最小距离不小于85 m。已知声速为340 m/s，木匠上举和向下放锤的时间相等，说说旁观者用的方法，写出他到木匠距离的表达式。
22．用一单色光源垂直照射带有圆孔的不透明光屏，下列几种情况中，在小孔后面的光屏上各看到什么现象？
（1）小孔的直径为1cm；
（2）小孔的直径为1mm；
（3）小孔的直径为0.5μm．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．B
【详解】
A．从t=0到t=0.3s质点A恰第二次出现在正的最大位移处
可得，故A错误。
B．由
故B正确。
C．t=0时刻质点B在平衡位置处且向上运动，则t=0.6s时，即3T后，质点B仍在平衡位置处且向上运动，故C错误。
D．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小，该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，能发生明显衍射现象。故D错误。
故选B。
4．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。
5．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。
6．D
【详解】
AC．适当减小狭缝宽度，水波通过狭缝后，波速与频率不变，根据
波长不变，AC错误；
B．波源不变，适当减小狭缝宽度，则波阵面最前方起振的点减少，能量减少，水波振幅减小，B错误；
D．波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，波长不变，适当减小狭缝宽度，衍射现象更明显，D正确。
故选D。
7．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。
8．D
【详解】
当AB的宽度比波长更小时，可以使衍射现象更加明显，所以可以采取的措施有将孔AB缩小或者减小波源频率。
故选D。
9．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。
10．D
【详解】
波由深水区进入浅水区，频率不变，而波与界面的夹角由45°变为60°，如图所示。当波线a到达界面A点，设b波线刚好到达B点，此时AB与波线垂直，刚好在同一波面上，设经Δt，b光线也刚到达界面上B′点，此时a波已在浅水区传到A′处，B′A′刚好也是波面，且与波线垂直，由波线与界面的夹角知BB′>AA′，设该波在深水区的波速为v1，在浅水区波速为v2，则
BB′=v1·Δt， AA′=v2·Δt
所以有
v1>v2
由v=λf知
λ1>λ2
故选D。
11．B
【详解】
A．振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；
B．砂子逐渐减小，砂子和漏斗的重心将逐渐降低，砂子漏完后重心又回到原处，所以摆长先变长后变短，根据单摆周期公式，知周期先变大后变小，由得频率先减小后增大，故B正确；
Ｃ．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音，是因为声波在这时没有发生明显的衍射现象，而不是没有发生衍射，故C错误；
D．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅最大，如果驱动力的频率大于物体的固有频率，则驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越小，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
A．由乙图知，t=0.5s的质点P，经过平衡位置，振动方向竖直向上，向最大位移处振动，说明波沿x轴正方向传播，则Q在0.5s时向正最大位移处移动，则经过0.25s即四分之一周期，路程小于2cm，故A正确，不符合题意；
B．由图甲可知该波波长是4m，若该波在传播过程中遇到尺寸为3m的障碍物，障碍物尺寸小于波长，故会发生明显的衍射现象，故B正确，不符合题意；
C．由图甲可知该波波长是4m，由图乙可知周期为1.0s，根据
4m/s
故C正确，不符合题意。
D．在t=0.5s时质点Q位移
故D错误，符合题意。
故选D。
13． 衍射 高音
【详解】
[1][2]小红位居教学大楼的后面，完全看不到播放音乐的喇叭，但依然可以听到喇叭的声音，这是声波的衍射现象；声波在空气中传播的速度一定，低频部分的波长较长，高频部分的波的波长较短，在绕过教学大楼时，高频部分的波发生衍射的衍射现象现象不如低频部分的波发生的衍射现象明显，故高音部分减弱得较为明显。
14．障碍物
【详解】
略
15．水
【详解】
发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，频率相同的声波，在空气中和水中传播时比较，根据v=λf，且声波在水中的传播速度大，可知，声波在水中波长较长，因波长越长时，越容易发生明显衍射现象，因此在水中容易发生明显的衍射．
16． A、B C
【详解】
[1][2]由题图中可知，A点距波源S1、S2的距离均为1.5λ，即x1＝1.5λ，x2＝1.5λ，故A到S1、S2的距离差
Δx＝x1－x2＝0
B点距S1距离为x1＝λ，距S2距离为x2距离为x2＝2λ，故B到S1、S2的距离差
Δx＝λ
C点距S1的距离为x1＝2λ，距S2的距离为x2＝1.5λ，故C到两波源S1、S2的距离差为
Δx＝x1－x2＝0.5λ
因为两波源的振动情况完全相同，所以A、B点均为振动加强点，C点为振动减弱点。
17． 障碍物 衍射
【详解】
[1]衍射的定义为：机械波绕过障碍物继续传播的现象，所以此空填：障碍物．
[2]波产生衍射的条件为：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者和波长相差不多，所以此空填：衍射
18．
【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
19．波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸，二是增大波的波长．N板向上移，可以减小孔的尺寸；由 可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长．故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移，或减小波源振动的频率．
【详解】
波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使P点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸，二是增大波的波长．N板向上移，可以减小孔的尺寸；由 可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长．故使挡板左边的振动传到P处可以采用的方法是N板上移，或减小波源振动的频率．
20．612 m
【详解】
由
超声波的频率不变可得
海底深度
21．见解析
【详解】
木匠敲了8下用4 s，每敲击一次用的时间
木匠的动作和声音同时发生，由于光速比声速大得多，所以旁观者看到动作时，声音还没有传过来，造成声音和动作不同步；由于旁观者恰好在看到木匠把锤子到最高处，听到敲打声音，则前一次的敲打声在发声处传到旁观者的耳朵里的时间为从前一次的敲打发声后到把锤子数次举到最高处所经历的时间，即
旁观者到木匠距离
（n=0，1，2，…）
22．（1）在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑 （2）在光屏上能看到单色光源倒立的像 （3）在光屏上能看到衍射条纹
【详解】
小孔的直径大小决定屏上的现象．当孔的直径较大，比光的波长大得多时，光的衍射极不明显，光沿直线传播；当孔的直径很小，可以与光波的波长相比时，光的衍射现象明显．
（1）当圆孔的直径为1cm时，在光屏上只能看到与圆孔形状相同的亮斑．这是光沿直线传播的结果．
（2）当圆孔的直径为1mm时，在光屏上能看到单色光源倒立的像．这是小孔成像，也是光沿直线传播的结果．
（3）当圆孔的直径为0.5 μm时，在光屏上能看到衍射条纹．这是由于小孔尺寸与光波的波长差不多，光发生明显衍射的结果．
【点睛】
掌握光的直进规律和衍射现象是顺利解决此类题目的关键，知道产生衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长差不多．
答案第1页，共2页
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