3.2波的反射和折射 练习（word版含答案）

鲁科版 （2019）选择性必修一 3.2 波的反射和折射
一、单选题
1．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
2．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
3．如图所示是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象．已知波在介质Ⅰ中的速度为v1，波在介质Ⅱ中的波速为v2.则v1∶v2为(　　)．
A．1∶ B．∶1
C．∶ D．∶
4．甲、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面，二人相距，距墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为（ ）
A．甲开枪后 B．甲开枪后
C．甲开枪后 D．甲开枪后
5．在均匀介质中，关于波线和波面，下列说法正确的是（　　）
A．波面一定是球面（形状）
B．波线一定是平行直线
C．波线有时候与波面垂直，有时候与波面平行
D．同一波源的不同波面上的各点振动周期相同
6．下列说法正确的是（　　）
A．入射波的波长和反射波的波长相等
B．入射波的波长大于折射波的波长
C．入射波的波长小于折射波的波长
D．入射角与折射角之比等于两波速之比
7．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
8．下面四幅图描述的场景分别是：图甲是测量单摆的周期时选取计时的开始（和终止）的位置；图乙是用惠更斯原理解释球面波的传播；图丙是产生电磁振荡的电路；图丁是氢原子能级图。下列关于四幅图的说法正确的是（　　）
A．图甲中取小球到达最高点时作为计时起点较好
B．图乙中波面上的每一点都可以看成新的子波源
C．图丙中开关从a端拨到b端的一瞬间线圈L中的磁场能最大
D．图丁中的若干条“跃迁线”说明氢原子光谱是连续谱
9．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中(　　)
A．波速在逐渐变小 B．频率在逐渐变小
C．振幅在逐渐变小 D．波长在逐渐变小
10．一列波以60°的入射角入射到两种介质的界面，反射波线刚好与折射波线垂直，若入射波的波长为，则反射波和折射波的波长分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
11．一列波以60°的入射角入射到两种介质的界面，反射波线刚好与折射波线垂直，若入射波的波长为，则反射波和折射波的波长分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
12．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
13．下列说法中正确的是（　　）
A．振动方向与传播方向均为水平的波可能是横波，也可能是纵波
B．波速表示了质点在平衡位置附近振动的快慢，且质点不会沿波的传播方向迁移
C．惠更斯原理完美地解释了波传播过程中的所有现象
D．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度一定相同
14．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
15．在均匀介质中，关于波线和波面，下列说法正确的是（　　）
A．波面一定是球面（形状）
B．波线一定是平行直线
C．波线有时候与波面垂直，有时候与波面平行
D．同一波源的不同波面上的各点振动周期相同
二、解答题
16．一列声波在介质Ⅰ中的波长为．当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为，如图所示，若介质Ⅰ中的声速是．求：
（1）该声波在介质Ⅱ中传播时的频率．
（2）该声波在介质Ⅱ中传播的速度．
（3）若另一种声波在介质Ⅱ中的传播速度为，按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中，它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比．
17．渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示．
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)．
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．
18．天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为d =3.0 km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0s.试估算云层下表面的高度.已知空气中的声速v =km/s．
19．某物体发出的声音在空气中的波长为，波速为，在海水中的波长为。此物体在海面上对着海底发出的声音经听到回声，则海水深为多少米？
20．渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示．
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)．
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．C
【详解】
根据折射定律＝.可得＝＝∶，所以选项C正确．
4．B
【详解】
设声速为，乙听到第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳朵中，故①
甲、乙两人与墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由声波的反射定律和几何关系得：AC= BC=AB=．
故乙听到第二声枪响的时间
②，
由①②得：．
A. 甲开枪后，与结论不相符，选项A不符合题意；
B. 甲开枪后，与结论相符，选项B符合题意；
C. 甲开枪后，与结论不相符，选项C不符合题意；
D. 甲开枪后，与结论不相符，选项D不符合题意；
5．D
【详解】
A．波面可以是球面（形状），也可以是平面（形状），选项A错误；
B．波线可以是平行直线，如平面波的波线，也可以不是平行直线，如球面波的波线，选项B错误；
C．波线总是与波面垂直，选项C错误；
D．同一波源的不同波面上的各点振动周期相同，都等于波源的周期，选项D正确；
故选D。
6．A
【详解】
A．因为入射波和反射波在同种介质中，所以它们的波长相等，故A正确；
BC．介质不确定时，不能确定入射波长和折射波长的大小关系，故BC错误；
D．根据光的折射定律
则入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于两波速之比，故D错误。
故选A。
7．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。
8．B
【详解】
A．图甲中取小球到达平衡位置时作为计时起点较好，选项A错误；
B．图乙中波面上的每一点都可以看成新的子波源，选项B正确；
C．图丙中开关从a端拨到b端的一瞬间，电容器要开始放电，此时振荡回路中电流为零，此时线圈L中的磁场能最小，选项C错误；
D．图丁中的若干条“跃迁线”说明氢原子光谱是不连续谱，选项D错误。
故选B。
9．C
【详解】
根据惠更斯原理知，声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中，形成了以波源为中心的波面，波面上的每个点都是子波的波源，然后又形成子波波面．形成包络面，即为新波面．但声源提供的能量一定，在形成新的波面后，总能量不变，但新波面单位面积内获得的能量减少，故在波的传播过程中振幅逐渐减少，综上分析ABD错误，C正确。
故选 C。
10．A
【详解】
反射波与入射波在同一介质中传播，波速和频率都相同，由波速公式
分析得知两波的波长相同，即反射波的波长为。已知入射角
根据反射定律得到反射角，由题可知，反射波线刚好与折射波线垂直，得到折射角
设入射波的波长为，折射波的波长为，频率为，根据折射定律有
代入解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
11．A
【详解】
反射波与入射波在同一介质中传播，波速和频率都相同，由波速公式
分析得知两波的波长相同，即反射波的波长为。已知入射角
根据反射定律得到反射角，由题可知，反射波线刚好与折射波线垂直，得到折射角
设入射波的波长为，折射波的波长为，频率为，根据折射定律有
代入解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
12．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。
13．C
【详解】
A．振动方向与传播方向垂直的波是横波，振动方向与传播方向平行的波是纵波，故A错误；
B．波速是单位时间内波形传播的距离，表示了波形传播的快慢，且质点不会沿波的传播方向迁移，故B错误；
C．惠更斯原理是以波动理论解释光的传播规律的基本原理，完美地解释了波传播过程中的所有现象，故C正确；
D．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度方向有两种情况，故D错误。
故选C。
14．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。
15．D
【详解】
A．波面可以是球面（形状），也可以是平面（形状），选项A错误；
B．波线可以是平行直线，如平面波的波线，也可以不是平行直线，如球面波的波线，选项B错误；
C．波线总是与波面垂直，选项C错误；
D．同一波源的不同波面上的各点振动周期相同，都等于波源的周期，选项D正确；
故选D。
16．(1)(2) (3)1 : 1
【详解】
（1）声波在介质I中传播时，由得：
由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为．
(2)由得声波在介质I中的传播速度为
(3)波由介质Ⅰ到介质Ⅱ的过程中，只有频率不变，故当波从介质I进入介质I时，其频率之比为1:1．
17．(1) ； (2) 3000m
【详解】
(1)该波的周期为
T==1×10－5s
由波动图像知，此时
x＝7.5×10－3 m
处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图像如图所示
(2)由波形图读出波长
λ＝15×10－3 m
由波速公式得
v=λf
鱼群与渔船的距离为
x=vt
联立代入数据得
x=3000m
18．
【详解】
由题意画出其平面图如图所示．
设云层下表面的高度为h，则由云层反射来的爆炸声传播距离为s＝2，声音反射传来的时间为t1＝，声音直接传来的时间为t2＝.则t1－t2＝Δt，将数据代入以上各式得：h＝2.0 km.
19．
【详解】
同一列波在不同介质中传播时，频率保持不变，由声音在空气中传播的速度和波长，代入波速公式得
声音在海水中的传播速度
海水的深度
20．(1) ； (2) 3000m
【详解】
(1)该波的周期为
T==1×10－5s
由波动图像知，此时
x＝7.5×10－3 m
处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图像如图所示
(2)由波形图读出波长
λ＝15×10－3 m
由波速公式得
v=λf
鱼群与渔船的距离为
x=vt
联立代入数据得
x=3000m
答案第1页，共2页
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