3.3波的反射、折射和衍射 同步练习(Word版含解析)

文档属性

名称 3.3波的反射、折射和衍射 同步练习(Word版含解析)
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 23:45:38

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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
2.下列说法不正确的是(  )
A.“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”反映了弹性势能与动能的转化
B.“绿树浓阴夏日长,楼台倒影入池塘。”反映了光的折射现象
C.“墙里秋千墙外道,墙外行人,墙里佳人笑。”反映了声音的衍射现象
D.“白毛浮绿水,红掌拨清波。”反映了与火箭点火起飞一样物理原理
3.“超”可用于探测人体内脏的病变状况。图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为(式中是入射角,是折射角,分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同,已知,入射点与出射点之间的距离是,入射角为,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行,则肿瘤离肝脏表面的深度为(  )
A. B.
C. D.
4.下列说法正确的是(  )
A.在同一地点,单摆做简谐振动的周期与其摆长成正比
B.弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变
C.一列水波遇到障碍物发生衍射,衍射后的水波频率变化
D.已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向
5.在用水波槽做衍射实验时,若打击水面的振子振动频率是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.10cm B.50cm C.d>10cm D.d<1cm
6.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
7.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
8.青岛濒临黄海,是国内著名的滨海旅游城市,长达800多公里的海岸线,拥有众多优良海水浴场。在石老人海水浴场,某同学漂浮在海面上;水波以3m/s的速率向着海滩传播,该同学记录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间为18s。下列说法正确的是(  )
A.该同学很快就会漂流到沙滩上
B.该水波的周期为1.8s
C.该水波的波长为6m
D.该水波可以绕过石老人继续传播属于波的干涉现象
9.下列现象属于波的衍射现象的是(  )
A.在空旷的山谷里喊叫,可以听到回声
B.只闻其声,不见其人
C.余音绕梁,三日而不绝
D.夏日的雷声有时轰鸣不绝
10.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
11.根据波的反射和折射原理,以下说法正确的是(  )
A.声波从空气传到平静的湖面上,声波只在水面处发生反射
B.声波从空气传到平静的湖面上,声波只在水面处发生折射
C.声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射
D.声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射
12.振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动,频率为时刻向右传播的简谐横波如图所示,则以下说法错误的是(  )
A.该横波的波速大小为
B.时,处的质点振动方向向下
C.时,处的质点处在平衡位置且振动方向向下
D.传播过程中该横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象
二、填空题
13.人耳只能区分相差0.1s以上的两个声音,人要听到自己讲话的回声,人离障碍物的距离至少要大于___________。(已知声音在空气中的传播速度为340m/s)
14.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1s第一次听到回声,又经过0.50s再次听到回声.已知声速为340m/s,则两峭壁间的距离为________m.
15.只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长________,或者________时,才能观察到明显的衍射现象.
16.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.
17.华为的5G技术全球领先,相比于4G,5G技术用于传输的电磁波信号频率更高,传播数据的带宽更大,则5G技术所用电磁波波长更___________(填“长”或“短”),绕过障碍物的能力更___________(填“强”或“弱”)。
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.已知声波的速度为,有一辆汽车以的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛后司机听到回声,则汽车鸣笛时距山崖的距离有多远?若该汽车以的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛时并同时以的加速度加速,后司机听到回声,此时汽车距山崖的距离有多远?
20.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.
21.观察水波衍射的实验装置示意图如图所示。AC和BD是两块挡板,两板间有一狭缝AB,O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻的波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长如何使衍射现象更明显?为什么?
22.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?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.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。
2.B
【详解】
A.会挽雕弓如满月,则发生了弹性形变的弓具有一定的弹性势能,释放后,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A正确;
B.倒影属于平面镜成像,是由光的反射形成的,故B错误;
C.“墙里秋千墙外道,墙外行人,墙里佳人笑”,说明声音可以绕过墙传播即为声音的衍射现象,故C正确;
D.红掌拨清波即掌划水时水对掌有力的作用使鹅前进,火箭点火起飞时,火箭向下喷气时气体对火箭有向上的作用力使火箭向上运动,即都用到作用力与反作用力的原理,故D正确。
本题选不正确的,故选B。
3.D
【详解】
画出波的传播示意图如图所示
由题意

由几何知识有
解得
故D正确,ABC错误。
故选D。
4.B
【详解】
A. 根据
可知在同一地点,单摆做简谐振动的周期与其摆长的平方根成正比,选项A错误;
B. 弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变,选项B正确;
C. 一列水波遇到障碍物发生衍射,衍射后的水波频率不变,选项C错误;
D. 已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,但是初始时刻的振动方向未知,则不可以确定振子在任意时刻运动速度的方向,选项D错误。
故选B。
5.D
【详解】
水波的波长为
要发生明显的衍射现象,障碍物或空的尺寸应与波长相差不多或比波长小,D正确。
故选D。
6.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。
7.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。
8.C
【详解】
A.该同学只会在平衡位置附近振动,不会随波迁移。A错误;
B.该水波的周期为
B错误;
C.根据波长公式得
C正确;
D.该水波可以绕过石老人继续传播属于波的衍射现象。D错误。
故选C。
9.B
【详解】
A.空旷的山谷里叫喊,可以听到回声,这是声波的反射现象,故A错误;
B.波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射,“只闻其声,不见其人”是声波的衍射现象。故B正确;
C.“余音绕梁,三日而不绝”,是声波的反射,故C错误;
D.雷声有时轰鸣不绝,也是声波的反射,故D错误。
故选B。
10.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。
11.C
【详解】
根据波的反射和折射原理,声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射,故C正确,ABD错误。
故选C。
12.B
【详解】
A.由图可知,该波的波长是λ=2m,则波速大小为
v=λ f=2×5=10m/s
故A正确;
B.y轴右侧的波向右传播,根据波形的平移法得知,t=0时,x=1m处的质点振动方向向上。故B错误;
C.该波的周期
T==0.2s
所以
t=0.5s=2T
x=3m处的介质点与t=0时,x=2m处的介质点振动方向相同,t=0时,x=2m处的质点振动方向向下,那么所以t=0.5s时,x=3m处的质点在平衡位置且振动方向向下。故C正确;
D.根据衍射的条件可知,传播过程中波只有遇到小于2m或与2m差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象。故D正确。
故选B。
13.17m
【详解】
[1]从人讲话到声音传到人耳的时间取0.1s时,人与障碍物间的距离最小,单程考虑,声音从人传到障碍物或从障碍物传到人耳时
t=s=0.05s
故人离障碍物的最小距离
x=vt=340×0.05m=17m
14.425
【详解】
根据题意可知,声音在两峭壁间运动所需要的总时间为
所以两峭壁的距离为
15. 相差不多; 比波长更小
【详解】
只有当缝、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.
16. 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
17. 短 弱
【详解】
[1][2]由可知,频率高则波长短,则5G技术所用电磁波波长更短;频率越高,波长越短,衍射现象越不明显,绕过障碍物能力更弱。
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.;
【详解】
画出汽车与声音运动过程示意图如图所示,
设汽车在点鸣笛,在点听到回声,汽车由 到的位移为,到山崖的距离为,汽车从鸣笛到司机听到回声的时间为,有.
根据汽车运动的时间与声波运动的时间相等.则
解得:,
即汽车鸣笛时距山崖的距离为

同理:
解得:,
即此时汽车距山崖的距离为
20.
【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.
21.减小峡缝AB之间的距离,使波源频率减小,见解析
【详解】
当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时,就能够发生明显的衍射现象,当减小峡缝AB之间的距离时,衍射现象更明显,或者是使波源频率减小,因为波速不变,根据
波长会增大,衍射现象更明显。
22.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。
答案第1页,共2页
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