第三章 机械波 第3节 波的反射、折射和衍射(课件 学案 练习)高中物理人教版(2019)

文档属性

名称 第三章 机械波 第3节 波的反射、折射和衍射(课件 学案 练习)高中物理人教版(2019)
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文件大小 2.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-06-21 09:56:03

文档简介

第3节 波的反射、折射和衍射
课标要求 学习目标
1.知道波的反射和折射现象。 2.通过实验,了解波的衍射现象。 1.了解波的反射和折射现象,知道波的反射和折射规律。 2.知道波的衍射现象和波发生明显衍射的条件。
逐点清(一) 波的反射和折射
[多维度理解]
1.波的反射
(1)反射现象:波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。
(2)反射规律:反射线、法线与入射线在     内,反射线与入射线分居    两侧,反射角    入射角。
2.波的折射
(1)波的折射:光从一种介质        时会发生折射,同样,一切波从一种介质进入另一种介质时也发生    。
(2)水波的折射:一列水波在    不同的水域传播时,在交界面处将发生    。
3.波的反射和折射中各物理量的变化
(1)波的频率是由振源决定的,介质中各个质点的振动都是受迫振动,因此不论是反射还是折射,波的频率是不改变的。
(2)波速是由介质决定的。波反射时是在同一均匀介质中传播,因此波速不变。波折射时是在不同介质中传播,因此波速改变。
(3)波长是由频率和波速共同决定的,即在波的反射中,由于波的频率和波速均不变,根据公式λ=可知波长不改变;在波的折射中,当进入新的介质中波速增大时,由λ=可知波长变长,反之变短。
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)在空旷的房间里往往听不清对方说的话,这是墙壁对声音多次反射的结果。 (  )
(2)潜水员能听到岸上人的喊声,是声波反射的结果。 (  )
(3)潜水员能听到岸上人的喊声,是声波折射的结果。 (  )
2.(2025·北京延庆期末)机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射,如果用射线表示波的传播方向,下列说法正确的是 (  )
A.入射线与反射线一定在同一平面内,法线与这一平面垂直
B.入射线与反射线可能在法线同侧
C.“回声”是声波的反射现象
D.“回声”是声波的折射现象
3.图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则 (  )
A.2与1的波长、频率相等,波速不相等
B.2与1的波速、频率相等,波长不相等
C.3与1的波速、频率、波长均相等
D.3与1的频率相等,波速、波长均不相等
逐点清(二) 波的衍射
[多维度理解]
1.定义:波可以绕过    继续传播的现象。
2.实验及现象
(1)实验器材:在水槽里放两块挡板,中间留一个    。
(2)现象
①狭缝宽度比波长大得多时:波的传播如同光沿    传播一样,在挡板后面产生“    ”。
②狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小时,波可以    挡板后面继续传播。
3.发生明显衍射的条件
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长      ,或者      。
4.衍射的普遍性:    都能发生衍射,衍射是波    的现象。
5.波的衍射现象的本质
波传到小孔(或障碍物)时,小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源,由它发出与原来同频率的波(称为子波),在小孔(或障碍物)后传播,于是就出现了偏离直线传播的衍射现象。波的直线传播是衍射不明显时的近似情形。
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)雷雨天总是“先看见闪电后听到雷声”,是声波的衍射现象。 (  )
(2)“闻其声而不见其人”,是指声波的衍射现象。 (  )
(3)缝或孔的宽度较大时,不能发生衍射现象。 (  )
(4)一切波都能发生衍射现象。 (  )
2.(2025·山东德州阶段检测)下列关于波的衍射的说法正确的是 (  )
A.波要发生衍射现象必须满足一定的条件
B.机械波频率较大时,绕过障碍物时衍射现象不明显
C.对同一列波,缝、孔或障碍物的尺寸越大,衍射现象越明显
D.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象
3.(2025·吉林白城期末)(多选)在观察水波衍射实验的时候,在水槽盛有一定深度的水,改变波源的频率和狭缝的宽度,分别拍摄了以下四幅照片。下列说法正确的是 (  )
A.已知甲、乙中水波波长相同,由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显
B.已知甲、乙中水波波长相同,由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显
C.已知丙、丁中狭缝宽度一样,由图可知波长越短的水波衍射现象越明显
D.已知丙、丁中狭缝宽度一样,由图可知波长越长的水波衍射现象越明显
第3节 波的反射、折射和衍射
逐点清(一)
[多维度理解]
1.(2)同一平面 法线 等于
2.(1)进入另一种介质 折射 (2)深度 折射
[全方位练明]
1.(1)√ (2)× (3)√
2.选C 根据波的反射规律可知,反射线、法线与入射线在同一平面内,反射线与入射线分居法线两侧,故A、B错误;声波遇到障碍物时可发生反射,形成回声,因此 “回声”是声波的反射现象,故C正确,D错误。
3.选D 1、2都在介质a中传播,故1、2的频率、波速、波长均相等,A、B错误;1、3在两种不同的介质中传播,波速不相等,但波源没变,因此频率相等,由λ=得波长不相等,故C错误,D正确。
逐点清(二)
[多维度理解]
1.障碍物 2.(1)狭缝 (2)①直线 阴影区 ②绕到 
3.相差不多 比波长更小 4.一切波 特有
[全方位练明]
1.(1)× (2)√ (3)× (4)√
2.选B 衍射是波特有的现象,一切波都能发生衍射现象,故A、D错误;机械波在同一种介质中传播时,速度不变,根据v=λf,频率越大,波长越短,绕过同一障碍物时衍射现象越不明显,故B正确;对同一列波,缝、孔或障碍物的尺寸越小,衍射现象越明显,故C错误。
3.选BD 已知题图甲、乙中水波波长相同,题图乙的衍射现象更明显,可知水波波长相同时,狭缝的宽度越小衍射现象越明显,A错误,B正确;已知题图丙、丁中狭缝宽度一样,题图丙的衍射现象更明显,可知狭缝宽度一样时,波长越长的水波衍射现象越明显,D正确,C错误。
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波的反射、折射和衍射
第 3 节
课标要求 学习目标
1.知道波的反射和折射现象。 2.通过实验,了解波的衍射现象。 1.了解波的反射和折射现象,知道波的反射和折射规律。
2.知道波的衍射现象和波发生明显衍射的条件。
逐点清(一) 波的反射和折射
逐点清(二) 波的衍射
01
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CONTENTS
目录
课时跟踪检测
03
逐点清(一) 波的反射和折射
1.波的反射
(1)反射现象:波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。
(2)反射规律:反射线、法线与入射线在__________内,反射线与入射线分居______两侧,反射角______入射角。
多维度理解
同一平面
法线
等于
2.波的折射
(1)波的折射:光从一种介质_______________时会发生折射,同样,一切波从一种介质进入另一种介质时也发生_____。
(2)水波的折射:一列水波在_____不同的水域传播时,在交界面处将发生_____。
进入另一种介质
折射
深度
折射
3.波的反射和折射中各物理量的变化
(1)波的频率是由振源决定的,介质中各个质点的振动都是受迫振动,因此不论是反射还是折射,波的频率是不改变的。
(2)波速是由介质决定的。波反射时是在同一均匀介质中传播,因此波速不变。波折射时是在不同介质中传播,因此波速改变。
(3)波长是由频率和波速共同决定的,即在波的反射中,由于波的频率和波速均不变,根据公式λ=可知波长不改变;在波的折射中,当进入新的介质中波速增大时,由λ=可知波长变长,反之变短。
1.判断下列说法是否正确。
(1)在空旷的房间里往往听不清对方说的话,这是墙壁对声音多次反射的结果。 ( )
(2)潜水员能听到岸上人的喊声,是声波反射的结果。 ( )
(3)潜水员能听到岸上人的喊声,是声波折射的结果。 ( )
全方位练明

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2.(2025·北京延庆期末)机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射,如果用射线表示波的传播方向,下列说法正确的是 (  )
A.入射线与反射线一定在同一平面内,法线与这一平面垂直
B.入射线与反射线可能在法线同侧
C.“回声”是声波的反射现象
D.“回声”是声波的折射现象

解析:根据波的反射规律可知,反射线、法线与入射线在同一平面内,反射线与入射线分居法线两侧,故A、B错误;声波遇到障碍物时可发生反射,形成回声,因此 “回声”是声波的反射现象,故C正确,D错误。
3.图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则 (  )
A.2与1的波长、频率相等,波速不相等
B.2与1的波速、频率相等,波长不相等
C.3与1的波速、频率、波长均相等
D.3与1的频率相等,波速、波长均不相等

解析:1、2都在介质a中传播,故1、2的频率、波速、波长均相等,A、B错误;1、3在两种不同的介质中传播,波速不相等,但波源没变,因此频率相等,由λ=得波长不相等,故C错误,D正确。
逐点清(二) 波的衍射
1.定义:波可以绕过_________继续传播的现象。
2.实验及现象
(1)实验器材:在水槽里放两块挡板,中间留一个______。
(2)现象
①狭缝宽度比波长大得多时:波的传播如同光沿_____传播一样,在挡板后面产生“________”。
多维度理解
障碍物
狭缝
直线
阴影区
②狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小时,波可以_______挡板后面继续传播。
3.发生明显衍射的条件
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_________,或者___________。
4.衍射的普遍性:_________都能发生衍射,衍射是波_____的现象。
绕到
相差不多
比波长更小
一切波
特有
5.波的衍射现象的本质
波传到小孔(或障碍物)时,小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源,由它发出与原来同频率的波(称为子波),在小孔(或障碍物)后传播,于是就出现了偏离直线传播的衍射现象。波的直线传播是衍射不明显时的近似情形。
1.判断下列说法是否正确。
(1)雷雨天总是“先看见闪电后听到雷声”,是声波的衍射现象。 ( )
(2)“闻其声而不见其人”,是指声波的衍射现象。 ( )
(3)缝或孔的宽度较大时,不能发生衍射现象。 ( )
(4)一切波都能发生衍射现象。 ( )
全方位练明
×

×

2.(2025·山东德州阶段检测)下列关于波的衍射的说法正确的是 (  )
A.波要发生衍射现象必须满足一定的条件
B.机械波频率较大时,绕过障碍物时衍射现象不明显
C.对同一列波,缝、孔或障碍物的尺寸越大,衍射现象越明显
D.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象

解析:衍射是波特有的现象,一切波都能发生衍射现象,故A、D错误;机械波在同一种介质中传播时,速度不变,根据v=λf,频率越大,波长越短,绕过同一障碍物时衍射现象越不明显,故B正确;对同一列波,缝、孔或障碍物的尺寸越小,衍射现象越明显,故C错误。
3.(2025·吉林白城期末)(多选)在观察水波衍射实验的时候,在水槽盛有一定深度的水,改变波源的频率和狭缝的宽度,分别拍摄了以下四幅照片。下列说法正确的是 (  )
A.已知甲、乙中水波波长相同,由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显
B.已知甲、乙中水波波长相同,由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显
C.已知丙、丁中狭缝宽度一样,由图可知波长越短的水波衍射现象越明显
D.已知丙、丁中狭缝宽度一样,由图可知波长越长的水波衍射现象越明显


解析:已知题图甲、乙中水波波长相同,题图乙的衍射现象更明显,可知水波波长相同时,狭缝的宽度越小衍射现象越明显,A错误,B正确;已知题图丙、丁中狭缝宽度一样,题图丙的衍射现象更明显,可知狭缝宽度一样时,波长越长的水波衍射现象越明显,D正确,C错误。
课时跟踪检测
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1.在波的反射中,关于入射角,下列说法中正确的是 (  )
A.入射波面与法线的夹角为入射角
B.入射波面与界面的夹角为入射角
C.入射波线与反射波线的夹角为入射角
D.反射角跟入射角相等

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解析:入射波线与法线的夹角为入射角,故A、B、C错误;根据反射定律可知,在波的反射中,入射角和反射角相等,D正确。
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2.人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮,是因为 (  )
A.室内空气不流动   B.室内声音多次反射
C.室内声音发生折射 D.室内物体会吸收声音

解析:人在室内讲话时,声音会多次发生反射,故听到的声音比较洪亮,选项B正确。
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3.如图所示,挡板M是固定的,挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板间的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了图示中的图样,P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点,下列操作可行的是 (  )
A.撤去N板
B.N板向上移动
C.增大波源振动的频率
D.增大波源振动的幅度
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解析:P处质点没有振动,说明波在P点没有发生明显衍射现象,原因可能是MN间的缝太宽或波长太小,因此若使P处质点振动,可采用N板向上移动减小小孔的间距,或增大波的波长,即减小波源振动的频率。故选B。
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4.(2025·云南文山期中)(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是 (  )
A.衍射是一切波特有的现象
B.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较短
C.某些波在一定条件下才有衍射现象
D.对同一列波,缝、孔或障碍物越小,衍射现象越明显


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解析:衍射是一切波特有的现象,A正确,C错误;声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长,B错误;对同一列波,缝、孔或障碍物越小,衍射现象越明显,D正确。
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5.(2025·吉林通化阶段练习)如图所示是观察水波衍射的实验装置。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,每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长,则关于波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是 (  )
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A.此时不能观察到明显的衍射现象
B.挡板前后相邻波纹间的距离不相等
C.如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象
D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能观察到更明显的衍射现象

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解析:由题图可知,孔的尺寸与水波的波长相差不多,所以此时能观察到明显的衍射现象,故A错误;挡板前后水波的波长不变,则相邻波纹间的距离相等,故B错误;如果将孔AB扩大,若孔的尺寸比水波的波长大得多,则可能观察不到明显的衍射现象,故C正确;如果孔的大小不变,使波源频率增大,则水波的波长减小,则可能观察不到明显的衍射现象,故D错误。
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6.(2025·河南南阳阶段练习)如图所示,在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN,在墙的一侧有两个响度一样的汽笛先后放在O点鸣放,它们的频率相差较大,O点到A、B的直线距离相等,某人从A点走到墙后的B点,在此过程中,从衍射的角度来考虑,则会听到 (  )
A.高频汽笛声在A、B处的强弱都没有变化
B.低频汽笛声在B处比A处变强
C.声音变弱,低频汽笛声比高频汽笛声更弱
D.声音变弱,高频汽笛声比低频汽笛声更弱

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解析:在B处能听到汽笛声是波的衍射现象,无论是高频还是低频汽笛声在B处都变弱,A、B错误;频率低,则波长大,更容易发生明显衍射现象,则高频汽笛声比低频汽笛声更弱,C错误,D正确。
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7.音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部,但是它又有不利的一面,对于音箱发出的声音来说,布网就成了障碍物,它阻碍了声音的传播,造成了声音失真,有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣,这样听音乐时就可以把布网卸下来,从而获得高保真的听觉效果。听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较,你认为声音损失掉的主要是 (  )
A.高频部分 B.低频部分
C.中频部分 D.不能确定

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解析:由v=λf知,波速一定时,频率越高,波长越小,越不容易发生明显衍射现象,故不卸下布网损失掉的主要是高频部分,故A正确。
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8.(2025·山东淄博阶段练习)(多选)以下关于波的认识,正确的是 (  )
A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利用的是波的折射原理
B.隐形飞机的表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.雷达的工作原理是利用波的反射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向,是波的折射现象



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解析:潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利用的是波的反射原理,故A错误;隐形飞机的原理是通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量,使雷达等防空探测器无法早期发现,所以隐形飞机在表面涂特殊隐性物质,是为了减少波的反射,故B正确;雷达的工作原理是利用波的反射,故C正确;水波从深水区传到浅水区改变传播方向,是波的折射现象,故D正确。
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9.已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波:①周期为 s,②频率为104 Hz,③波长为10 m。它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是(  )
A.①和② B.②和③
C.①和③ D.都可以

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解析:①、②、③三种声波的波长分别为λ1=340× m=17 m,λ2= m=0.034 m,λ3=10 m,根据发生明显衍射现象的条件可知,①、③两声波的波长与障碍物的尺寸相差不大,能发生明显的衍射现象,故C正确。
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10.(2025·甘肃天水期中)如图所示,在水槽里放三块挡板,中间留两个狭缝,水波通过狭缝前的传播情况如图所示。在挡板后M、N点放置乒乓球,下列说法正确的是 (  )
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A.若两个乒乓球都振动起来,则两个乒乓球的振动频率相等
B.若右侧乒乓球振动起来,则左侧乒乓球可能没有振动
C.若两个乒乓球都振动起来,则波源的频率一定等于乒乓球的固有频率
D.增加波源的振动频率,衍射现象更明显

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解析:若两个乒乓球都振动起来,都做受迫振动,其振动频率等于波源的振动频率,所以两个乒乓球的振动频率相等,故A正确;左侧狭缝宽度与波长更接近,则衍射现象更明显,若右侧乒乓球振动起来,则左侧乒乓球一定振动,故B错误;若两个乒乓球都振动起来,则波源的频率一定等于乒乓球振动的频率,但不一定等于乒乓球的固有频率,故C错误;增大波源的振动频率,则波长会变小,衍射现象变得不明显,故D错误。
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11.(8分)听者A、声源B和障碍物C在一条直线上,如图所示。声源在听者和障碍物之间,距听者12 m,距障碍物24 m,若听者能将先后两次发声区别开的时间间隔是0.1 s。试通过计算,说明听者能否把原声和回声区别开来 (已知声音在空气中的传播速度为344 m/s)
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答案:能把原声和回声区别开来(计算过程见解析)
解析:声音到达A的时间t1== s
声音先到达障碍物C,然后到达A的时间t2== s= s
时间差Δt=t2-t1=s≈0.14 s>0.1 s,所以听者能把原声和回声区别开来。
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12.(10分)(选自鲁科版教材课后练习)天空中有一片近似等高的浓云层,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与由云层反射回来的爆炸声时间上相差Δt=6.0 s。试估算云层下表面的高度。
答案:2.0 km
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解析:由题意画出其平面图如图所示。
设云层下表面的高度为h,
则由云层反射回来的爆炸声传播
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,代入数据联立解得h=2.0 km。课时跟踪检测(十七) 波的反射、折射和衍射
1.在波的反射中,关于入射角,下列说法中正确的是 (  )
A.入射波面与法线的夹角为入射角
B.入射波面与界面的夹角为入射角
C.入射波线与反射波线的夹角为入射角
D.反射角跟入射角相等
2.人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮,是因为 (  )
A.室内空气不流动   .室内声音多次反射
C.室内声音发生折射 D.室内物体会吸收声音
3.如图所示,挡板M是固定的,挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板间的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了图示中的图样,P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点,下列操作可行的是 (  )
A.撤去N板
B.N板向上移动
C.增大波源振动的频率
D.增大波源振动的幅度
4.(2025·云南文山期中)(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是 (  )
A.衍射是一切波特有的现象
B.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较短
C.某些波在一定条件下才有衍射现象
D.对同一列波,缝、孔或障碍物越小,衍射现象越明显
5.(2025·吉林通化阶段练习)如图所示是观察水波衍射的实验装置。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,每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长,则关于波经过孔之后的传播情况,下列描述中正确的是 (  )
A.此时不能观察到明显的衍射现象
B.挡板前后相邻波纹间的距离不相等
C.如果将孔AB扩大,有可能观察不到明显的衍射现象
D.如果孔的大小不变,使波源频率增大,能观察到更明显的衍射现象
6.(2025·河南南阳阶段练习)如图所示,在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN,在墙的一侧有两个响度一样的汽笛先后放在O点鸣放,它们的频率相差较大,O点到A、B的直线距离相等,某人从A点走到墙后的B点,在此过程中,从衍射的角度来考虑,则会听到 (  )
A.高频汽笛声在A、B处的强弱都没有变化
B.低频汽笛声在B处比A处变强
C.声音变弱,低频汽笛声比高频汽笛声更弱
D.声音变弱,高频汽笛声比低频汽笛声更弱
7.音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部,但是它又有不利的一面,对于音箱发出的声音来说,布网就成了障碍物,它阻碍了声音的传播,造成了声音失真,有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣,这样听音乐时就可以把布网卸下来,从而获得高保真的听觉效果。听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较,你认为声音损失掉的主要是 (  )
A.高频部分 B.低频部分
C.中频部分 D.不能确定
8.(2025·山东淄博阶段练习)(多选)以下关于波的认识,正确的是 (  )
A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利用的是波的折射原理
B.隐形飞机的表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.雷达的工作原理是利用波的反射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向,是波的折射现象
9.已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波:①周期为 s,②频率为104 Hz,③波长为10 m。它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是 (  )
A.①和② B.②和③
C.①和③ D.都可以
10.(2025·甘肃天水期中)如图所示,在水槽里放三块挡板,中间留两个狭缝,水波通过狭缝前的传播情况如图所示。在挡板后M、N点放置乒乓球,下列说法正确的是 (  )
A.若两个乒乓球都振动起来,则两个乒乓球的振动频率相等
B.若右侧乒乓球振动起来,则左侧乒乓球可能没有振动
C.若两个乒乓球都振动起来,则波源的频率一定等于乒乓球的固有频率
D.增加波源的振动频率,衍射现象更明显
11.(8分)听者A、声源B和障碍物C在一条直线上,如图所示。声源在听者和障碍物之间,距听者12 m,距障碍物24 m,若听者能将先后两次发声区别开的时间间隔是0.1 s。试通过计算,说明听者能否把原声和回声区别开来 (已知声音在空气中的传播速度为344 m/s)
12.(10分)(选自鲁科版教材课后练习)天空中有一片近似等高的浓云层,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与由云层反射回来的爆炸声时间上相差Δt=6.0 s。试估算云层下表面的高度。
课时跟踪检测(十七)
1.选D 入射波线与法线的夹角为入射角,故A、B、C错误;根据反射定律可知,在波的反射中,入射角和反射角相等,D正确。
2.选B 人在室内讲话时,声音会多次发生反射,故听到的声音比较洪亮,选项B正确。
3.选B P处质点没有振动,说明波在P点没有发生明显衍射现象,原因可能是MN间的缝太宽或波长太小,因此若使P处质点振动,可采用N板向上移动减小小孔的间距,或增大波的波长,即减小波源振动的频率。故选B。
4.选AD 衍射是一切波特有的现象,A正确,C错误;声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长,B错误;对同一列波,缝、孔或障碍物越小,衍射现象越明显,D正确。
5.选C 由题图可知,孔的尺寸与水波的波长相差不多,所以此时能观察到明显的衍射现象,故A错误;挡板前后水波的波长不变,则相邻波纹间的距离相等,故B错误;如果将孔AB扩大,若孔的尺寸比水波的波长大得多,则可能观察不到明显的衍射现象,故C正确;如果孔的大小不变,使波源频率增大,则水波的波长减小,则可能观察不到明显的衍射现象,故D错误。
6.选D 在B处能听到汽笛声是波的衍射现象,无论是高频还是低频汽笛声在B处都变弱,A、B错误;频率低,则波长大,更容易发生明显衍射现象,则高频汽笛声比低频汽笛声更弱,C错误,D正确。
7.选A 由v=λf知,波速一定时,频率越高,波长越小,越不容易发生明显衍射现象,故不卸下布网损失掉的主要是高频部分,故A正确。
8.选BCD 潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利用的是波的反射原理,故A错误;隐形飞机的原理是通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量,使雷达等防空探测器无法早期发现,所以隐形飞机在表面涂特殊隐性物质,是为了减少波的反射,故B正确;雷达的工作原理是利用波的反射,故C正确;水波从深水区传到浅水区改变传播方向,是波的折射现象,故D正确。
9.选C ①、②、③三种声波的波长分别为λ1=340× m=17 m,λ2= m=0.034 m,λ3=10 m,根据发生明显衍射现象的条件可知,①、③两声波的波长与障碍物的尺寸相差不大,能发生明显的衍射现象,故C正确。
10.选A 若两个乒乓球都振动起来,都做受迫振动,其振动频率等于波源的振动频率,所以两个乒乓球的振动频率相等,故A正确;左侧狭缝宽度与波长更接近,则衍射现象更明显,若右侧乒乓球振动起来,则左侧乒乓球一定振动,故B错误;若两个乒乓球都振动起来,则波源的频率一定等于乒乓球振动的频率,但不一定等于乒乓球的固有频率,故C错误;增大波源的振动频率,则波长会变小,衍射现象变得不明显,故D错误。
11.解析:声音到达A的时间t1== s
声音先到达障碍物C,然后到达A的时间t2== s= s
时间差Δt=t2-t1=s≈0.14 s>0.1 s,所以听者能把原声和回声区别开来。
答案:能把原声和回声区别开来(计算过程见解析)
12.解析:
由题意画出其平面图如图所示。
设云层下表面的高度为h,
则由云层反射回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,代入数据联立解得h=2.0 km。
答案:2.0 km
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