第三章 机械波
4 波的反射与折射
基础过关练
题组一 波的反射现象和折射现象的认识
1.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,波速不等
B.2与1的波速、频率相等,波长不等
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、波长均不等
2.以下关于波的认识,不正确的是 ( )
A.潜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
B.隐形飞机怪异的外形及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.超声雷达的工作原理是波的折射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象
题组二 波的反射现象和折射现象的应用
3.如图所示,南极科考队乘坐“雪龙号”去南极考察,在途中进行了海冰观测、地磁观测、气象观测、极光及高空物理观测,在海面上航行时,还不时地探测海洋的浓度。
在“雪龙号”上面配有一种声呐探测系统,其原理是:向海底发射超声波,超声波就会从海底反射回来,通过这种方式探测海底深度,已知超声波在海水中做匀速直线运动,且其速度为1 400 m/s,船静止时测量,从发射超声波到接收到反射的超声波所用的时间为7 s,试计算“雪龙号”所在位置的海水深度。
4.(经典题)有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛2 s后司机听到回声,此时汽车到山崖的距离有多远 (v声=340 m/s)
5.“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。如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θ1是入射角,θ2是折射角,v1、v2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v2=0.9v1,入射点与出射点之间的距离是d,入射角为i,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h为多少
答案与分层梯度式解析
第三章 机械波
4 波的反射与折射
基础过关练
1.D 波线1、2都在介质a中,故1、2的频率、波速、波长均相等,A、B错误;波线1、3分别在两种不同介质中,波速不同,频率相等,由λ=得波长不同,故C错误,D正确。
2.C 声呐探测水中的暗礁、潜艇等,利用了波的反射原理,A正确。隐形飞机隐形的原理是: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。可在隐形飞机机身表面涂高效吸收电磁波的物质,或使用吸收电磁波的材料,这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,隐形飞机很难被发现,B正确。超声雷达发射超声波,然后根据被障碍物反射回的波判断状况,即利用波的反射,C错误。水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象,D正确。
3.答案 4 900 m
解析 超声波匀速运动,则其传播的距离为x=vt=1 400×7 m=9 800 m,又因为海水深度为声波传播距离的一半,所以h== m=4 900 m。
4.答案 325 m
解析 根据题意,画出汽车与声波传播过程的示意图,如图所示
设汽车由A到C的位移为s1,C到山崖B的距离为s2,设从汽车鸣笛到司机听到回声所用时间为t,则t=2 s
则有==t
解得s2===×2 m=325 m
即司机听到回声时汽车到山崖的距离为325 m。
5.答案
解析 画出超声波的传播示意图,如图所示
由题意可得==
得sin r= sin i
由几何知识可知sin r=
解得h=。
7(共6张PPT)
1.定义:波在传播的过程中,遇到两种介质的界面时返回到原介质继续传播的现象叫作波的反
射。
2.规律:机械波在两种介质的界面处要发生反射,反射波线与入射波线、法线位于同一平面
内,反射波线与入射波线位于法线的两侧;反射角等于入射角。
用射线代表波的传播方向,入射波线与法线的夹角为入射角,如图中的α;反射波线与法线的
夹角为反射角,如图中的β。
知识点 1 波的反射现象
必备知识 清单破
4 波的反射与折射
1.定义:波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波传播的方向发生偏折的现象叫作
波的折射。
2.规律:机械波在两种介质的界面处要发生折射,折射波线、法线、入射波线在同一平面内,
折射波线与入射波线分居法线两侧,且折射角不等于入射角。
用射线代表波的传播方向,入射波线与法线的夹角为入射角,如图中的θ1;折射波线与法线的
夹角为折射角,如图中的θ2。
知识点 2 波的折射现象
知识辨析
1.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
做的原理是什么
2.演讲者在室内演讲时,为什么停止发声后,听者听到声音还能持续一段时间
3.我们发现水波由浅水区向深水区传播时波长会变大,试比较深水区和浅水区的水波波速大
小。
一语破的
1.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。
2.演讲者发出的声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射,每反射一次都要
被障碍物吸收一些能量,当声源停止发声后,声波在室内要经过多次反射和吸收,最后消失,听
者就会感到声源停止发声后,声音还会持续一段时间。
3.因为水波在深水区传播时的波长比浅水区的大,而频率保持不变,由公式v=λf可得深水区的
波速比浅水区的大。
1.回声测距
原理:当声波遇到障碍物时,会被反射回来继续传播,由于反射波与入射波在同一介质中传播,
传播速度相同,因此,在传播距离一样的情况下,入射波和反射波用的时间相等。设经过时间t
听到回声:
(1)当声源与障碍物静止不动时,声源到障碍物的距离为s=v声 。
(2)当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时,声源发声时
障碍物到声源的距离为s=(v声+v) 。
(3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时,声源发声时障碍
物到声源的距离为s=(v声-v) 。
定点 波的反射的应用
关键能力 定点破
2.超声波定位
蝙蝠、海豚能发出超声波。超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来,蝙蝠、海豚就是根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置,从而确定飞行或游动方向。生
活中的倒车雷达也是利用超声波进行定位的。
