2.2 波的反射和折射 同步练习 (含解析) (1)

2.2
波的反射和折射
同步练习
1．(多选)关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是(　　)
A．同一波面上的各质点振动情况完全相同
B．同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同
C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面
D．无论怎样的波，波线始终和波面垂直
【解析】　按照惠更斯原理：波面是由振动情况完全相同的点构成的面，而不同波面上质点的相位不同，故A对B错．由波面和波线的概念，不难判定C、D正确．故正确答案为A、C、D.
【答案】　ACD
2．(多选)关于声波的传播，下列说法中正确的是(　　)
A．声波能在空气、固体和液体中传播，但不能在真空中传播
B．声波无论在哪种介质中传播，都只是纵波
C．声波从空气传入液体或固体后，波长变短，波速变小
D．从障碍物反射的声波到达人耳，比原声到人耳滞后小于0.1
s，则人不能区分开
【解析】　声波是机械波，在传播时必须有介质，所以在气体、液体和固体中均能传播，在真空中不能传播．声波在气体、液体中是纵波，在固体中既可以是纵波，也可以是横波．声波由空气进入液体、固体，有时波速变大，如钢铁；有时波速变小，如橡胶，因而有两种可能．回声比原声滞后不小于0.1
s时人耳才能区分开，因而A、D正确．
【答案】　AD
3．下列说法正确的是(　　)
A．入射角与折射角的比等于两波速比
B．入射波的波长小于折射波的波长
C．入射波的波长大于折射波的波长
D．入射波的波长等于反射波的波长
【解析】　由于一定介质中的波速是一定的，是一个只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，A错．介质不确定时，入射波和折射波的波长大小关系无法确定．
【答案】　D
4．一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是(　　)
A．波速　　　　　　　
B．波长
C．频率
D．振幅
【解析】　波速与介质有关，频率与波源有关，所以波速一定变，频率一定不变，又因λ＝，所以波长一定变，故C对，A、B错；因波的能量在从空气传入水中时会减少，故其振幅变小，D错．
【答案】　C
图2－2－7
5．如图2－2－7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
【解析】　反射波的波长、频率、波速与入射波都应该相等，故A、B错．折射波的波长、波速与入射波均不等，但频率相等，故C错，D正确．
【答案】　D
图2－2－8
6．如图2－2－8所示，是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下面说法中正确的是(　　)
A．入射角大小折射角，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速
B．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水
C．入射角小于折射角，Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气
D．介质Ⅰ中波速v1与介质Ⅱ中波速v2满足：＝
【解析】　本题以图的形式给出信息，对学生的观察能力和信息提取能力要求较高，图中MN为介质界面，虚线为法线，i为入射角，r为折射角，从图可直接看出入射角大于折射角(i＞r)，则选项C错误；根据折射定律有＝＞1，所以v1＞v2，选项D错误，选项A正确；声波在液体、固体中的速度大于在气体中的速度，选项B错误．
【答案】　A
7．利用从海底反射的回声测量海水的深度，若声波在海水中的传播速度为1
500
m/s，要使回声测深器在测量大于30
m深度时，误差不超过5%，则在测定信号发出及返回的时刻时，精确度至少应达到(　　)
A．0.01
s
B．0.05
s
C．0.001
s
D．0.005
s
【解析】　设声波在海水中往返一次的时间为Δt，则海水深度为.现要测量大于30
m深度时，误差不超过5%，则时间的测量值Δt的误差应小于
s＝0.002
s．故在测定信号发出及返回的时刻时，精确度至少应达到0.001
s．C项正确．
【答案】　C
8．(多选)若某一列声波从空气射入水中，入射角i从零开始增大时，折射角r也随着增大，下列说法中正确的是(　　)
A．比值不变
B．比值不变
C．比值是一个大于1的常数
D．比值是一个小于1的常数
【解析】　由波的折射定律＝，知是由介质决定的常数，且v水>v空，所以<1.
【答案】　BD
图2－2－9
9．如图2－2－9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中的波速为v1，波在介质Ⅱ中的波速为v2，则v1∶v2为(　　)
A．1∶
B.∶1
C.∶
D.∶
【解析】　由折射定律知：
＝＝
.
【答案】　C
10．(2011·浙江高考)“B超”可用于探测人体内脏的病变状况．如图2－2－10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＝0.9
v1，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(　　)
图2－2－10
A.
B.
C.
D.
【解析】　如图，由题图知＝＝
得sin
r＝sin
i
由几何知识有sin
r＝
解得：h＝.
【答案】　D
11．某物体发出的声音在空气中的波长为1
m，波速340
m/s，在海水中的波长为4.5
m.
(1)该波的频率为________Hz，在海水中的波速为________
m/s.
(2)若物体在海面上发出的声音经0.5
s听到回声，则海水深为多少？
(3)若物体以5
m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声？
【解析】　(1)由f＝得：f＝
Hz＝340
Hz.因波的频率不变，则在海水中的波速为v海＝λf＝4.5×340
m/s＝1
530
m/s.
(2)入射声波和反射声波用时相同，则海水深为：
h＝v海＝1
530×
m＝382.5
m.
(3)物体与声音运动的过程示意图如图
设听到回声的时间为t，则
v物t＋
v海t＝2
h.
代入数据解得：t＝0.498
s.
【答案】　(1)340　1
530
(2)382.5
m　(3)0.498
s
12．一声波在空气中的波长为25
cm，速度为340
m/s，当折射入另一种介质时，波长变为80
cm，求：
(1)声波在这种介质中的频率；
(2)声波在这种介质中的传播速度．
【解析】　(1)声波由空气进入另一种介质时，频率不变，由v＝λf得f＝＝
Hz＝1
360
Hz.
(2)因频率不变，有＝得：v′＝v＝×340
m/s＝1
088
m/s
【答案】　(1)1
360
Hz　(2)1
088
m/s