2.2 波的反射和折射 同步练习 (含解析) (2)

2.2波的反射和折射
同步练习
【课堂训练】
1.下列说法中正确的是（
）
A.水波是球面波
B.声波是球面波
C.只有横波才能形成球面波
D.只有纵波才能形成球面波
2.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
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
4.“大洋一号”配备有一种声呐探测系统，用它可测量海水的深度.其原理是：用超声波发生器垂直向海底发射超声波，超声波在海底会反射回来，若已知超声波在海水中的波速，通过测量从发射超声波到接收到反射波的时间，就可推算出船所在位置的海水深度.现已知超声波在海水中的波速为1
500
m/s，船静止时，测量从发射超声波到接收到反射波的时间为
8
s，试计算该船所在位置的海水深度.
【课后巩固】
5.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
6.下列说法中正确的是（
）
A.入射波线与法线之间的夹角为入射角
B.入射波线与界面的夹角为入射角
C.反射波线与法线的夹角为反射角
D.入射角跟折射角相等
7.当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5
s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5
s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340
m/s，则这个山谷的宽度约为（
）
A.170
m
B.340
m
C.425
m
D.680
m
8.如图是一列机械波从一种介质进入另一种介质时发生的现象，已知波在介质Ⅰ中的波速为，波在介质Ⅱ中的波速为，则为（
）
A.1∶
B.∶1
C.
D.
9.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
10.一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.
11.水波的速度跟水的深度有关，其关系为式中h为水的深度，g为重力加速度.如图甲所示是一池塘的剖面图，A、B两部分水深不同，图乙是从上往下俯视看到的从P处向外传播的水波波形（弧形实线代表波峰），深水区B水波波长是浅水区A水波波长的两倍，若已知A处水深20
cm，那么B处水深是多少？
答案解析
1.【解析】选B.若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B正确，C、D错误.由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A不正确.
2.【解析】选D.由于一定介质中的波速是一定的，两波速比是一个只与两种介质的性质有关，而与入射角、折射角无关的常数，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.B、C错.
3.【解析】选D.波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.波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由得波长不同，故C错，D对.
4.【解析】超声波传播的距离
海水深度为传播距离的一半，即h==6×m.
答案：6×m
5.【解析】选A、C、D.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.
6.【解析】选A、C.
由折射定律知入射波线与法线之间的夹角为入射角,则A正确,B错误;
反射波线与法线的夹角为反射角,C正确;,则D错误.
7.【解析】选C.右边的声波从发出到反射回来所用时间为，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为.山谷的宽度为
故C正确.
8.【解析】选C.根据题图可知入射角i=60°，折射角γ=45°，由波的折射定律,得.故C对.
9.【解析】选C.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.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.
【变式备选】某人想听到自己发出声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340
m/s，那么他至少要离障碍物多远
【解析】区别人发出的声音与回声至少需要0.1
s的时间.设障碍物至少和人相距s，则有2s=vt，
得.
答案：17
m
10.【解析】（1）声波由空气进入另一种介质时，频率不变，由v=λf得.
（2）因频率不变，有
得:.
答案：（1）1
360
Hz
（2）1
088
m/s
【总结提升】波的反射和折射问题中的规律
在讨论波的反射、折射中频率、波速和波长时，要抓住以下几点：
（1）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，由可知波长变大.
11.【解题指南】紧紧抓住水波由浅水区进入深水区时频率不变的特点进行解题.
【解析】设浅水区、深水区中的波速分别为vA、vB，水波由浅水区进入深水区，频率f不变，据v=λf，可知，即，hB=4hA=4×20
cm=80
cm=
0.8
m.
答案：0.8
m