粤教版物理选修3-4 同步测试：2.3惠更斯原理及其应用

第三节　惠更斯原理及其应用
课时训练8　惠更斯原理及其应用
基础夯实
1.下列说法中正确的是(　　)
A.同一波面上各点振动情况一定相同
B.同一波面上各点振动情况可以不同
C.空间某一点发出的波面一定是以波源为球心的球面
D.只有横波才有波面
答案A
解析某一时刻振动相同的点连接而成的面叫波面,故A项正确,B项错误;波面是平面的叫平面波,纵波也会形成波面,故C、D两项错误。
2.(多选)下列现象哪些是利用波的反射的(　　)
A.手扶耳旁听远处的人说话
B.医生给病人做超声波检查
C.雷达的工作原理
D.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
答案ABCD
解析手扶耳旁听远处的人说话是利用了声波的反射;超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射;雷达则是利用了电磁波的反射。
3.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
答案B
解析人说话时产生声波,声波在传播过程中,遇到障碍物产生反射,在室内发生反射的次数比在空旷处的次数多,因此声音要洪亮。
4.(多选)以下关于波的认识,哪些是正确的(　　)
A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,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.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的现象,是波的折射现象
答案ABCD
解析A、B、C选项中应用了波的反射现象;深水区和浅水区可视为不同介质,故波的传播方向发生改变,选项D正确。
5.下列哪些现象不属于反射现象(　　)
A.回声
B.夏日雷声轰鸣不绝
C.水波绕过水中芦苇秆传播
D.在空房中讲话感到声音更响
答案C
解析水波绕过水中芦苇秆传播属于衍射现象。
6.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.波发生反射时波的频率不变,波速变小,波长变短
B.波发生反射时频率、波长、波速均不变
C.波发生折射时波的频率不变,但波长、波速发生变化
D.波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化
答案BC
解析波发生反射时是在同一介质中,频率、波长、波速均不变,选项A错误,B正确;波发生折射时,介质改变,故波速发生变化,但频率由波源决定,波的频率不变,由v=λf可知波长也发生变化,选项C正确,D错误。
7.如图所示,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
答案D
解析反射波的波长、频率、波速与入射波的都相等,故选项A、B错误;折射波的波长、波速与入射波的都不相等,但频率相等,故选项C错误,D正确。
8.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
答案C
解析右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5
s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2
s。山谷的宽度s=v(t1+t2)=×340×2.5
m=425
m。故C正确。
9.(多选)如图所示,一机械波由介质Ⅰ射入介质Ⅱ,在界面MN上发生偏折。下列说法正确的是(　　)
A.波在介质
Ⅰ
中传播的速度大
B.波在介质Ⅱ中传播的速度大
C.波在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中传播的速度之比为
D.波在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为
答案BD
解析由波的折射定律可知v110.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,此时汽车距山崖的距离多远 (v声=340
m/s)(导学号51150125)
答案325
m
解析
若汽车静止问题就简单了,现汽车运动,声音传播,如图所示为汽车与声波的运动过程示意图,设汽车由A到C路程为x1,C点到山崖B距离为x;声波由A到B再反射到C路程为x2,因汽车与声波运动时间同为t,则有x2=x1+2x,即v声t=v汽t+2x,
所以x=
m=325
m。
11.一列声波在空气中的波长为0.25
m。当该声波传入某种介质中时,波长变为0.8
m,若空气中的声速是340
m/s。求:(导学号51150126)
(1)该声波在介质中传播时的频率;
(2)该声波在介质中传播的速度。
答案(1)1
360
Hz　(2)1
088
m/s
解析(1)声波在空气中传播时,由v=λf得
f=
Hz=1
360
Hz
由于声波在不同介质中传播时,频率不变,所以声波在该介质中传播时,频率为1
360
Hz。
(2)由v=λf得声波在该介质中的传播速度为
v2=λ2f=0.8×1
360
m/s=1
088
m/s。
能力提升
12.甲、乙两人平行站在一堵墙前面,两人相距为2a,距离墙均为a,当甲开了一枪后,乙在时间t后听到第一声枪响,则乙听到第二声枪响的时间为(　　)(导学号51150123)
A.听不到
B.甲开枪3t后
C.甲开枪2t后
D.甲开枪t后
答案C
解析
如图所示,乙在时间t后听到第一声枪响是响声直接直线传播到乙处经历的时间,则t=,第二次听到的枪声应为经墙反射后的回声,则t'==2t,故C项正确。
13.一列水波由深水区进入浅水区,入射波与界面夹角为45°,折射波与界面夹角为60°,则下列说法正确的是(　　)(导学号51150124)
A.波在深水区与浅水区的波速相同,频率不同,波长不同
B.波在浅水区与深水区中传播时,波速、频率、波长都相同
C.深水区中的波速、波长比浅水区中小
D.深水区中的波速、波长比浅水区中大
答案D
解析波由深水区进入浅水区,频率不变,而波与界面的夹角由45°变为60°,如图所示。当波线a到达界面A点,波线b设刚好到达B点,此时AB与波线垂直,刚好在同一波面上,设经Δt,b光线也刚到达界面上B'点,此时a波已在浅水区传到A'处,B'A'刚好也是波面,且与波线垂直,由波线与界面的夹角知BB'>AA',设该波在深水区的波速为v1,在浅水区波速为v2,则BB'=v1·Δt,AA'=v2·Δt,所以有v1>v2,由v=λf知λ1>λ2,所以D选项正确。
14.蝙蝠有完善的发射和接收超声波的器官,一只蝙蝠以6.0
m/s
的速度垂直于墙飞行,且发出f=4.5×104
Hz
的超声波,并经0.01
s接收到回声。若声速是340
m/s,求蝙蝠发射超声波时离墙的距离及蝙蝠所发出的超声波的波长是多少 (导学号51150127)
答案1.73
m　7.56×10-3
m
解析s=(v+v')t=×(340+6)×0.01
m
=1.73
m
由v=λf,得λ=
m
=7.56×10-3
m。
15.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=6.0
s。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速v=
km/s。(导学号51150128)
答案2
km
解析由题意画出其平面图为:
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x=2,传播时间为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
km。