学业分层测评(六)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列说法中正确的是( )
A．只有平面波的波面才与波线垂直
B．任何波的波线与波面都相互垂直
C．任何波的波线都表示波的传播方向
D．有些波的波面表示波的传播方向
E．同一介质中波面上的各点到波源的距离都相等
【解析】 不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，B正确．只有波线才表示波的传播方向，选项C正确，D错误．同一介质中波面上的各点到波源距离相等，E正确．
【答案】 BCE
2．下列叙述属于波的反射现象的是( )
A．夏日的雷声有时会轰鸣不绝
B．在空房间里讲话，会感到声音比在野外响
C．水波从深水区入射到浅水区方向变化
D．讲话者又听到自己的回声
E．声波从空气中进入水中速度变大
【解析】 选项A、B、D都属于波的反射现象，C、E属于波的折射现象．
【答案】 ABD
3．下列说法正确的是( )
A．任何波的波线都表示波的传播方向
B．波面表示波的传播方向
C．只有横波才有波面
D．波传播中某时刻任一波面上各子波波面的包络面就是新的波面
E．子波的波速、频率等于初级波的波速、频率
【解析】 波线表示波的传播方向，故A选项正确，B选项错误；所有的波都具有波面，故C选项错误；由惠更斯原理可知，D选项正确；根据惠更斯原理，子波的波速和频率等于初级波的波速和频率，E正确．
【答案】 ADE
4.如图2-2-5为某列波从介质1入射到介质2的波线分布，已知该波在介质1中的周期T1、频率f1、波长λ1、波速v1，在介质2中的周期T2、频率f2、波长λ2、波速v2，则下列判断正确的是( )
图2-2-5
A．T1＞T2 B．f1＞f2
C．v1＞v2 D．λ1＞λ2
E．f1＝f2
【解析】 折射现象中，折射前后，波的周期与频率不变，A、B错误E正确．从题图可知入射角i大于折射角r，由折射定律公式＝得，v1＞v2，C正确．再结合v＝λf知，λ1＞λ2，D正确．
【答案】 CDE
5．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，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吸波材料，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直线传播
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
E．声呐仪利用的是波的折射现象
【解析】 本题考查波的反射、折射现象在实际问题中的应用．声呐、雷达都是利用接收反射波来进行定位，A正确，C、E错误．D选项中水波的传播方向发生改变属于波的折射现象，D正确．隐形飞机是通过减少波的反射达到隐形的目的，B正确．
【答案】 ABD
6.如图2-2-6所示，某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时产生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°.该波的折射角为________．
图2-2-6
【解析】 由反射定律可得反射角为60°，由题图的几何关系可得折射角为r＝30°.
【答案】 30°
7.如图2-2-7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________．
图2-2-7
【解析】 由折射定律知：
＝＝ .
【答案】
8．人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，人离障碍物的距离至少要大于________．(已知声音在空气中的传播速度为340 m/s)
【解析】 从人讲话到声音传到人耳的时间取0.1 s时，人与障碍物间的距离最小．单程考虑，声音从人传到障碍物或从障碍物传到人耳时t＝ s＝0.05 s，故人离障碍物的最小距离x＝vt＝340×0.05 m＝17 m.
【答案】 17 m
[能力提升]
9．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)
【解析】 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.
【答案】 325 m
10．一列平面波，以30 °的入射角投射到两种介质的交界面，发生折射，折射角为45 °，若入射波的波长为10 cm，则折射波的波长是多少？
【解析】 根据折射定律＝，又因为v＝λf，f1＝f2，
有＝＝＝
所以λ2≈14.14 cm.
【答案】 14.14 cm
11．一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m．当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图2-2-8所示，若介质Ⅰ中的声速为340 m/s.
图2-2-8
(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；
(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度；
(3)若另一种声波在介质Ⅱ中的传播速度为1 400 m/s，按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中，求它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比．
【解析】 (1)声波在介质Ⅰ中传播时，由v＝λf得：
f＝＝ Hz＝1 700 Hz，由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1 700 Hz.
(2)由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s.
(3)波由介质Ⅰ到介质Ⅱ的过程中，只有频率不变，故当波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ时，其频率之比为1∶1.
【答案】 (1)1 700 Hz (2)1 020 m/s (3)1∶1
课时跟踪检测(六) 波的反射和折射
(时间：30分钟 满分：50分)
一、选择题(共6小题，每小题5分，共30分，每小题只有一个选项正确。)
1．下列说法正确的是( )
A．声波的反射遵从与光波反射类似的反射定律
B．声波发生折射时，频率、波长、波速均要改变
C．声波是横波
D．一个剧院满座时交响乐混响时间比空座时长
2．在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，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
3．图1中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )
图1
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．图2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( )
图2
A．1∶ B.∶1
C.∶ D.∶
5．一个圆弧形的海湾，人不论站在海湾的哪个方位，都会看到海浪向岸边传来(所谓“惊涛拍岸”)，下面的解释中正确的是( )
A．这说明海边的风都是海湾中心向岸边吹来的
B．这说明海浪是从海湾中心发出而向四周传播的
C．这是由于靠近海边处海水逐渐变浅，海浪向岸边传播过程中，不断发生折射而造成的
D．这是由于海浪从岸边反射回来的波与原来的波叠加而形成的
6. “B超”可用于探测人体内脏的病变状况。图3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( )
图3
A. B.
C. D.
二、非选择题(共2小题，共20分)
7．(10分)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。
8．(10分)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。
答 案
1．解析：选A 声波是纵波，反射时遵从反射定律，所以A正确，C错误；声波折射时，频率不发生变化，B错误；满座时，声音会比空座时吸收的多，所以混响时间短，D错误。
2．解析：选B 在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强。故B正确。
3．解析：选D 反射波的波长、频率、波速与入射波的都应该相等，故A、B错；折射波的波长、波速与入射波的都不等，但频率相等，故C错，D正确。
4．解析：选C 根据图知入射角i＝60°，折射角r＝45°，由折射定律得＝＝＝＝。故C对。
5．解析：选C 海浪是一种水波，它的传播速度与水的深度有关，海浪向岸边传播过程中，由于波速逐渐变化而要发生折射，传播方向不断向法线靠拢，因此看到岸边海浪的传播方向几乎与岸边垂直。
6．解析：选D如图所示。由题意知＝＝
得sin r＝ sin i
由几何知识有sin r＝
解得h＝
7．解析：(1)声波由空气进入另一种介质时，频率不变。
由v＝λf，f＝＝ Hz＝1 360 Hz
(2)因频率不变，有＝
得v2＝v1＝×340 m/s＝1 088 m/s
答案：(1)1 360 Hz (2)1 088 m/s
8.解析：由题意画出其平面图：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s＝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。
答案：2 km
