高中物理人教版选修3-4 习题 第十二章 第6节 惠更斯原理 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-4 习题 第十二章 第6节 惠更斯原理 Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 67.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-12-25 15:43:24 | ||
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文档简介
1．(波面和波线)(多选)下列说法中不正确的是( )
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．任何波的波线表示波的传播方向
D．有些波的波面表示波的传播方向
答案 AD
解析 不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，A错误，B正确；只有波线才表示波的传播方向，C正确，D错误。
2．(波的反射)(多选)下列现象中利用波的反射的是( )
A．在水里的人能听到岸上的声音
B．医生给病人做超声波检查
C．渔民利用声波探测鱼群
D．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
答案 BCD
解析 在水里的人能听到岸上的声音是利用了声波的折射，超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射，渔民利用声波探测鱼群利用了声波的反射，B、C、D正确，A错误。
3．(波的折射)下列说法正确的是( )
A．入射波面与法线的夹角为入射角
B．入射波面与界面的夹角为入射角
C．入射波线与法线的夹角为入射角
D．入射角跟折射角相等
答案 C
解析 入射波线与法线的夹角为入射角，A、B错误，C正确；折射波线与法线的夹角为折射角，由于发生折射时波的传播方向一般改变，入射角一般不等于折射角，故D错误。
4．(综合)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线
B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线
C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线
D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线
答案 A
解析 波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同，C、D错误；机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质，与波的频率无关，声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度，由v＝λf知，声波在水中的波长较大，对应于题图中波形曲线b，A正确，B错误。
5．(综合)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 人在室内说话，声波会被室内物体、墙壁反射，其至反射多次，因而显得声音洪亮。
6．(综合)下列说法正确的是( )
A．在波动现象中，介质中任一波面上的点，都可看成是子波的波源
B．在波动现象中，沿着传播方向的波峰(或波谷)构成的面是波面
C．波发生折射是因为频率改变了
D．波动在各向同性的均匀介质中传播时，其波面的几何形状可能改变
答案 A
解析 由波面的定义可知B错误；波发生折射是因为波速改变了，则C错误；波动在各向同性的均匀介质中传播时，速度不变，所以其波面几何形状不变，D错误。
7．(波的反射)甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距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________。
答案 甲开枪2t以后
解析 乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中，故t＝。
甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由波的反射定律可知，波线如图中AC和CB，由几何关系可得：AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙耳中的时间t′＝＝＝2t。
8．(波的反射)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的速度垂直于墙向墙飞行，且以f＝4.5×104 Hz的频率发射超声波，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。
答案 1.73 m 7.56×10－3 m
解析 设蝙蝠发射超声波时离墙的距离为s，
则2s＝v声t＋v蝙t，
s＝ m＝1.73 m
根据λ＝，λ＝ m≈7.56×10－3 m。
B组：等级性水平训练
9．(惠更斯原理)(多选)关于惠更斯原理，下列说法正确的是( )
A．惠更斯原理能够解释所有波的现象
B．子波的频率等于初级波的频率
C．用惠更斯原理不能解释波的衍射现象
D．同一波面上的两个位置的质点振动步调也可能相反
E．波在两介质的界面发生反射和折射时，反射波和折射波的频率不发生变化
答案 BE
解析 惠更斯原理只能解释波的反射、折射和衍射现象，A错误，同理C错误；同一波面上的两个位置的质点振动步调完全一致，D错误。
10．(波的反射和折射)(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，在同一种介质中传播，因此波长、波速和频率不变；波发生折射时，频率不变，波速和波长发生变化。故B、C正确，A、D错误。
11．(综合)(多选)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，用的是波的折射原理
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
E．墙里讲话墙外听是波的折射现象
答案 BCD
解析 A、B、C选项中应用了波的反射现象；D选项是波的折射现象，深水区域和浅水区域波速不同，故波的传播方向发生改变；E选项是波的衍射现象；故选B、C、D。
12．(波的反射)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。
答案 2.0×103 m
解析 如图所示，A表示爆炸处，O表示观测者所在地，h表示云层下表面的高度。用t1表示爆炸声由空气直接传到O处所经历的时间，则有d＝vt1
用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所经历的时间，因为反射角等于入射角，故有2＝vt2
已知t2－t1＝Δt
联立以上各式可得h＝ ，
代入数值得h＝2.0×103 m。
13．(综合)为了测出海底的深度，现用空气中波长为3.4 cm的超声波向海底定向发射，经过0.8 s，探测仪器收到发射出去的超声波返回的讯号，超声波在海水中的波长为15.3 cm，超声波在空气中的波速为340 m/s，则海底有多深？
答案 612 m
解析 由超声波的频率不变可得＝
在水中有h＝v2t＝v1t＝×340× m＝612 m。
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．任何波的波线表示波的传播方向
D．有些波的波面表示波的传播方向
答案 AD
解析 不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，A错误，B正确；只有波线才表示波的传播方向，C正确，D错误。
2．(波的反射)(多选)下列现象中利用波的反射的是( )
A．在水里的人能听到岸上的声音
B．医生给病人做超声波检查
C．渔民利用声波探测鱼群
D．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
答案 BCD
解析 在水里的人能听到岸上的声音是利用了声波的折射，超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射，渔民利用声波探测鱼群利用了声波的反射，B、C、D正确，A错误。
3．(波的折射)下列说法正确的是( )
A．入射波面与法线的夹角为入射角
B．入射波面与界面的夹角为入射角
C．入射波线与法线的夹角为入射角
D．入射角跟折射角相等
答案 C
解析 入射波线与法线的夹角为入射角，A、B错误，C正确；折射波线与法线的夹角为折射角，由于发生折射时波的传播方向一般改变，入射角一般不等于折射角，故D错误。
4．(综合)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图所示，下列说法正确的是( )
A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线
B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线
C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线
D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线
答案 A
解析 波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同，C、D错误；机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质，与波的频率无关，声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度，由v＝λf知，声波在水中的波长较大，对应于题图中波形曲线b，A正确，B错误。
5．(综合)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 人在室内说话，声波会被室内物体、墙壁反射，其至反射多次，因而显得声音洪亮。
6．(综合)下列说法正确的是( )
A．在波动现象中，介质中任一波面上的点，都可看成是子波的波源
B．在波动现象中，沿着传播方向的波峰(或波谷)构成的面是波面
C．波发生折射是因为频率改变了
D．波动在各向同性的均匀介质中传播时，其波面的几何形状可能改变
答案 A
解析 由波面的定义可知B错误；波发生折射是因为波速改变了，则C错误；波动在各向同性的均匀介质中传播时，速度不变，所以其波面几何形状不变，D错误。
7．(波的反射)甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距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________。
答案 甲开枪2t以后
解析 乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中，故t＝。
甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由波的反射定律可知，波线如图中AC和CB，由几何关系可得：AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙耳中的时间t′＝＝＝2t。
8．(波的反射)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的速度垂直于墙向墙飞行，且以f＝4.5×104 Hz的频率发射超声波，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。
答案 1.73 m 7.56×10－3 m
解析 设蝙蝠发射超声波时离墙的距离为s，
则2s＝v声t＋v蝙t，
s＝ m＝1.73 m
根据λ＝，λ＝ m≈7.56×10－3 m。
B组：等级性水平训练
9．(惠更斯原理)(多选)关于惠更斯原理，下列说法正确的是( )
A．惠更斯原理能够解释所有波的现象
B．子波的频率等于初级波的频率
C．用惠更斯原理不能解释波的衍射现象
D．同一波面上的两个位置的质点振动步调也可能相反
E．波在两介质的界面发生反射和折射时，反射波和折射波的频率不发生变化
答案 BE
解析 惠更斯原理只能解释波的反射、折射和衍射现象，A错误，同理C错误；同一波面上的两个位置的质点振动步调完全一致，D错误。
10．(波的反射和折射)(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，在同一种介质中传播，因此波长、波速和频率不变；波发生折射时，频率不变，波速和波长发生变化。故B、C正确，A、D错误。
11．(综合)(多选)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，用的是波的折射原理
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
E．墙里讲话墙外听是波的折射现象
答案 BCD
解析 A、B、C选项中应用了波的反射现象；D选项是波的折射现象，深水区域和浅水区域波速不同，故波的传播方向发生改变；E选项是波的衍射现象；故选B、C、D。
12．(波的反射)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。
答案 2.0×103 m
解析 如图所示，A表示爆炸处，O表示观测者所在地，h表示云层下表面的高度。用t1表示爆炸声由空气直接传到O处所经历的时间，则有d＝vt1
用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所经历的时间，因为反射角等于入射角，故有2＝vt2
已知t2－t1＝Δt
联立以上各式可得h＝ ，
代入数值得h＝2.0×103 m。
13．(综合)为了测出海底的深度，现用空气中波长为3.4 cm的超声波向海底定向发射，经过0.8 s，探测仪器收到发射出去的超声波返回的讯号，超声波在海水中的波长为15.3 cm，超声波在空气中的波速为340 m/s，则海底有多深？
答案 612 m
解析 由超声波的频率不变可得＝
在水中有h＝v2t＝v1t＝×340× m＝612 m。