2019-2020学年鲁科版选修3-4 2.2波的反射和折射 达标作业（解析版)

2.2波的反射和折射
达标作业（解析版)
1．图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有明显振动，为使A处水面也能发生明显振动，可采用的方法是
A．使波源的频率增大
B．使波源的频率减小
C．移动N使狭缝的间距增大
D．在不移动M板的情况下，不能使A处发生明显振动
2．人们对“光的本性”的认识，经历了漫长的发展过程．下列符合物理学史实的是（　　）
A．牛顿提出光是一种高速粒子流，并能解释一切光的现象
B．惠更斯认为光是机械波，并能解释一切光的现象
C．为了解释光电效应，爱因斯坦提出了光子说
D．为了说明光的本性，麦克斯韦提出了光的波粒二象性
3．下列关于机械波的描述正确的是（ ）
A．所有的机械波都必有波峰和波谷
B．波绕过障碍物继续传播的现象叫波的干涉
C．当波源和接收者间相互靠近时，接收者接收到的波的频率会逐渐降低
D．由惠更斯原理知道，波的折射是由于不同介质中波速不同
4．甲、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面，二人相距，距墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为（ ）
A．甲开枪后 B．甲开枪后
C．甲开枪后 D．甲开枪后
5．关于波的反射与折射，下列说法正确的是（ ）
A．入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变
B．入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变
C．入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变
D．入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变
6．如图所示，图a为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.3s时刻的波动图像，P是介质中平衡位置为x=1m的质点， Q是平衡位置为x=4m的质点。图b为Q的振动图像，则下列判断正确

A．该波传播的速度大为40m/s，方向沿x轴负方向
B．经过0.5s时间，质点P沿垂直x轴方向经过的路程为100cm
C．该波在传播中若遇到高为4m的障碍物，能发生明显衍射现象
D．该波在传播过程中若遇到频率为0.2Hz的同种波，会发生干涉现象
7．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
8．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．波线与平面波的波面垂直，与球面波的波面不垂直
9．利用发波水槽观察波的衍射现象时，看到如图所示的图样．为使衍射现象更明显，可采用的办法有（ ）
A．缩小挡板间距
B．增大挡板间距
C．减小波源频率
D．减小水波的振幅
10．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄发暗，这是由于这种情况下（ ）
A．只有波长较短的一部分光才能到达地面
B．只有波长较长的一部分光才能到达地面
C．只有频率较大的一部分光才能到达地面
D．只有频率较小的一部分光才能到达地面
11．下列对惠更斯原理的理解，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一定相同
C．球面波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
12．已知声波的速度为，有一辆汽车以的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛后司机听到回声，则汽车鸣笛时距山崖的距离有多远？若该汽车以的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛时并同时以的加速度加速，后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？
13．简谐横波在均匀介质中沿直线传播，直线上有a、b两个点，相距4m，a、b的振动图像如图所示，其中实线为a的振动图像，虚线为b的振动图像，则下列说法正确的是________
A．该简谐波的波长为8m
B．该波的传播速度是1m/s
C．该波在传播过程中，遇到一大小为1km的障碍物，因为障碍物的尺寸远远大于波长，故不会发生衍射
D．从0时刻起，经过4s的时间，质点a将运动到b点
E．当b开始振动以后的任何一个时刻，质点a、b的位移之和都为零
14．我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机，刷新了下潜深度的世界纪录.悬停在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波）的频率为，在该处海水中的传播速度为,则声吶信号在该处海水中的波长为___；若停在海面上的监测船接收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率，说明滑翔机正在____(选填“靠 近”或“远离”)该监测船．
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
AB．由题意可知，当减小波源的频率，波长增大；故A错误，B正确.
CD．而波的明显衍射条件为障碍的尺寸比波长小，或相差不大，故移动N使狭缝的距离减小都可以使衍射现象更加明显；故C，D错误.
2．C
【解析】牛顿认为光是一种粒子流，他的观点支持了光的微粒说，能解释光的直线传播与反射现象，不能解释一切现象。故A错误。惠更斯认为光是一种机械波，并能解释光的反射、折射和衍射，但不能解释光的直线传播和光电效应等现象，故B错误。为了解释光电效应爱因斯坦提出光子说，认为光的发射、传播和吸收不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，故C正确。麦克斯韦提出了光的电磁波说，认为光是一种电磁波。康普顿效应证明光具有波粒二象性，故D错误。
故选：C。
【点睛】对于光是什么，最早的观点认为光是一种粒子，即光的微粒说，而与牛顿同时代的惠更斯提出了光的波动说，由于惠更斯认为光是纵波，偏振现象否定了光的波动说，而泊松亮斑推动了波动说的发展，双缝干涉实验和单缝衍射证明光是一种波，麦克斯韦认为光是一种电磁波，为解释光电效应爱因斯坦提出了光子说，康普顿效应证明光具有波粒二象性．
3．D
【解析】A：只有横波才有波峰和波谷，故A项错误。
B：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射，故B面错误。
C：根据多普勒效应可以知道，波源与观察者相互靠近时，观察者接收的波的频率会变大，故C项错误。
D：用惠更斯原理知道，波的折射是由于不同介质中波速不同。故D项正确。
4．B
【解析】
【详解】
设声速为，乙听到第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳朵中，故①
甲、乙两人与墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由声波的反射定律和几何关系得：AC= BC=AB=。
故乙听到第二声枪响的时间
②，
由①②得：。
A. 甲开枪后，与结论不相符，选项A不符合题意；
B. 甲开枪后，与结论相符，选项B符合题意；
C. 甲开枪后，与结论不相符，选项C不符合题意；
D. 甲开枪后，与结论不相符，选项D不符合题意；
5．A
【解析】
【详解】
AB.入射波与反射波在同种介质中波速相同，频率由波源决定，频率相同，由知波长相同，选项A符合题意，B不符合题意．
CD.因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，选项CD不符合题意．
6．ABC
【解析】
【详解】
A．由图知：λ=8m，T=0.2s，则波速，由乙图读出，t=0.3s质点Q的速度方向向下，由波形的平移法可知，这列波沿x轴负方向传播。故A正确。
B．0.5s=2.5T，质点P沿垂直x轴方向经过了的路程为2.5×4A=100cm，故B正确；
C．波长为8m，大于障碍物尺寸，则可以发生明显的衍射，故C正确；
D．频率f==5Hz，该波在传播过程中若遇到频率为0.2Hz的同种波，不会发生干涉现象，故D错误。
7．BC
【解析】
【详解】
AB.不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A不符合题意，选项B符合题意；
CD.只有波线才表示波的传播方向，波面不表示波的传播方向，选项C符合题意，D不符合题意。
8．ABC
【解析】
【详解】
A.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，选项A符合题意。
B.由于波的周期性，相距为波长整数倍的另一波面上的质点的振动情况与这个波面上质点的振动情况相同，选项B符合题意。
C.由波面和波线的概念知，球面波的波面是以波源为中心的一个球面，选项C符合题意；
D.无论怎样的波，线始终和波面垂直，故D不符合题意。
9．AC
【解析】
在相同条件下，波长越长的波越容易发生衍射现象，本题水波波长不变，适当缩小挡板间距相当于增大了波长，衍射现象更明显，故A正确，B错误；在同一介质中v一定，适当减小波源的频率，能增大波长，使衍射现象更明显，故C正确；衍射现象明不明显与振幅无关，故D错误．故选AC.
点睛：本题考查了衍射现象发生的条件：当障碍物或孔的尺寸与波长相差不大时发生衍射现象，难度较小，可以通过看书多积累．
10．BD
【解析】
试题分析：波长较短的波容易被障碍物挡住，不能到达地面，波长较长光更容易发生衍射而透过沙尘间的缝隙到达地面，故A错误B正确；波长越长的光其频率越低，所以频率较低的光能到达地面，故C错误D正确．故选BD。
考点：衍射
【名师点睛】本题结合生活现象考查了波发生明显衍射现象的条件，波长越长、频率越小越容易发生衍射现象。
11．ACD
【解析】
【详解】
根据惠更斯原理，介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面，同一波面上各质点的振动情况完全相同，选项A正确；不同波面上质点的振动情况可能相同，选项B错误；波线始终与波面垂直，选项D正确；球面波是以波源为中心的一个个球面，选项C正确．故选ACD.
12．；
【解析】
【详解】
画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，
设汽车在点鸣笛，在点听到回声，汽车由 到的位移为，到山崖的距离为，汽车从鸣笛到司机听到回声的时间为，有。
根据汽车运动的时间与声波运动的时间相等。则
解得：，
即汽车鸣笛时距山崖的距离为
。
同理：
解得：，
即此时汽车距山崖的距离为
13．ABE
【解析】
由振动图像可知，a振动半个周期后b开始振动，可知ab间距为半个波长，即波长为λ=8m，选项A正确；周期T=8s，则波速，选项B正确；该波在传播过程中，遇到一大小为1km的障碍物，因为障碍物的尺寸远远大于波长，仍会发生衍射，这是不会发生明显的衍射，选项C错误；机械波在传播的过程中，质点不会随波迁移，选项D错误；因ab相差半个波长，则振动情况总相反，则当b开始振动以后的任何一个时刻，质点a、b的位移之和都为零，选项E正确；故选ABE.
14． 靠近
【解析】
根据波速定义：，．根据多普勒效应，当滑翔机靠近监测船时，监测船接收到的频率大于滑翔机发出声呐信号的频率．