3.3 光的反射、折射和衍射 同步练习（word版含答案）

光的反射、折射和衍射练习
一、单选题
下列关于波的衍射的说法正确的是(????)．
A. 衍射是机械波特有的现象
B. 对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显
C. 只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
D. 声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较小
如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源．图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长；关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中不正确的是(????)
A. 此时能明显观察到波的衍射现象
B. 水波通过挡板前后波纹间距离相等
C. 如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象
如图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(图①、②)或障碍物(图③、④)，其中能发生明显衍射现象的有(????)
A. 只有①④ B. 只有①②④ C. 只有②③ D. 只有①③
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
下列现象中属于声波的衍射现象的有(????)
A. 隔着墙壁听到别人说话声 B. 雨天雷声轰鸣
C. 山谷中听到回声 D. 在室外演讲更费力
下列物理现象分别属于波的(? ? )(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；
(2)“闻其声而不见其人”；
(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；
(4)当正在鸣笛的火车驶过时，听到鸣笛声的频率先变高后变低。
A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应 B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉
C. 反射、折射、干涉、多普勒效应 D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应
对波的各种现象，以下说法中正确的是(????)
A. 在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共鸣现象
B. 绕正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是多普勒效应现象
C. 通过三棱镜看书上的字，字的边缘有彩色，属于光波的折射现象
D. 雨后天空出现的彩虹属于光波的干涉
如图，是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，相邻波纹间距离与AB间距相等。下列说法正确的是
A. 水面波经过孔后波速减小
B. 水面波经过孔后波纹间距离可能变大
C. 若波源频率增大，衍射现象更明显
D. 如果将孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象
如图所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是(????)
A. 经过0.05s时，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离
B. 经过0.15s，P质点沿x轴的正方向移动了3m
C. 经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向
D. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，能发生明显衍射现象
在同一片水面上有一个波源S及挡板，挡板上有两个小孔S1和S2,S1,S2到波源S的距离相等，实线和虚线分别表示其上下振动时产生的波峰和波谷，某时刻的波形图如图所示，A点和D点为两实线的交点，B点为两虚线的交点，C点为AB中点，则下列说法中正确的是(????)
A. 经过小孔后，波的传播速度要变大
B. 若挡住小孔S1，则波在挡板后面区域的传播范围将减少一半
C. A,D两点为振动加强点，B点为振动减弱点
D. C点为振动加强点，此时刻处于平衡位置
如图，为生活中遇到的各种波，以下关于波的说法正确的是(? ?)
A. 声波可以发生多普勒效应
B. wifi信号的传播需要介质
C. 电子衍射证实了电子具有粒子性
D. 月全食时的红月亮是因为红光在月球表面发生干涉所致
二、多选题
在波的反射中，关于入射角，下列说法中正确的是(????)
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. 反射角跟入射角相等
关于波的反射与折射，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，波的频率、波长、波速均不变
C. 波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化
D. 波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速均发生变化
如图所示，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处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，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. 移动N使狭缝的间距减小
一列简谐横波正沿着x轴正方向传播，波在某一时刻的波形图像如图所示，其波速为20m/s。下列说法正确的是(????)
A. 该波的周期是0.4s
B. 从图示时刻开始，质点a比质点b先到平衡位置
C. 该波传到x=50m处时，波的频率将小于2.5Hz
D. 若该波传播中遇到宽约6m的障碍物能发生明显的衍射现象
沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，其波速为200?m/s，下列说法中正确的是(????)．
A. 图示时刻质点b的速度方向沿y轴负方向
B. 图示时刻质点a的加速度为零
C. 若此波遇到另一简谐波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50?Hz
D. 若该波发生明显的衍射现象，该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4?m大得多
三、填空题
用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2?250?m/s和1?500?m/s，则该超声波在结石中的波长是胆汁中的________倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短，遇到结石时________(填“容易”或“不容易”)发生衍射。
利用发波水槽得到的水面波形如a、b所示，则图a显示了波的______现象．为了能更明显看到此现象，可以______水波的振源频率(选填“增大”、“减小”)．
如图，在发波水槽中产生一列水波，将一支圆珠笔插入水中，可以观察到水波能______而继续传播的现象．当水波中的障碍物宽度比波长______时(选填“大很多”、“小很多”或“差不多”)，波几乎只能沿直线传播．
如图是不同频率的水波通过相同的小孔传播的照片，_______中水波的频率最大，_______中水波的频率最小。
答案和解析
1.【答案】B
【解答】
波发生衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，但如果孔、缝的宽度或障碍物的尺寸，比波长大得多时，就不能发生明显的衍射现象。
A.衍射是一切波的特有的现象，不仅仅是机械波，故AC错误；
B.对同一列波，缝、孔的宽度越小，障碍物越小衍射现象越明显，故B正确；
D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长，故D错误。
2.【答案】D
【解答】
A.因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故A正确；
B.波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B正确；
C.如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确；
D.如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据λ=vf知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。
3.【答案】B
【解答】
一列水波在传播过程中遇到了小孔①②图，都符合孔尺寸比水波的波长要小得多或相差不大，所以都能发生明显的衍射；故①②正确；一列水波在传播过程中遇到了阻碍物(③④图)，相比而言④图的阻碍物的尺寸比③图小，所以④图能发生明显的衍射。故B正确，ACD错误。
4.【答案】A
【解答】
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v=λf知波长相同，故A正确，B错误；
CD.因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，故CD错误。
故选A．
5.【答案】A
6.【答案】A
【解答】
(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，是由于声音在云层间来回传播，这是声音的反射；
(2)“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；
(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区．这是声音的干涉；
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高．音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；
因此BCD错误，A正确；
7.【答案】C
【解答】
A.在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的反射现象，故A错误；
B.绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是由于路程差为半个波长的偶数倍为振动加强，若为奇数倍则为振动减弱，这声音的干涉结果，故B错误；
C.通过三棱镜看书上的字，字的边缘有彩色，是由于光不同频率的光经过三棱镜后的偏折不同引起的，属于光波的折射现象，故C正确；
D.雨后天空出现的彩虹是光的折射现象，故D错误。
8.【答案】D
【解答】
AB.波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故AB错误；
C.如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据λ=vf知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故C错误。
D.如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故D正确；
9.【答案】D
【解答】
A.根据乙图可知周期，此时P点在平衡位置向上振动，所以波沿x轴正方向传播，经过0.05s时，即经过14T，P达到波峰处，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，故A错误；
B.该波的波速，经过0.15s，波沿x轴的正方形传播了，但是质点不会沿波的传播方向移动，只会在平衡位置附近振动，故B错误；
C.经过0.1s时，即经过T2，质点Q到达波谷，故C错误；
D.该波的波长，当障碍物的尺寸比波长小、或跟波长差不多时能够发生明显的衍射，所以若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D正确。
10.【答案】D
【解答】
A.波速是由介质决定的，因此经过小孔后，波的传播速度不变，A错误；
B.由于两个小孔距离很近，若挡住小孔S1，波会继续衍射到挡板的后面，故挡板后面的区域传播范围几乎不变，只是不能出现干涉现象，B错误；
CD．A、B、C、?D均为振动加强点，只不过C点此刻处于平衡位置，若当S1发出波峰到达C点时，S2发出的波峰也恰好到达C点，C错误，D正确。
11.【答案】A
【解析】分析：
声波在声源和观察者相对位置发生变化时会发生多普勒效应；wifi信号是电磁波；衍射现象是波动性的体现；月全食时的红月亮是因为大气层的散射作用。
解答：
A.声波在声源和观察者相对位置发生变化时可以发生多普勒效应，故A正确；
B.?wifi信号是电磁波，它的传播不需要介质，故 B错误；
C.?电子衍射证实了电子具有波动性，故C错误；
D.?月全食时的红月亮是因为地球大气层折射和散射的缘故，使观察者看到红月亮，故D错误；
12.【答案】CD
13.【答案】BD
【解答】
AB.波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变，A错误，B正确；
CD.波发生折射时，在不同种介质中运动，波速发生变化，但频率由振源决定，波的频率不变，由v=λf可知波长也发生变化，C错误，D正确．
14.【答案】BD
【解答】要发生明显的衍射，障碍物的尺寸或宽度比波长小或与波长相差不多，本题中要使狭缝满足明显衍射的条件即将狭缝间距变小，或将波长变长，BD正确。
15.【答案】AD
【解答】
A.由图知，波长λ=8m，由v=?λ?T得，周期T=λv=?8?20s=0.4s，故A正确；
B.简谐波沿x轴正方向传播，由波形的平移法判断可知图示时刻质点a的速度方向向下，回到平衡位置的时间大于?T?4，b回到平衡位置的时间为?T?4，质点a比质点b后到平衡位置，故B错误；
C.该波的频率为f=?1T?=2.5Hz，波在同一介质中传播时，频率不变。该波传到x=50m处时，波的频率仍将等于2.5Hz，故C错误；
D.障碍物的尺寸约为6m，小于该波的波长，能发生明显的衍射现象，故D正确。
16.【答案】AC
【解答】
A.简谐横波沿x轴正方向传播，图示时刻质点b正沿y轴负方向运动，故A正确；
B.该时刻a在波峰位置，速度为0，加速度最大，故B错误；
C.波长λ为4m，波速v为200m/s，T=λv=4m200m/s，该波的频率为f=1T=50Hz，当两列波频率相同时能发生稳定干涉现象，所以此波遇到另一简谐波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50Hz.故C正确；
D.此波的波长为4m，若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定不大于4m.故D错误；
17.【答案】1.5不容易
【解答】
超声波在传播中频率不变，波长λ=vf，则说明波长与波速成正比，故波长之比为2?2501?500=1.5倍；由于波长越短越不容易发生衍射现象，故采用超声波可以有效检查胆结石。
故答案为：1.5；不容易。
18.【答案】衍射；减小
【解析】解：波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图a说明发生了明显的衍射现象．
当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强，当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强有的地方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图b是发生了干涉现象．
当波长越长，发生明显干涉和衍射越明显；再由于波速有介质决定，所以增大波长需减小波的频率．
19.【答案】绕过障碍物；大很多
【解答】
解：波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，那么将一支圆珠笔插入水中，可以观察到水波能绕过障碍物而继续传播的现象．
当水波中的障碍物宽度比波长大很多时，不能发生明显衍射现象，所以波几乎只能沿直线传播，．
20.【答案】丙；甲。
【解答】
由图知甲图衍射现象最明显，丙图最不明显，则甲中波长最长，则频率最小；丙中波长最短，则频率最大。
故答案为：丙；甲。