2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 3.2波的反射和折射 同步练习（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
3.2波的反射和折射同步练习（解析版）
1．我们生活中的物理现象随处可见，下列物理现象分别属于波的（　　）
(1)“闻其声而不见其人”；
(2)在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；
(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。
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、反射、干涉、多普勒效应
2．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
3．下列说法中正确的是（　　）
A．波源与观察者互相远离时，接收到的波的频率会增大
B．受迫振动的频率与物体的固有频率有关
C．用惠更斯原理可以解释波的传播方向
D．波长越长的波，沿直线传播的特性越明显
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．如图所示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中的速度为v1，波在介质Ⅱ中的波速为v2.则v1∶v2为( )．
A．1∶ B．∶1
C．∶ D．∶
6．如图所示中分别代表入射波、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
7．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中(　　)
A．波速在逐渐变小 B．频率在逐渐变小
C．振幅在逐渐变小 D．波长在逐渐变小
8．下列说法中正确的是（　　）
A．根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点都可以看作发射子波的波源
B．惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播
C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理就可以确定波的传播方向
D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象
9．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
10．下列说法正确的是
A．波在介质中传播的过程中，振动相同的点连接起来组成的面就叫作波面
B．波线是用来表示波的传播方向的，波线与波面总是垂直的
C．无论是球面波，还是平面波，同一波面上各点的振动情况完全一样
D．波面上的各点都可以看作一个个新的小波源，称为子波，子波在前进方向上任意时刻形成的包络面，就是新的波面
E.同一波面上的两个位置的质点振动步调可能相反
11．下列哪些现象是由声音的反射形成的（ ）
A．夏天下雨时，我们总是先看到闪电，后听到雷声
B．北京天坛的回音壁的回音现象
C．同样高的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些
D．在火车站候车大厅中，我们有时听不清播音员的声音
12．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．入射角跟反射角相等
13．如图所示，是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下面说法中正确的是(　　)
A．入射角大于折射角，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速
B．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水
C．入射角小于折射角，Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气
D．介质Ⅰ中波速v1与介质Ⅱ中波速v2满足：
14．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
15．下列现象中属于声波反射现象的是( 　　)
A．隔着墙能听到房间外面有人讲话
B．音响设备制作时要考虑混合效应
C．夏日的雷声有时轰鸣不绝
D．在水里的人能听到岸上的声音
16．随着我国经济的快速增长，旅游事业迅速发展，其中回归大自然的滨海游、生态游等休闲度假游备受人们的喜爱．如图所示，一艘汽船以的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来位置有多远？
17．一列声波在介质Ⅰ中的波长为．当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为，如图所示，若介质Ⅰ中的声速是．求：
（1）该声波在介质Ⅱ中传播时的频率．
（2）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，按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中，它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比．
18．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？
19．渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示．
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)．
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．
参考答案
1．D
【详解】
(1)“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；
(2)春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；
(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。
故选D。
2．A
【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．
3．C
【详解】
A．根据多普勒效应，当波源与观察者互相远离时，接收到的波的频率会减小，选项A错误；
B．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，选项B错误；
C．用惠更斯原理可以解释波的传播方向，选项C正确；
D．波长越短的波不容易发生衍射，沿直线传播的特性越明显，选项D错误。
故选C。
4．B
【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．C
【详解】
根据折射定律＝.可得＝＝∶，所以选项C正确．
6．D
【详解】
入射角大于折射角，可见介质1为光疏介质，介质2为光密介质，由 ，，可知，3与1的频率相等，波速、波长均不等，2与1的波长、频率相等，波速相等，故D正确ABC错误。
故选D。
7．C
【详解】
根据惠更斯原理知，声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中，形成了以波源为中心的波面，波面上的每个点都是子波的波源，然后又形成子波波面．形成包络面，即为新波面．但声源提供的能量一定，在形成新的波面后，总能量不变，但新波面单位面积内获得的能量减少，故在波的传播过程中振幅逐渐减少，综上分析ABD错误，C正确。
故选 C。
8．AD
【详解】
A．根据惠更斯原理，我们可以知道，介质中任意波面上的各点都可以看作发射子波的波源，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，故A正确；
B．惠更斯原理可以解释球面波的传播，也可以解释平面波的传播，故B错误；
C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，还必须要知道波速，才能利用惠更斯原理得到下一时刻这个波的位置，从而确定波的传播方向，故C错误；
D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象，故D正确。
故选AD。
9．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。
10．BCD
【详解】
A．振动相同的点在同一时刻组成的面，叫作波面，A错误；
B．波线表示波的传播方向，在同一种介质中传播时，波线与波面总是垂直，表示为一条直线，在不同介质中传播时，表示为折线或曲线，但总跟在对应介质中的波面垂直，B正确；
CDE．波面是同一时刻振动相同的点连线组成的，其上各点振动情况一样，可以看作相同的一个个新的小波源，这些波向前传播情况一样，经过相同时间到达的位置的连线又可以连接成一个面，就形成新的波面，CD正确，E错误；
11．BCD
【详解】
A.先看到闪电，后听到雷声是由于光比声音传播得快，不是声音的反射，故A不符合题意；
B. 北京天坛的回音壁的回音现象属于声音的反射，选项B符合题意；
C. 同样高的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些，描述的是声音的反射现象，选项C符合题意；
D. 在火车站候车大厅中，我们有时听不清播音员的声音，也是声音的反射造成的，选项D符合题意；
12．CD
【详解】
入射波线与法线的夹角为入射角，而反射光线与法线的夹角为反射角，在波的反射中，入射角和反射夹相等，故CD正确，AB错误；故选CD．
13．AB
【详解】
A．由图示可知，入射角大于折射角，介质Ⅰ对波的折射率小于介质Ⅱ对波的折射率，由可知，n越小，波的传播速度越大，由此可知，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速，故A正确；
BC．由图示可知，入射角大于折射角，介质Ⅰ对波的折射率小于介质Ⅱ对波的折射率，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水，故B正确，C错误；
D．由相对折射率公式可知，介质Ⅰ中波速，与介质Ⅱ中波速满足
故D错误．
故选AB。
点睛：本题考查了声波的折射现象，声波的折射与光的折射遵守相同的折射定律，分析清楚波的传播过程图，应用折射定律可以解题．
14．BC
【详解】
波发生反射时，反射波和入射波是在同一种介质中传播，波的频率、波长、波速均不变，则B对，A错.波发生折射时，折射波和入射波在不同介质中传播，除频率不变外，波长、波速均变，故C对，D错.
选BC
15．BC
【详解】
A．是在另一种介质的另一面不是反射现象；
BC．反射现象是波在同一种介质中的传播，因此B、C正确；
D．波在不同种介质中传播是折射现象，D不正确。
故选BC。
16．
【解析】
【详解】
如图所示，汽观船发出鸣笛声于B处，旅客听到回声位置在A处，即3s内汽船若警前进了A、B间距离l，则声波经过的距离．，得，．
17．(1)(2) (3)1 : 1
【详解】
（1）声波在介质I中传播时，由得：
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．
(2)由得声波在介质I中的传播速度为
(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I时，其频率之比为1:1．
18．；
【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
19．(1) ； (2) 3000m
【详解】
(1)该波的周期为
T==1×10－5s
由波动图像知，此时
x＝7.5×10－3 m
处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图像如图所示
(2)由波形图读出波长
λ＝15×10－3 m
由波速公式得
v=λf
鱼群与渔船的距离为
x=vt
联立代入数据得
x=3000m