2024版高中同步新教材选择性必修第一册人教物理备课资源第3节 波的反射、折射和衍射

2024版高中同步新教材选择性必修第一册人教物理备课资源第三章机械波3波的反射、折射和衍射基础过关练题组一波的反射和折射现象1.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2.(2022北京延庆期末)机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射,如果用射线表示波的传播方向,下列说法正确的是()A.入射线与反射线一定在同一平面内,法线与这一平面垂直B.入射线与反射线可能在法线同侧C.“回声”是声波的反射现象D.“回声”是声波的折射现象3.以下关于波的认识,不正确的是()A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利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隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的C.超声雷达的工作原理是波的折射D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象题组二波的衍射现象4.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大5.(2023北京西城期末)如图,挡板M是固定的,挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了如图所示的图样,P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点处,下列措施中正确的一组是()A.保持N板不动,减小振源频率B.保持N板不动,增大振源频率C.增大振源频率,把N板下移D.保持振源频率不变,把N板下移6.(2022江苏宿迁青华中学期中)如图所示,O是水面上一波源,实线和虚线分别表示该时刻的波峰和波谷,A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于()A.整个区域B.阴影Ⅰ以外区域C.阴影Ⅱ以外区域D.没有阴影的区域

答案与分层梯度式解析第三章机械波3波的反射、折射和衍射基础过关练1.BD2.C3.C4.BD5.A6.B1.BD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,A错误,B正确;波在不同介质中传播时发生折射,波速发生变化,但频率由波源决定,波的频率不变,由v=λf可知波长也发生变化,C错误,D正确。2.C波发生反射时,反射线、法线与入射线在同一平面内,反射线与入射线分居法线两侧,A、B错误;声波遇到障碍物时被反射,形成回声,C正确,D错误。3.C声呐探测水中的暗礁、潜艇等,利用了波的反射原理,A正确。隐形飞机隐形的原理是:通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量,使雷达等防空探测器无法早期发现。可在隐形飞机机身表面涂高效吸收电磁波的物质,或使用吸收雷达电磁波的材料,或设计合理的机身形状,降低反射率,这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,隐形飞机很难被发现,B正确。超声雷达发射超声波,然后根据被障碍物反射回的波判断状况,即利用波的反射,C错误。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,D正确。4.BD衍射是一切波特有的现象,所以A、C错误;发生明显衍射的条件是缝、孔或障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多,缝、孔或障碍物越小,衍射现象越明显,B、D正确。5.AP处质点没有振动,说明波没有发生明显衍射,原因是M、N间的缝太宽或水波的波长太小,要使P处质点振动,可将N板上移减小小孔的尺寸或增大波的波长,即减小频率,A正确,B、C、D错误。故选A。6.B从图中可以看出挡板A的尺寸比水波的波长大得多,因此波不会绕过挡板A,不会传播到阴影Ⅰ区域;而小孔B的大小与波长相差不多,水波遇到B能发生明显的衍射现象,故B正确。第三章机械波4波的干涉基础过关练题组一波的叠加1.两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波(如图甲所示),在相遇的某一时刻两列波“消失”(如图乙所示)。此时介质中x、y两质点的运动方向是()A.x向下,y向上B.x向上,y向下C.x、y都向上D.x、y都向下2.A、B两位同学分别手提长度L=4.0m绳子的两个端点从t=0时刻起同时开始振动,t1=0.40s时绳子上所形成的波形图线如图甲所示。(1)求再经多长时间左、右两列波恰好相遇;(2)在图乙上画出t2=0.90s时刻绳子上的波形图线。题组二波的干涉的理解3.(2023江苏南京田家炳高级中学月考)关于波的干涉,下列说法正确的是()A.只有横波才能发生干涉,纵波不能发生干涉B.只要是两列以上的波,在相遇的区域内都能产生稳定的干涉C.两列频率相同、振动方向相同的波的叠加区域里,只要是满足到两个波源距离之差等于波长整数倍的质点,振动一定加强D.干涉是波特有的现象4.两列水波周期均为2×10-2s,振幅均为1cm,它们相遇的区域中,实线表示波峰,虚线表示波谷,如图所示,下列图中能表示B点的振动图像的是()5.(2023广东深圳高级中学月考)如图甲所示,S1、S2、Q三点位于某一均匀介质的同一平面内,S1、S2为振动情况完全相同的两个波源,其振动图像如图乙所示,波源产生的简谐波在该介质中的传播速度为20m/s。下列说法正确的有()A.两机械波的波长为4mB.Q点为振动减弱点C.质点Q的位移不可能为0D.质点Q的振幅为20cm6.如图所示,S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源(周期为T),a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上,且ab=bc。某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是与a相邻的两列波的波谷相遇点,则()A.a、b、c都是振动加强的点B.b是振动减弱的点C.经过T4质点bD.经过T4质点b7.(2023浙江杭州第二中学期中)如图所示为两列沿同一绳传播的简谐横波在某时刻的波形图,虚线表示甲波,实线表示乙波,M为绳上x=0.2m处的质点,则可判断()A.图示时刻质点M的速度为零B.M点是振动加强点C.甲波的传播速度比乙波的传播速度大D.由图示时刻开始再经34个周期,质点M题组三干涉现象在生活中的应用8.(2023四川绵阳南山中学期中)某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔,查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪声相位相反的声波,与噪声叠加从而实现降噪的效果。若用简谐横波模拟声波,如图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则()A.降噪声波与环境噪声的频率不相等B.降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音C.降噪过程实际上是声波发生了干涉D.P点经过一个周期传播的距离为一个波长9.如图所示,从入口S处送入某一频率的声音,通过左右两条管道路径SAT和SBT,声音传到了出口T处,可以从T处监听声音。右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度,开始时左右两侧管道关于S、T连线对称,从S处送入某一频率的声音后,将B管逐渐拉出,当拉出的长度为l时,第一次听到最弱的声音。设声速为v,则该声音的频率为()A.vlB.v2lC.v4能力提升练题组对振动加强和减弱的理解1.(2023辽宁抚顺一中期末)两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时,某一时刻的图样如图所示,实线表示波峰,虚线表示波谷,下列关于K、M、N三点的说法中正确的是()A.质点N的振幅为2cmB.质点K为振动减弱的点C.由图示时刻再经过14周期,质点MD.由于发生干涉,所以质点M始终处于波峰2.(2023北京人大附中期末)波源S1和S2振动方向相同,频率均为4Hz,分别置于均匀介质中的A、B两点处,AB=1.2m,如图所示。两波源产生的简谐横波沿直线AB相向传播,波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同,则A、B间(不含波源S1和S2)合振动振幅最大的点个数为()A.3B.4C.5D.63.如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,它们发出的两列波的波长都为λ,两列波在介质中产生干涉现象,在空间共形成了5个振动加强的区域,如图中实线所示。P是振动加强区域中的一点,下列说法错误的是()A.P点到两波源的距离差可能等于1.5λB.S1产生的波在该区域传播的速度更大C.P点此时刻振动最强,过半个周期后,振动变为最弱D.两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长范围内4.(2023山东潍坊期中)两列简谐横波在同一介质中沿直线S1S2相向传播。M点在S1、S2之间,到S1的距离r1=160cm,到S2的距离r2=40cm,如图甲所示。t=0时刻,向右传的波恰好传到S1点。图乙为此后两列波分别在M点引起的振动的图像,其中实线为向右传播的波经过M点时,M点的振动图像,虚线为向左传播的波经过M点时,M点的振动图像。则()A.t=4.25s时,M点在平衡位置下方且向平衡位置运动B.两列波的波长均为2mC.稳定后S1点为振动减弱点D.在0~6s内M点的路程为12cm5.有两列频率相同、步调一致、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,a为波谷与波谷相遇点,b、c为波峰与波谷相遇点,d为波峰与波峰相遇点,e、g是a、d连线上的两点,其中e为连线的中点,则()A.a、d处质点振动加强,b、c处质点振动减弱B.从图示时刻经过半个周期,e处质点通过的路程为2AC.从图示时刻经过半个周期,g处质点加速向平衡位置运动D.从图示时刻经过四分之一周期,d处的质点振幅恰好为零

答案与分层梯度式解析第三章机械波4波的干涉基础过关练1.A3.D4.C5.AD6.AC7.BD8.C9.C1.A题图乙所示的时刻两列波波峰与波谷叠加,振动减弱,两列波的振幅相等,两波“消失”。根据波形平移法判断可知,在题图乙所示的时刻,向右传播的波单独引起x的运动方向向下,y的运动方向向上,向左传播的波单独引起x的运动方向向下,y的运动方向向上,根据叠加原理可知,此时x质点的运动方向向下,y质点的运动方向向上。故选A。2.答案(1)0.40s(2)见解析解析(1)由题图甲可知,波的周期T=0.40s,波长λ=1.0m,所以波速v=λT=2.则Δt=x2v=2.02×2.5所以再经0.40s两列波恰好相遇。(2)与题图甲t1=0.40s时相比,t2=0.90s时刻两边的波都各自再前进114λ,在相遇的部分叠加,则绳子上的波形图线如图所示3.D一切波均能发生干涉和衍射现象,干涉和衍射是波特有的现象,A错误,D正确;要产生稳定的干涉,两列波的频率必须相等,B错误;两列频率相同、振动方向相同的波的叠加区域里,只有当两波源振动的相位差为零时,到两个波源距离之差等于波长整数倍的质点,振动才是加强的,C错误。故选D。4.C由题可知B点为振动加强点,其振幅为A=A1+A2=2cm,周期不变,仍为2×10-2s。综上分析,C正确。5.AD由题图乙可知两列波的周期均为T=0.2s,所以两列波的波长均为λ=vT=4m,A正确;Q点到S1和S2的波程差为Δs=6m-2m=4m=λ,且两列波的相位差为0,所以Q点为振动加强点,其振幅为A+A=20cm,B错误,D正确;当质点Q运动至平衡位置时,其位移为0,C错误。故选A、D。6.ACa、b、c三点到波源S1与到波源S2的距离相等,三点都是振动加强点,选项A正确,B错误;由题意可知b点是ac的中点,某时刻a是两列波的波峰相遇点,c是与a相邻的两列波的波谷相遇点,则经过T4两列波的波峰传到b,质点b在波峰,选项C正确,7.BD根据同侧法可知,此时两列波在M点引起的振动方向均向下,M点速度不为零,且M点为振动加强点,A错误,B正确;两波在同一介质中传播,波速相同,C错误;此时两波在M点叠加,合位移是0,且振动方向向下,再经过34个周期,质点M将位于波峰,易混易错振动加强点指两列波在该点振动方向相同,并不是每个时刻都是波峰与波峰或波谷与波谷相遇。对于本题此时的波形,M点处平衡位置与平衡位置相遇,甲波使M向下振动,乙波也使M向下振动,所以M点的振动加强了。8.C由图看出,降噪声波与环境声波波长相等,又由于机械波传播的速度由介质决定,可知降噪声波与环境噪声的传播速度相等,则两列波频率相同,叠加时会产生干涉,由于两列声波等幅反相,所以振动减弱,起到降噪作用,A错误,C正确;降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音,只能消除与降噪声波频率相同的杂音,选项B错误;P点并不随波移动,D错误。故选C。9.C两列声波在出口T处发生干涉,当第一次听到最弱的声音时,满足2l=λ2,又因为λ=vf,所以f=v能力提升练1.AC2.A3.ABC4.C5.AC1.ACN点为波谷与波峰相遇点,为振动减弱点,振幅为7cm-5cm=2cm,故A正确;K点为波谷与波谷相遇点,为振动加强点,故B错误;M点为波峰与波峰相遇点,为振动加强点,此时位于波峰位置,再经过14周期时,质点M的位移为零,故C正确;质点M在平衡位置附近振动,2.A根据v=λf,得波长λ=1m,以A为坐标原点,设P为A、B间的任一点,其坐标为x,如图所示:则两波源到P点的路程差为Δl=x-(1.2m-x),其中0<x<1.2m,合振动振幅最大的点(振动加强点)满足Δl=kλ(k为整数),整理有0<1.2m+kλ<2.4m,因λ=1m,k的取值只能是0、1、-1,所以A、B间(不含波源S1和S2)合振动振幅最大的点有3个,故选A。3.ABC由题意可知,S1、S2发出的波在空间共形成5个振动加强的区域,图中直线上各点到两个波源的距离相等,则P点到两波源的距离差等于λ,A说法错误;S1、S2为振动情况完全相同的波源,它们在同一介质中产生两列波,则S1产生的波的传播速度等于S2产生的波的传播速度,B说法错误;若P点此时刻振动最强,过半个周期后,振动仍为最强,C说法错误;因为S1、S2发出的波在空间共形成了5个振动加强的区域,所以波程差最大大于2个波长,且小于3个波长,所以两波源之间的距离一定在2