人教版2019选择性必修第一册高二物理同步练习3.3波的反射、折射和衍射(原卷版+解析)

第3节波的反射、折射和衍射生活中的波的反射、折射和衍射现象1．下列现象属于波的衍射现象的是（）A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声B．只闻其声，不见其人C．余音绕梁，三日而不绝D．夏日的雷声有时轰鸣不绝2．站在墙外的人可以听到墙的另一侧有人谈话，但看不到谈话人，这是因为（）A．声波能发生衍射，而光波根本不能衍射B．声波是纵波容易发生衍射，而光波是横波不容易发生衍射C．声波的波速较小易于衍射，而光波的波速大难于衍射D．声波的波长较长衍射现象明显，而光波的波长非常短衍射现象不明显波的衍射3．如图所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是（）A．水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射B．水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射C．水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射D．水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射4．小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（）A．无论怎样拍打，A都能振动起来 B．无论怎样拍打，A都不会振动起来C．降低拍打水面的频率 D．提高拍打水面的频率5．关于机械波的衍射，下列说法错误的是（）A．波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射B．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象C．波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显D．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显6．根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（）A．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射B．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射7．声波是一种机械波，在空气中传播速度约为340m/s，人能听到的声波频率在20Hz到20000Hz之间，对于波长为34m的声波，下列说法正确的是（）A．在水中它比波长为20m的声波传播得更快一些B．不能产生衍射现象C．它不能被人听到D．不能产生反射现象8．如图所示的是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，Q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）之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）A．此时能观察到波明显的衍射现象B．挡板前后波纹间距不相等C．如果将孔AB扩大，还可观察到明显的衍射现象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9．在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，图（一）是保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况变化；图（二）是实验时拍摄波长不同的水波通过宽度一定的狭缝的照片，在甲、乙、丙三幅照片中，波长分别是狭缝宽度的、、，对比这三张照片观察衍射现象与波长、狭缝宽度的关系。该实验现象表明（

）A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小，才能观察到明显的衍射现象B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，才能观察到明显的衍射现象C．图（二）丙图可以得出，波长比狭缝小太多就不会发生衍射现象D．图（一）甲可以看出，狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象10．在山中伐木时发出的声音既含有频率较高的声波，也含有频率较低的声波，其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到，这是因为（）A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大，能传到很远B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快，最先到达C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长，容易产生衍射D．以上说法均不对11．一列简谐波沿x铀正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点18cm处。t=0.04s质点A第一次回到平衡位置，则（）A．该简谐波的频率为25HzB．从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置C．该波传播过程中遇到宽度为5m的障碍物能发生明显的衍射现象D．介质中平衡位置在处质点的振动方程为12．如图所示，一简谐横渡在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为t=0.5s时刻的波形图线，虚线b与x轴交点P的坐标为xp=1m下列说法正确的是（）A．t=0时刻P质点的位移为5cmB．这列波的传播速度大小可能为32m/sC．这列波的波源振动频率可能为2.5HzD．若该波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象13．蟾蜍在水塘边平静的水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度与水的深度正相关，蟾蜍的鸣叫频率为1451Hz。下列说法正确的是（

）A．水波从浅水区传入深水区，频率变大B．在深水区，水波更容易发生衍射现象C．水面上飘落的树叶会被水波推向岸边D．测得图中蟾蜍左上位置水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s14．一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图四幅图所示，其假想错误的图示有（）A．孔变小 B．孔变小C．波长变大 D．波长变大15．如图为演示波的衍射装置，S为水平面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板间有一狭缝，此时测得图中A处没有振动，下列说法正确的是()A．使波源的振动频率增大，可以使A处的水振动起来B．使波源的振动频率减小，可以使A处的水振动起来C．移动N板使狭缝间距增大，可以使A处的水振动起来D．当A点振动后，挡板两边的波纹间距相等16．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有（）A．假设波浪的波长约为3m，则A、B两处小船明显受到波浪影响B．假设波浪的波长约为3m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响C．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船明显受到波浪影响D．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响第3节波的反射、折射和衍射生活中的波的反射、折射和衍射现象1．下列现象属于波的衍射现象的是（）A．在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声B．只闻其声，不见其人C．余音绕梁，三日而不绝D．夏日的雷声有时轰鸣不绝【答案】B【详解】A．空旷的山谷里叫喊，可以听到回声，这是声波的反射现象，故A错误；B．波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射，“只闻其声，不见其人”是声波的衍射现象。故B正确；C．“余音绕梁，三日而不绝”，是声波的反射，故C错误；D．雷声有时轰鸣不绝，也是声波的反射，故D错误。故选B。2．站在墙外的人可以听到墙的另一侧有人谈话，但看不到谈话人，这是因为（）A．声波能发生衍射，而光波根本不能衍射B．声波是纵波容易发生衍射，而光波是横波不容易发生衍射C．声波的波速较小易于衍射，而光波的波速大难于衍射D．声波的波长较长衍射现象明显，而光波的波长非常短衍射现象不明显【答案】D【详解】衍射是所有波特有的现象；站在墙外的人可以听到墙的另一侧有人谈话，但看不到谈话人，这是因为声波的波长较长衍射现象明显，而光波的波长非常短衍射现象不明显。故选D。波的衍射3．如图所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是（）A．水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射B．水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射C．水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射D．水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射【答案】B【详解】根据衍射定义，水波进入阴影以外两侧的区域叫做波的衍射，不一定非得绕到障碍物后面的每一点。故选B。4．小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（）A．无论怎样拍打，A都能振动起来 B．无论怎样拍打，A都不会振动起来C．降低拍打水面的频率 D．提高拍打水面的频率【答案】C【详解】要使树叶振动起来，需要波衍射到树叶处，因为障碍物的尺寸较大，所以要增加水面波的波长才能较好发生衍射，故可降低拍打水面的频率，故选C。5．关于机械波的衍射，下列说法错误的是（）A．波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射B．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象C．波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显D．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显【答案】D【详解】A．波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫波的衍射，故A正确，不符合题意；B．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象，故B正确，不符合题意；C．波长一定的机械波通过宽度不同的狭缝时宽度越小衍射越明显，故C正确，不符合题意；D．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越长衍射越明显，故D错误，符合题意。故选D。6．根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（）A．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射B．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射【答案】C【详解】根据波的反射和折射原理，声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射，故C正确，ABD错误。故选C。7．声波是一种机械波，在空气中传播速度约为340m/s，人能听到的声波频率在20Hz到20000Hz之间，对于波长为34m的声波，下列说法正确的是（）A．在水中它比波长为20m的声波传播得更快一些B．不能产生衍射现象C．它不能被人听到D．不能产生反射现象【答案】C【详解】A．波速由介质决定，在同一介质中波速相同，故A错误；BD．声波具有波的特性，能发生波的反射、衍射和折射，故BD错误；C．根据v＝λf代入数据解得f=10Hz所以该波为次声波，人不能听见，故C正确。故选C。8．如图所示的是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，Q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）之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）A．此时能观察到波明显的衍射现象B．挡板前后波纹间距不相等C．如果将孔AB扩大，还可观察到明显的衍射现象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【答案】A【详解】A．发生明显衍射现象的条件是：小孔尺寸要比波长小或者和波长相差不多，所以此时能观察到明显的衍射现象，故A正确；B．波穿过小孔后传播速度不变，频率不变，故波长不变，所以挡板前后波纹间距相等，故B错误；C．如果将孔AB扩大，衍射现象将不明显，故C错误；D．如果孔的大小不变，使波源振动频率增大，则波长变短，衍射现象不明显，故D错误。故选A。9．在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，图（一）是保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况变化；图（二）是实验时拍摄波长不同的水波通过宽度一定的狭缝的照片，在甲、乙、丙三幅照片中，波长分别是狭缝宽度的、、，对比这三张照片观察衍射现象与波长、狭缝宽度的关系。该实验现象表明（

）A．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小，才能观察到明显的衍射现象B．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，才能观察到明显的衍射现象C．图（二）丙图可以得出，波长比狭缝小太多就不会发生衍射现象D．图（一）甲可以看出，狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象【答案】B【详解】AB．由图（一）可知，波长一定时，狭缝越窄衍射现象越明显；由图（二）可知，狭缝一定，波长越大衍射现象越明显；只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小，才能观察到明显的衍射现象，选项A错误，B正确；C．图（二）丙图可以得出，波长比狭缝小太多同样会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，选项C错误；D．图（一）甲可以看出，狭缝宽度再增加也会发生衍射现象，只是衍射现象不明显，选项D错误。故选B。10．在山中伐木时发出的声音既含有频率较高的声波，也含有频率较低的声波，其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到，这是因为（）A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大，能传到很远B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快，最先到达C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长，容易产生衍射D．以上说法均不对【答案】C【详解】AB．机械波的能量是由振幅决定的，声波在空气中的传播速度都相同，故AB错误；CD．由v＝λf可知，v一定，f小，λ大，则频率低的声波波长较长，易发生衍射，能在较远处听到，故C正确，D错误。故选C。11．一列简谐波沿x铀正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，介质中质点A的平衡位置在距坐标原点8cm处，质点B的平衡位置在距坐标原点18cm处。t=0.04s质点A第一次回到平衡位置，则（）A．该简谐波的频率为25HzB．从图示时刻起，质点A比质点B先回到平衡位置C．该波传播过程中遇到宽度为5m的障碍物能发生明显的衍射现象D．介质中平衡位置在处质点的振动方程为【答案】D【详解】A.根据质点振动方向与波的传播方向关系可知t=0时平衡位置在x=0处的质点正经过平衡位置沿y轴正方向运动，由题意可知t=0.04s时，质点A具有与t=0时x=0处质点相同的运动状态，即波从x=0传播到x=8cm所用时间为0.04s，故波速为该简谐波的波长为λ=20cm，所以频率为故A错误；B.从图示时刻起，质点A回到平衡位置所用的时间为波从x=0传播到x=8cm所用的时间，而质点B回到平衡位置所用的时间为波从x=10cm传播到x=18cm所用的时间，故质点A和质点B同时回到平衡位置，故B错误；C.只有障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象，由于5m大于20cm，故C错误；D.t=0时介质中平衡位置在x=10cm处质点由平衡位置向y轴负方向运动，初相位为π，振动的角频率为所以振动方程为故D正确。故选D。12．如图所示，一简谐横渡在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为t=0.5s时刻的波形图线，虚线b与x轴交点P的坐标为xp=1m下列说法正确的是（）A．t=0时刻P质点的位移为5cmB．这列波的传播速度大小可能为32m/sC．这列波的波源振动频率可能为2.5HzD．若该波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象【答案】D【详解】A．t=0时刻P质点的位移，A错误；B．波长若波向右传播，波速无论n取何值都不可能为32m/s，若波向左传播，波速无论n取何值也不可能为32m/s，B错误；C．根据因此，若波向右传播，频率无论n取何值频率不可能为2.5Hz，若波向左传播，频率无论n取何值频率也不可能为2.5Hz，C错误；D．当障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小得多的情况下，会发生明显的衍射现象，因此该波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象，D正确。故选D。13．蟾蜍在水塘边平静的水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度与水的深度正相关，蟾蜍的鸣叫频率为1451Hz。下列说法正确的是（

）A．水波从浅水区传入深水区，频率变大B．在深水区，水波更容易发生衍射现象C．水面上飘落的树叶会被水波推向岸边D．测得图中蟾蜍左上位置水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s【答案】BD【详解】A．蟾蜍声带的振动产生了在空气中传播的声波和池塘中传播的水波，无论是声波还是水波，它们都是由声带振动产生，所以其频率都应该等于声带的振动频率，故A错误；B．由已知水波的传播速度与水的深度正相关，可知水波的波长与水深有关，深水区的波长大，所以更容易发生衍射现象，故B正确；C．水面上飘落的树叶只会上下振动，不会随波向前运动，故C错误；D．蟾蜍的鸣叫频率f=1451Hz，且水波波长λ=0.5cm=0.005m，则波速v=λf=0.005×1451m/s=7.3m/s故D正确。故选BD。14．一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图四幅图所示，其假想错误的图示有（）A．孔变小 B．孔变小C．波长变大 D．波长变大【答案】BD【详解】衍射现象是普遍存在的。波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时能观察到明显的衍射现象，所以AC正确，不符合题意；BD错误，符合题意；故选