2024高中物理课下能力提升十三第十二章第6节惠更斯原理含解析新人教版选修3-4

PAGEPAGE2惠更斯原理[基础练]一、选择题1．(2024·德州高二检测)下列说法中正确的是()A．水波是球面波B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波2．同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图所示，则下列说法正确的是()A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线3．下列现象哪些是利用了波的反射()①手扶耳旁听远处的人说话②医生给病人做超声波检查③雷达的工作原理④潜艇利用声呐探测四周物体的分布状况A．①②③B．①②④C．①③④D．①②③④4．小明和小刚每天上学途中都要经过一座铁桥，学习了波的学问之后，小明和小刚想到了一个测量桥长的方法，一人在铁桥的一端用锤子敲击一下，另一人在铁桥的另一端听传来的声音，结果发觉经空气和铁桥，声音传到另一端的时间差为2s(声波在空气中传播速度v1＝340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s)，则桥长大约为()A．680mB．9800mC．730.7mD．无法计算二、非选择题5．(2024·曲阜高二检测)某物体发出的声音在空气中的波长为1m，波速为340m/s，在海水中的波长为4.5m，此物体在海面上发出声音经0.5s听到海底的回声，则海水深为多少米？[提能练]一、选择题1．[多选]下列关于波的相识，哪些是正确的()A．潜艇利用声呐探测四周物体的分布状况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特别隐形物质，是为了削减波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的折射D．水波从深水区传到浅水区变更传播方向的现象，是波的折射现象2．一列声波在第一种匀称介质中的波长为λ1，在其次种匀称介质中的波长为λ2，若λ1＝2λ2，则该声波在两种介质中的频率之比和波速之比分别为()A．2∶1,1∶1B．1∶2,1∶4C．1∶1,2∶1D．1∶1,1∶23．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a，距离墙均为eq\r(3)a，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到其次声枪响时为()A．听不到B．甲开枪3t后C．甲开枪2t后D．甲开枪eq\f(\r(3)＋\r(7),2)t后4．利用回声探测器测量海水的深度，若声波在海水中的传播速度为1500m/s，要使该仪器在测量大于30m深度时，误差不超过5%，则在测定信号发出及返回的时刻时，精确度至少应达到()A．0.01sB．0.05sC．0.001sD．0.005s二、非选择题5．(2024·洛阳高二检测)某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs后收到反射波；隔0.8s后再发出一个脉冲，经198μs收到反射波，已知无线电波传播的速度为c＝3×108m/s，求飞机的飞行速度v。6．医用B超仪发出的超声波频率为7.25×104Hz,这种超声波在人体内传播的波长为2cm，在给某患者有肝脏病变的部分进行检测时(如图)，从探头发出的同一超声脉冲波经病变部分反射回到探头有两个信号，相隔时间为Δt＝32μs。试计算患者病变部分厚度的大小。答案[基础练]1．解析：选B若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B正确，C、D错误。由于水波不能在水外的空间中传播，故水波不是球面波，A错误。2．解析：选A同一音叉发出的声波，声源相同，频率f相同、周期T相同，C、D错误；又声波在水中传播的速度比在空气中大，依据波长λ＝vT可知声波在水中波长较大；由题图中波形曲线可知b比a的波长长，故b是水中声波的波形曲线，A正确，B错误。3．解析：选D手扶耳旁听远处的人说话是利用了声波的反射；超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射；雷达则是利用了电磁波的反射，D正确。4．解析：选C由题意可知：eq\f(l,340m/s)－eq\f(l,4900m/s)＝2s，解得l≈730.7m，C正确。5．解析：因波的频率f＝eq\f(v气,λ气)＝eq\f(v水,λ水)在海水中：v水＝eq\f(λ水,λ气)v气，海水深度h＝eq\f(v水t,2)代入数据解得h＝382.5m答案：382.5m[提能练]1．解析：选ABDA、B、C选项中应用了波的反射现象，A、B正确，C错误；D选项是波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，折射率不同，故波的传播方向发生变更，D正确。2．解析：选C同一列波，在不同介质中波的频率肯定，故频率之比为1∶1，由v＝λf，有v1∶v2＝λ1∶λ2＝2∶1，C正确。3.解析：选C乙听到第一声枪响必定是甲开枪的声音干脆传到乙的耳中，故t＝eq\f(2a,v)，甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到其次声枪响必定是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB，由几何关系可得AC＝CB＝2a，故其次声枪响传到乙的耳中的时刻为t′＝eq\f(AC＋CB,v)＝eq\f(4a,v)＝2t，C正确。4．解析：选C利用回声测深器测量海水深度，须记录声波放射时刻及接收到被海底反射回来的声波的时刻，从而得到声波在海水中来回一次的时间Δt，海水深度为eq\f(v·Δt,2)，现要求测30m以上深度时，误差不超过5%，则时间测得值Δt的误差δ≤eq\f(2×30×5%,1500)s＝0.002s，故测定信号发出及返回的时刻时，精确度至少应达到0.001s，C正确。5．解析：由于c≫v，故可不考虑电磁波传播过程中飞机的位移；设雷达两次放射电磁波时飞机分别位于x1、x2处，则第一次：2x1＝ct1，其次次：2x2＝ct2，飞机的飞行速度：v＝eq\f(x1－x2,Δt)且Δt＝0.8s代入数据解得：v＝375m/s。答案：375m/s6．解析：超声脉冲波在行进到病变区的前后界