3.3波的反射、折射和衍射 同步练习题-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）

3.3波的反射、折射和衍射一、单选题1．如图所示，正中心O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔。不考虑波的反射因素，经过一段时间后，水面上的波形将分布于（）A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外的区域C．阴影Ⅱ以外的区域 D．阴影Ⅰ和Ⅱ以外的区域2．下列现象不属于波的明显衍射现象的是（）A．“隔墙有耳” B．“空山不见人，但闻人语声”C．河中芦苇后面没有留下无波的区域 D．池中假山前有水波，假山后无水波3．一列简谐波沿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4．下列关于机械波和机械振动说法正确的是（）A．做简谐振动的物体每次经过同一位置时，位移可能不同B．利用盛沙漏斗演示简谐振动，若漏斗里的沙子逐渐减少，则沙摆的频率先减小后增大C．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生衍射现象D．介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起迁移，但波不能传递能量5．如图所示，在水槽中放两块挡板，挡板中间留一个狭缝，观察水波经过狭缝后的传播情况。已知水波的波长不变，但狭缝的宽度不同，甲图狭缝较宽，乙图狭缝较窄。下列说法正确的是（）A．机械波经过狭缝后均沿直线传播B．甲图狭缝宽度比波长大得较多，衍射现象比较明显C．乙图狭缝宽度跟波长相差不大，衍射现象比较明显D．甲、乙两图中波的衍射现象均不明显6．如图为波源O传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长下列说法正确的是（）A．波通过孔A，发生明显的衍射现象 B．波通过孔B，不发生衍射现象C．波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象 D．波遇到障碍物D，不发生衍射现象二、多选题7．以下关于波的认识，正确的是（）A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的反射D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的衍射现象8．一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（）B．C． D．9．有一障碍物的尺寸为10m，下列哪些波在遇到它时能产生明显衍射现象（）A．波长为1m的机械波B．波长为10m的机械波C．波长为20m的的机械波D．频率为40Hz的声波E．频率为5000MHz的电磁波(波速为3×108m/s)三、填空题10．如图所示的图样为波的_______现象，为使得现象更明显，可适当_______（选填“增大或减小”)波源的频率．11．国庆期间，小明一家驾车去山区旅行，汽车以72km/h的速度在平直的公路上匀速行驶，公路前方有一座高山，汽车鸣笛4s后小明听到回声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s。（1）人们利用声音的反射做成了回声测距系统，运用该系统______（填“能”或“不能”）测量地球和月球之间的距离，原因是__________________。（2）小明听到回声时距离高山多远______？12．如图所示是不同频率的水波通过相同的小孔所能到达区域的示意图，_________情况中水波的频率最大；____________情况中水波的频率最小。四、解答题13．为什么我们有时能听到墙后面的声音？14．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点来提高耳朵的接收能力？15．甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少？波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？参考答案：1．B【解析】【详解】小孔的宽度与水面波波长差不多，而挡板的长度却比波长大得多，故经过一段时间，区域Ⅱ会因为衍射而弥漫水面波，区域Ⅰ却不能发生明显衍射现象。故选B。2．D【解析】【详解】A．“隔墙有耳”是波绕过障碍物继续传播，是声音的衍射现象，故A不符合题意；B．“空山不见人，但闻人语声”，这是障碍物挡住了光，挡不住声音，声音衍射明显，故B不符合题意；C．河中芦苇后面没有留下无波的区域，是水波的明显衍射现象，故C不符合题意；D．池中假山后无水波说明衍射现象不明显，故D符合题意。故选D。3．D【解析】【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。4．B【解析】【详解】A．做简谐振动的物体每次经过同一位置时，位移一定相同，选项A错误；B．利用盛沙漏斗演示简谐振动，若漏斗里的沙子逐渐减少，则沙摆摆长先增加后减小，则根据可知，周期先增大后减小，则频率先减小后增大，选项B正确；C．隔着很高很厚的墙听不到对面说话的声音是因为声波在这时没有发生明显的衍射现象，选项C错误；D．介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起迁移，波能传递能量，选项D错误。故选B。5．C【解析】【详解】A．机械波在传播过程中遇到狭缝后都会发生衍射现象，当发生衍射时，机械波就会传播到本该是“阴影”的区域，不再沿直线传播，A项错误；BCD．观察两幅图可以发现，题图乙中机械波的波长跟狭缝的宽度相差不大，此时衍射现象明显，C项正确，B、D项错误。故选C。6．A【解析】【详解】观察图，孔B和障碍物C尺寸明显大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍然有衍射现象，只是不明显，不易观察；孔A和障碍物D尺寸小于和接近波长，会发生明显衍射现象。故A正确，BCD错误。故选A。7．ABC【解析】【详解】A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射，故A正确；B．隐形飞机的原理是：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，所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确；C．雷达的工作原理是利用波的反射，故C正确；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。故D错误。故选ABC。8．BD【解析】【详解】AB．波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小，从水波通过某孔的实际情况图可知，衍射现象不明显，则说明孔的尺寸比水波的波长更大，故孔变小后，孔的尺寸与水波的波长更接近，衍射现象更明显，故A不符合题意，B符合题意；CD．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，但只有当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时才能观察到明显的衍射现象，从水波通过某孔的实际情况图可知，衍射现象不明显，则说明孔的尺寸比水波的波长更大，故波长变大后，孔的尺寸与水波的波长更接近，衍射现象更明显，故C不符合题意，D符合题意。故选BD。9．BCD【解析】【详解】ABC．能产生明显衍射现象的条件是机械波的波长比障碍物的尺寸差不多或大得多，故BC正确，A错误；D．因频率为40Hz的声波的波长为则遇到尺寸是10m的障碍物能产生明显衍射现象，D正确；E．电磁波的速度是3×108m/s，频率为5000MHz的电磁波，比障碍物小得多，不能产生明显衍射，E错误。故选BCD。10．

衍射

减小【解析】【详解】如图所示的图样为波的衍射现象；.发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小，且波长越长，衍射现象越明显，由题意知，适当减小波源的频率，能增大波长．11．

不能

声音的传播需要介质，太空是真空，不能传播声音

640m【解析】【详解】（1）人们利用声音的反射做成了回声测距系统，声音的传播需要介质，太空是真空，不能传播声音，故不能用来测地球和月球之间的距离。（2）汽车行驶速度由可得，从鸣笛到听到回声时行驶的路程声音传播的路程，设小明听到回声时汽车到高山的距离为，如图所示则结合图示可得则有12．

c

a【解析】【详解】由图知a图衍射现象最明显，c图最不明显，则a中波长最长，则频率最小；c中波长最短，则频率最大。13．见解析【