3.3波的反射、折射和衍射课时作业-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）

人教版高中物理选择性必修第一册课时作业3波的反射、折射和衍射一、单项选择题1、室内的人隔着墙能听到室外的谈话声，而看不见谈话的人，这是因为()A．声波速度小，光波速度大B．声波是纵波，光波是横波C．声波波长较长，容易产生衍射现象D．光波频率高，容易产生衍射现象2、如图，P为桥墩，A为靠近桥墩漂浮的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是()A．提高波源频率B．提高波源周期C．减小波源距桥墩的距离D．增加波源距桥墩的距离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,俯视如图所示,小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面,树叶A未发生明显振动。要使树叶A发生明显振动,可以采用的方法是()A.提高拍打水面的频率B.降低拍打水面的频率C.提高拍打水面的力度D.无论怎样拍打,树叶都不会振动起来5、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．不能产生明显的衍射C．它不能被人听到D．不能产生反射现象6、已知空气中的声速为340m/s。现有几种声波:①周期为120s;②频率为104Hz;③波长为10m。它们传播时若遇到宽约13m的障碍物,能产生明显的衍射现象的是(A.①和②B.②和③C.①和③D.都可以7、如图所示为A、B两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样,由图可知,两列波的波长和频率的大小关系是()A.λA>λB,fA>fBB.λA<λB,fA<fBC.λA>λB,fA<fBD.λA<λB,fA>fB8、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，以下说法正确的是()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二、多项选择题9、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10、如图所示，图中1、2、3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、波速都相等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11、如图所示，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．使波源的振动频率减小，可以使A处的水振动起来B．使波源的振动频率增大，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12、如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波在t＝0.2s时刻的波形图，则下列说法正确的是()A．这列波的波长为12cmB．这列波遇到5m宽的物体，能发生明显的衍射现象C．在t＝0.2s时，x＝6cm处的质点速度沿y轴正方向D．这列波的波速可能为0.4m/s13、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,则 ()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,发生明显的衍射现象14、如图所示,一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60m,在防波堤后A、B两处有两条小船进港躲避风浪。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10m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响B.假设波浪的波长约为10m,则A、B两处小船明显受到波浪影响C.假设波浪的波长约为50m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响D.假设波浪的波长约为50m,则A、B两处小船明显受到波浪影响三、非选择题15、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。(1)该波的频率为________Hz，在海水中的波速为__________m/s。(2)若物体在海面上发出的声音经过0.5s听到回声，则海水深为多少？(3)若物体以5m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声？16、有一辆汽车以15m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v声＝340m/s)17、如图所示，图甲是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收信号间的时间差，测出被测物体的速度。图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.0s，超声波在空气中的传播速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是多少？汽车的速度是多少？18、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象如图所示．(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3m处质点做简谐运动的振动图象(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4s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．答案与解析1、C解析：室内的人隔着墙能听到室外的谈话声，而看不见谈话的人，是由于声波波长较长，能够绕过障碍物发生衍射，而光波的波长短，不容易发生衍射，所以有“闻其声不见其人”的现象，与波的种类等无关，故C正确，A、B、D错误。故选C。2、B解析：波源S连续振动，形成水波，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，根据λ＝eq\f(v,f)，波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之提高波源周期，降低频率，波长增大，衍射现象更明显．衍射现象与传播距离无关，增加或减小波源距桥墩的距离，不会影响衍射现象的发生，故A、C、D错误，B正确．3、C解析：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,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、B解析：拍打水面时,水波中的质点上下振动,形成的波向前传播,提高拍打水面的频率,则质点振动的频率增加,波的频率与振动的频率相等,根据λ=可知,波速不变,频率增大,则波长减小,衍射现象更不明显,反之降低频率,波长增大,衍射现象更明显,故A、C、D错误,B正确。5、C解析：波速由介质决定，在同一介质中波速相同，故A错误；声波具有波的特性，能发生波的反射、折射和衍射，故B、D错误；根据v＝λf可知，f＝eq\f(340,34)Hz＝10Hz，所以该波为次声波，人不能听见，故C正确．6、C解析：由公式v=λT,得周期为120s的声波的波长为λ1=vT=340×120m=17m;由公式v=λf得频率为104Hz的声波的波长为λ2=vf=340104m=0.034m。波发生明显衍射的条件是孔、缝的宽度或障碍物的尺寸小于波长或者与波长相差不大,故①③能产生明显的衍射现象,②不能产生明显的衍射现象。故C正确7、C解析：由图知A波的衍射现象比B波明显,说明A波的波长比B波的波长长,而相同的介质中,波的速度相同,根据v=λf可知,波长越长,则频率越小。故选C。8、A解析：波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故相同音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同．机械波在介质中传播的速度只取决于介质的性质．声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度，由v＝λf知，声波在水中的波长较大，对应于题图中波形曲线b.故A正确．9、BD解析：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;波在不同种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。10、AD解析：波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A对B错；波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝eq\f(v,f)得波长不同，故C错，D对．11、AD解析：A处质点没有振动，说明水波没有衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若要使A处质点振动起来，可增大水波的波长，即波源的振动频率减小，或移动N板使狭缝间距减小，故A正确，B、C错误；当A点振动后，挡板两边的波振动频率相同，波速大小相等，由v＝λf知波长相等，则波纹间距相等，故D正确．12、AD解析：从图中可以看出波长等于12cm，故A正确；由于5m≫λ＝12cm，所以这列波遇到5m宽的物体，不能发生明显的衍射现象，故B错误；由于该波向x轴正方向传播，根据振动和波动关系可知t＝0.2s时刻，x＝6cm处的质点的速度沿y轴负方向，故C错误；由图可知波传播的距离为x＝nλ＋(0.12－0.04)m，这列波的波速v＝eq\f(nλ＋0.08,0.2)m/s＝(0.6n＋0.4)m/s，当n＝0时，这列波的波速为0.4m/s，故D正确。13、AD解析：由题图可知孔B和障碍物C的尺寸明显大于波长,波遇到它们不会发生明显衍射现象,但仍然有衍射现象,只是不易观察;孔A和障碍物D的尺寸小于或接近波长,波遇到它们会发生明显衍射现象,故A、D正确,B、C错误14、AD解析：A、B两处小船明显受到波浪影响是因为水波发生明显的衍射,波浪能传播到A、B处。当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长相差不多的时候,会发生明显的衍射现象。15、答案：(1)3401530(2)382.5m(3)0.498s解析：(1)由f＝eq\f(v,λ)得f＝eq\f(340,1)Hz＝340Hz，因波的频率不变，则在海水中的波速为v海＝λ′f＝4.5×340m/s＝1530m/s。(2)入射声波和反射声波用时相同，则海水深为h＝v海eq\f(t,2)＝1530×eq\f(0.5,2)m＝382.5m。(3)物体与声音运动的过程示意图如图所示，设听到回声的时间为t′，则v物t′＋v海t′＝2h代入数据解得t′≈0.498s。16、答案：325m解析：画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，设汽车由A到C位移为s1，C到山崖B距离为s2，设汽车鸣笛到司机听到回声时间为t，则t＝2s.则：eq\f(s1,v车)＝eq\f(s1＋2s2,v声)＝t解得s2＝eq\f(v声t－s1,2)＝eq\f(v声t－v车t,2)＝eq\f(（340－15）×2,2)m＝325m.17、答案：17m17.9m/s解析：设汽车在接收到P1、P2两个信号时距测速仪的距离分别为s1、s2，则有：2s1－2s2＝vΔt′，其中Δt′＝tP1n1－tP2n2＝(eq\f(12,30)－eq\f(9,30))Δt＝0.1s，则汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离为s1－s2＝eq\f(vΔt′,2)＝eq\f(3