（2021新人教版）高中物理选修性必修第一册课时分层作业 13 波的反射、折射和衍射练习.doc

1、1/6 课时分层作业课时分层作业(十三十三)波的反射波的反射、折射折射 和衍射和衍射 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一波的反射和折射波的反射和折射 1(多选多选)下列说法正确的是下列说法正确的是() A入射波面与法线的夹角为入射角入射波面与法线的夹角为入射角 B入射波面与界面的夹角为入射角入射波面与界面的夹角为入射角 C入射波线与法线的夹角为入射角入射波线与法线的夹角为入射角 D反射角跟入射角相等反射角跟入射角相等 CD根据波的反射定律知根据波的反射定律知 C、D 两项正确两项正确 2下列说法正确的是下列说法正确的是() A入射波的波长和反射波的波长相等入射波的波长和反射波

2、的波长相等 B入射波的波长大于折射波的波长入射波的波长大于折射波的波长 C入射波的波长小于折射波的波长入射波的波长小于折射波的波长 D入射角与折射角之比等于两波速之比入射角与折射角之比等于两波速之比 A在同一介质中波长在同一介质中波长、波速是一定的波速是一定的，故选项故选项 A 正确；介质不确定时正确；介质不确定时， 入射波和折射波的波长大小关系无法确定入射波和折射波的波长大小关系无法确定，选项选项 B、C 错误错误；入射角的正弦与折入射角的正弦与折 射角的正弦之比射角的正弦之比，才等于两介质中的波速之比才等于两介质中的波速之比，选项选项 D 错误错误 3一列声波从空气传入水中一列声波从空气传

3、入水中，已知水中声速较大已知水中声速较大， ，则则() A声波频率不变声波频率不变，波长变小波长变小 B声波频率不变声波频率不变，波长变大波长变大 C声波频率变小声波频率变小，波长变大波长变大 D声波频率变大声波频率变大，波长不变波长不变 B声波由空气传入水中声波由空气传入水中，频率不变频率不变，波速变大波速变大，所以波长变大所以波长变大，选项选项 B 正确正确 4(多选多选)声波从声源发出声波从声源发出，在空中向外传播的过程中在空中向外传播的过程中( ) A波速不变波速不变B频率不变频率不变 2/6 C振幅在逐渐变小振幅在逐渐变小D波长在逐渐变小波长在逐渐变小 ABC声波在空中向外传播时声波

4、在空中向外传播时，不管是否遇到障碍物引起反射不管是否遇到障碍物引起反射，其波速只其波速只 由空气决定由空气决定频率频率(由声源决定由声源决定)和波长和波长 v f 均不变均不变，所以所以 A、B 对对，D 错；又错；又 因为机械波是传递能量的方式因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐故其振幅也就逐渐 变小变小，C 对对 考点二考点二波的衍射波的衍射 5 (多选多选)如图所示分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔如图所示分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、 B、 C 图图) 或障碍物或障碍物(D 图图)，其中能发生明显衍射现象的有其中能

5、发生明显衍射现象的有() ABCD BC图图 B、C 中小孔与波长相差不多中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射能发生明显衍射 6(多选多选)关于波的衍射现象关于波的衍射现象，下列说法正确的是下列说法正确的是() A当孔的尺寸比波长大时当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象一定不会发生衍射现象 B只有孔的尺寸与波长相差不多时只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时才会观察到明显的或者比波长还小时才会观察到明显的 衍射现象衍射现象 C只有波才有衍射现象只有波才有衍射现象 D衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象 BCD当孔的尺寸比波长大时当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象会发生衍射现象，

6、只不过不明显只不过不明显只有当只有当 孔孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时或者比波长更小时，才会发生明显的才会发生明显的 衍射现象衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象 7如图所示如图所示，O 是水面上一波源是水面上一波源，实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波 谷谷，A 是挡板是挡板，B 是小孔是小孔若不考虑波的反射因素若不考虑波的反射因素，则经过足够长的时间后则经过足够长的时间后，水水 面上的波将分布于面上的波将分布于() A整个区域整个区域 B阴影阴影以外

7、区域以外区域 3/6 C阴影阴影以外区域以外区域 D阴影阴影和和以外的区域以外的区域 B一列水波在传播过程中遇到了小孔一列水波在传播过程中遇到了小孔 B，相比而言小孔相比而言小孔 B 的尺寸比较小的尺寸比较小， 所以能发生明显的衍射所以能发生明显的衍射，但但 A 挡板的尺寸较大挡板的尺寸较大，所以不能发生明显衍射现象所以不能发生明显衍射现象， 所以水面上的波分布于除阴影所以水面上的波分布于除阴影以外的区域以外的区域，选项选项 B 正确正确 8海浪从远海传向海岸海浪从远海传向海岸已知海浪的传播速度与海水的深度有关已知海浪的传播速度与海水的深度有关， ，海水越海水越 深深，速度越大速度越大一艘大船

8、停泊在离岸较远处一艘大船停泊在离岸较远处，振动的周期为振动的周期为 8 s，则则() A海浪拍打海岸的周期大于海浪拍打海岸的周期大于 8 s B海浪从远海传向海岸海浪从远海传向海岸，相邻波峰之间的距离变大相邻波峰之间的距离变大 C悬挂在船上摆长为悬挂在船上摆长为 1 m 的单摆的振动周期为的单摆的振动周期为 8 s D让船停泊在离海岸更近处让船停泊在离海岸更近处，海浪通过船体的衍射现象更明显海浪通过船体的衍射现象更明显 C海浪的机械振动频率不变海浪的机械振动频率不变， 即海浪拍打海岸的周期与振动周期相同为即海浪拍打海岸的周期与振动周期相同为 8 s，所以选项所以选项 A 错误错误；根据根据 v

9、 T得 得，海浪的波长海浪的波长vT，离海岸越近离海岸越近，波长越小波长越小， 即相邻波峰之间的距离变小即相邻波峰之间的距离变小，所以选项所以选项 B 错误；悬挂在船上的单摆振动属于受错误；悬挂在船上的单摆振动属于受 迫振动迫振动，其振动频率取决于驱动力频率其振动频率取决于驱动力频率，与固有频率无关与固有频率无关，所以选项所以选项 C 正确；正确； 机械波发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多机械波发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多，离海岸离海岸 更近时更近时，海浪波长变小海浪波长变小，故衍射现象不如较远处明显故衍射现象不如较远处明显，所以选项所以选项 D

10、错误错误 9(多选多选)一列简谐横波一列简谐横波，在在 t0.6 s 时刻的图像如图甲所示时刻的图像如图甲所示，此时此时，P、Q 两质点的位移均为两质点的位移均为1 cm，波上波上 A 质点的振动图像如图乙所示质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正则以下说法正 确的是确的是() A这列波的波速是这列波的波速是50 3 m/s B从从 t0.6 s 开始开始，紧接着的紧接着的t0.6 s 时间内时间内， ，A 质点通过的路程是质点通过的路程是 10 m C从从 t0.6 s 开始开始，质点质点 P 比质点比质点 Q 早早 0.4 s 回到平衡位置回到平衡位置 D若该波在传播过程中遇到一个尺寸为若

11、该波在传播过程中遇到一个尺寸为 21 m 的障碍物不能发生明显的衍的障碍物不能发生明显的衍 射现象射现象 4/6 AC由题图甲读出该波的波长为由题图甲读出该波的波长为20 m，由题图乙知周期为由题图乙知周期为 T1.2 s， 则波速为则波速为 v T 20 1.2 m/s50 3 m/s，故故 A 正确；正确；t0.6 s0.5T，A 质点通过的质点通过的 路程是路程是 s2A22 cm4 cm， 故故 B 错误错误； 图示时刻质点图示时刻质点 P 沿沿 y 轴正方向运动轴正方向运动， 质点质点 Q 沿沿 y 轴负方向运动轴负方向运动，所以质点所以质点 P 将比质点将比质点 Q 早回到平衡位置

12、早回到平衡位置，将此图像将此图像 与正弦曲线进行对比可与正弦曲线进行对比可知知P点的横坐标点的横坐标为为xP20 3 m， Q点的横坐标点的横坐标为为xQ40 3 m， 根据波形的微平移法可知质根据波形的微平移法可知质点点 P 比质比质点点 Q 早回到平衡位置的时间早回到平衡位置的时间为为 txQ xP v 20 3 50 3 s0.4 s，故故 C 正确正确；发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长 小或跟波长相差不多小或跟波长相差不多，该波的波长为该波的波长为 20 m，根据这个条件可知该波在传播过程根据这个条件可知该波在传播过程 中遇到一个尺寸

13、为中遇到一个尺寸为 21 m 的障碍物的障碍物，能发生明显衍射现象能发生明显衍射现象，故故 D 错误错误 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10(多选多选)以下说法中正确的是以下说法中正确的是() A波要发生衍射现象必须具备一定的条件波要发生衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象否则不可能发生衍射现象 B要观察到水波明显的衍射现象要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长必须使狭缝的宽度远大于水波波长 C波长越长的波波长越长的波，越容易发生明显的衍射越容易发生明显的衍射 D只有波才有衍射现象只有波才有衍射现象 CD衍射是波特有的现象衍射是波特有的现象，即任何波

14、都会发生衍射现象即任何波都会发生衍射现象，只不过存在明显只不过存在明显 与不明显的差别而已与不明显的差别而已，只有缝只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或或 者比波长更小时者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象才能观察到明显的衍射现象选项选项 C、D 正确正确 11(多选多选)如图所示是声波从介质如图所示是声波从介质进入介质进入介质的折射情况的折射情况，由图判断下列由图判断下列 说法正确的是说法正确的是() A折射角小于入射角折射角小于入射角，声波在介质声波在介质中的波速大于它在介质中的波速大于它在介质 中的波速中的波速 B折射角小于入射角折射角

15、小于入射角，介质介质可能是空气可能是空气，介质介质可能是水可能是水 5/6 C折射角大于入射角折射角大于入射角，介质介质可能是钢铁可能是钢铁，介质介质可能是空气可能是空气 D介质介质中波速中波速 v1与介质与介质中波速中波速 v2满足满足v 1 v2 sin 2 sin 1 AB题图中题图中 MN 为介质界面为介质界面，虚线为法线虚线为法线，1为入射角为入射角，2为折射角为折射角，从从 题图中可直接看出折射角小于入射角题图中可直接看出折射角小于入射角，则选项则选项 C 错误错误；根据折射定律有根据折射定律有 nv1 v2 sin 1 sin 2 1，所以所以 v1v2，选项选项 D 错误错误，

16、选项选项 A 正确；由于入射角大于折射角正确；由于入射角大于折射角， 介质介质对波的折射率小于介质对波的折射率小于介质对波的折射率对波的折射率，可能是空气可能是空气，可能是水可能是水， 选项选项 B 正确正确 12有一辆汽车以有一辆汽车以 15 m/s 的速度匀速行驶的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖在其正前方有一陡峭山崖，汽汽 车鸣笛车鸣笛 2 s 后司机听到回声后司机听到回声，此时汽车距此时汽车距 山崖的距离有多远？山崖的距离有多远？(v声 声 340 m/s) 解析解析汽车匀速行驶汽车匀速行驶， 速度为速度为 v车 车 15 m/s， 声音在空气中传播速度不变声音在空气中传播速度不变

17、 汽汽 车从发出笛声到接收到笛声车从发出笛声到接收到笛声，二者运动时间相同二者运动时间相同如图所示如图所示 设汽车在设汽车在 A 点发出笛声点发出笛声，A 点到山崖点到山崖 B 的距离为的距离为 x1，汽车运动到汽车运动到 C 点接收点接收 到笛声到笛声，设设 AC 距离为距离为 x2，CB 距离为距离为 x，因二者运动时间相同因二者运动时间相同，则有则有 x1x2 x x1xv声 声t 340 m/st x2v 车车t 15 m/st 联立联立得得 x325 m. 答案答案325 m 13天空有近似等高的浓云层天空有近似等高的浓云层为了测量云层的高度为了测量云层的高度， ，在水平地面上与观在

18、水平地面上与观 测者的距离为测者的距离为 d3.0 km 处进行一次爆炸处进行一次爆炸， 观测者听到由空气直接传来的爆炸声观测者听到由空气直接传来的爆炸声 和由云层反射来的爆炸声时间上相差和由云层反射来的爆炸声时间上相差t6.0 s试估算云层下表面的高度试估算云层下表面的高度已知已知 空气中的声速空气中的声速 v1 3 km/s. 6/6 解析解析如图所示如图所示，设设 A 表示爆炸处表示爆炸处，O 表示观测者所在处表示观测者所在处，B 表示云层反表示云层反 射点射点，用用 h 表示云层下表面的高度表示云层下表面的高度，用用 t1表示爆炸声直接经地面传到观测处所表示爆炸声直接经地面传到观测处所 用的时间用的时间，则有则有 dvt1 用用 t2表示爆炸声经云层反射后到达表示爆炸声经云层反射后到达 O 处所经时间处所经时间， 因为入射角等于反射角因为入射角等于反射角， 故有故有 2 d 2 2 h2vt2， 已知已知 t2t1t， 联立联立式式，可得可得 h1 2 vt 22dvt， 代入数值得代入数值得 h2.0103m. 答案答案2.0103m