1、温馨提示: 此套题为Word版,请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。十二波的反射、折射和衍射 (25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1关于波的频率,下列说法正确的是()A波的频率由波源决定,与介质无关B波的频率与波速有直接关系C波由一种介质传到另一种介质时,频率要发生变化D由公式f可知,频率与波速成正比,与波长成反比【解析】选A。波的频率由波源的频率决定,与波速和介质都无关,波在不同介质中传播时频率保持不变,故A正确,B、C、D错误。【加固训练】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
2、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【解析】选C。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(2021徐州高二检测)如图所示为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.AB,fAfBBAB,fAfBCAB,fAfB DAB,fAfB【解析】选C。由图知A图衍射现象明显,B图不明显,故A的波长长,B的波
3、长短,而相同的介质中,水波的速度相同,根据vf可知,波长越长,则频率越小,故C正确,A、B、D错误,故选C。3.如图所示,O是水面上一波源,实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷,A是挡板,B是小孔。若不考虑波的反射因素,则经过足够长的时间后,水面上的波将分布于()A整个区域 B阴影以外区域C阴影以外区域 D阴影和以外的区域【解析】选B。从图中可以看出A挡板比波长大,所以不能发生明显的衍射,而B小孔与波长相差不多,能发生明显的衍射,所以经过足够长的时间后,水面上的波将分布于阴影以外区域,故B正确。4下列说法中错误的是()A衍射是一切波特有的现象B障碍物或孔越小越易产生衍射C在空旷的山谷里叫喊,可
4、以听到回音,这是声波的衍射现象D在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声音的反射现象【解析】选C。衍射是一切波特有的现象,故A正确,不符合题意;障碍物或孔越小越易产生衍射,故B正确,不符合题意;在空旷的山谷里叫喊,可以听到回音,这是声波的反射现象,C错误,符合题意,D正确,不符合题意,故选C。5在水波槽里放两块挡板,中间留一窄缝,已知窄缝的宽度为0.5 cm,所用水波的波长为5 cm,则如图所示的衍射图样中正确的是()【解析】选C。窄缝宽度是0.5 cm,明显小于水波波长5 cm,符合发生明显衍射的条件,且水波是以水中“某点”为中心的弧线,且波长不变,故A、B、D错误,C正确。6海浪从远海传向
5、海岸。已知海浪的传播速度与海水的深度有关,海水越深,速度越大。一艘大船停泊在离岸较远处,振动的周期为8 s,则()A海浪拍打海岸的周期大于8 sB海浪从远海传向海岸,相邻波峰之间的距离变大C悬挂在船上摆长为1 m的单摆的振动周期为8 sD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【解析】选C。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8 s,所以选项A错误;根据v得,海浪的波长vT,离海岸越近,波长越小,即相邻波峰之间的距离变小,所以选项B错误;悬挂在船上的单摆振动属于受迫振动,其振动频率取决于驱动力频率,与固有频率无关,所以选项C正确;机械波发生明显衍射的条件是:
6、障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多,离海岸更近时,海浪波长变小,故衍射现象不如较远处明显,所以选项D错误。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7(12分)一架飞机水平匀速地从某同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍?【解析】设飞机在人头顶正上方时距地面的高度是h,发动机声传到地面所用的时间是t,声速是v声,有hv声t。在这段时间t内,设飞机飞出x,飞机速度是v机,则有xv机t。两式相比cot60,即飞机速度约为声速的倍。答案:倍【加固训练】在
7、水波槽的衍射实验中,若打击水面的振子振动频率是5 Hz,水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s,为观察到显著的衍射现象,小孔直径d应为多少?【解析】在水槽中激发的水波波长为: m0.01 m1 cm。要求在小孔后产生显著的衍射现象,应取小孔的尺寸小于波长。答案:小孔直径d应小于1 cm8(12分)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t1.0 s,超声波在空气中
8、的传播速度是v340 m/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?【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:2s12s2vt,其中ttP1n1tP2n2()t0.1 s,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s1s2 m17 m。已知测速仪匀速扫描,由图乙记录数据可求出汽车前进(s1s2)这段距离所用时间为tt(1.0) s0.95 s,汽车运动的速度v m/s17.9 m/s。答案:17 m17.9 m/s (15分钟40分)9.(6分)如图所示,甲为波源,M
9、、N为两块挡板,其中M板固定,N板可移动,两板中间有一狭缝。此时测得乙处点没有振动。为了使乙处点能发生振动,可操作的办法是()A增大甲波源的频率B减小甲波源的频率C将N板竖直向下移动一些D将N板水平向右移动 一些【解析】选B。乙处点没有振动,说明波没有衍射过去,原因是M、N间的缝太宽或波长太小,因此若使乙处质点振动,可采用N板上移减小间距或增大波的波长,即减小甲波源的频率,故B正确,A、C、D错误。10(6分)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
10、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【解析】选A。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vf知,声波在水中的波长较大,对应于题图中波形曲线b。故选项A正确。【加固训练】如图所示,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为,经折射后射出a、b两束光线,则()A在真空中,a光的波长大于b光的波长B在玻璃中,a光的波长大于b光的波长C在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度D若改变
11、光束的入射方向使角逐渐减小,则折射光线b首先消失【解析】选C。光线a的偏折程度大,则a光的折射率大,说明a光的频率高,根据vf,a光在真空中的波长较短,故A错误;由v可知,由于a光的折射率大,则在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度,由vf可知,由于在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度且a光的频率高,则在玻璃中,a光的波长小于b光的波长,故B错误,C正确;若改变光束的入射方向,使角逐渐减小,则两光都不能发生全反射,即都不会消失,故D错误。故选C。11(6分)关于波的衍射,下列说法中错误的是()A衍射是一切波的特性B波长比孔的宽度大得越多,衍射现象越明显C发生波的衍射时必须有两个波源D
12、波的衍射也是由于波的叠加产生的【解析】选C。干涉和衍射现象是波所特有的现象,A正确;波长比孔的宽度大得越多,衍射现象越明显,B正确;发生波的干涉时必须有两个波源,C错误;由于狭缝或小孔有一定的宽度或大小,波通过后出现明暗相间的条纹就是波叠加的结果,因此波的衍射也是由于波的叠加产生的,D正确。故选C。12(22分)某物体发出的声音在空气中的波长为1 m,波速为340 m/s,在海水中的波长为4.5 m。(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0.5 s听到回声,则海水深为多少?(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动,则经过多长时间听到回声?【解析】(1)由f得f Hz340 Hz,因波的频率不变,则在海水中的波速为v海f4.5340 m/s1 530 m/s。(2)入射声波和反射声波用时相同,则海水深为hv海1 530 m382.5 m。(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tv海t2h代入数据解得t0.498 s。答案:(1)3401 530(2)382.5 m(3)0.498 s关闭Word文档返回原板块