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。课时素养评价八惠更斯原理波的反射与折射(25分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每题4分,共20分)1.(2020达州高二检测)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【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。由于水波不能在空间中传播,所以它是平面波,A不正确。2.如图所示1、2、3中分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则()A.2与1的波长、频率相等,波速不
2、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【解析】选D。反射波2的波长、频率、波速与入射波1的波长、频率、波速都相等,A、B均错误;折射波3的波长、波速与入射波1的波长、波速都不等,但频率是相等的,C错误、D正确。【总结提升】波的反射和折射问题中的规律(1)频率是由振源决定的。介质中各个质点的振动都是受迫振动,无论是发生反射还是折射,波的频率是不改变的。(2)波速是由介质决定的。波的反射是在同一种介质中传播的,因此波速不变;波的折射是在不同介质中传播的,因此波速改变。(3)波长是由波速和频率共同决定的。在波的反射中,由于波的频
3、率和波速均不变,根据公式=可知波长不改变;在波的折射中,当进入新的介质中波速改变,根据公式=可知波长也改变。3.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【解析】选A。波的频率取决于波源的振动频率,与介质无关,故同一音叉发出的声波在水中传播时的频率与在空气中传播时的频率相同。但机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质,与波的频率无关,声波在水中传播的速度大于
4、在空气中传播的速度。由v=f知,声波在水中的波长应较大,对应题图中波形曲线b,故只有选项A正确。4.(多选)已知某声波在水中的速度v水大于在空气中的速度v空,该声波从空气射入水里,入射角i从零开始逐渐增大时,下列说法中正确的是()A.比值不变B.比值不变C.比值是一个大于1的常数D.比值是一个小于1的常数【解题指南】解答本题时应理解以下两点:(1)根据波的折射定律可知=。(2)入射角改变时,折射角也随之改变,但由两种介质的性质决定,保持不变。【解析】选B、D。由波的折射定律知=,速度由介质决定,所以为由两种介质决定的常数,A错、B正确;又因为v水v空,即是一个小于1的常数,C错、D正确。5.(
5、多选)(2020乐山高二检测)下列叙述中正确的是()A.空间点波源发出的球面波,其波面是一个球面,波线就是以波源为圆心的同心圆B.平面波的波线是一条直线,其波线相互平行C.根据惠更斯原理,波面各点都可看作一个子波源,子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面D.利用惠更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定t+t时刻波面的位置【解析】选B、C、D。球面波的波线沿球面的半径方向,A错误;平面波的波线是一条直线,由于波线与波面垂直,故平面波的波线相互平行,B正确;由惠更斯原理可知,C正确;利用惠更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定另一时刻的波面的位置,D正确。二、非选择题(10
6、分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。)6.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位,已知某超声波的频率为1.0105 Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示。(1)从该时刻开始计时,画出x=7.510-3 m处质点做简谐运动的振动图像(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的时间为4 s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。【解析】(1)T=1.010-5 s,故所求图像如图所示。(2)由波形图读出波长=1510-3 m,由波速公式得v=f鱼群与渔船的距离为x=vt联立式,代入数据得x=3 000 m答案:(1)见解析图(2)3 00
7、0 m7.(7分)(2020宜宾高二检测)当一个探险者进入一个山谷后,为了估测出山谷的宽度,他吼一声后,经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音,若声速为340 m/s,则这个山谷的宽度约为()A.170 mB.340 mC.425 mD.680 m【解析】选C。右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5 s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2 s。山谷的宽度s=v(t1+t2)=3402.5 m=425 m;故C正确。8.(13分)有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛2 s后司机听到回声,此时
8、汽车距山崖的距离有多远?(v声=340 m/s)【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,汽车鸣笛到司机听到回声时间为t。则:=t解得s2= m=325 m。答案:325 m【加固训练】 如图所示,某列波以60的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射,若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90,此波在乙介质中的波速为1.2105 km/s,则(1)该波的折射角为。(2)该波在甲介质中的传播速度为多少?(3)该波在两种介质中的波长比为多少?【解析】(1)由反射定律可得反射角为60,由题图的几何关系可得折射角为r=30。(2)由波的折射定律=,所以v甲=v乙=v乙=1.2105 km/s=2.08105 km/s。(3)因波长=,又因为波在两种介质中的频率相同,则=。答案:(1)30(2)2.08105 km/s(3)关闭Word文档返回原板块