高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 波的反射、折射和衍射同步训练题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册3 波的反射、折射和衍射同步训练题，共8页。试卷主要包含了基础巩固，拓展提升等内容，欢迎下载使用。


一、基础巩固
1．如图，下列各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（A、B图）或障碍物（C、D图），其中能发生明显衍射现象的有（ ）
A．B．C．D．
【答案】BD
【解析】发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸跟波长差不多甚至比波长还小。图中孔的尺寸比水波的波长差不多大两倍，衍射不明显，故A错误；图中孔的尺寸比水波的波长还小，能发生明显衍射，故B正确；图中障碍物的尺寸比水波的波长大好几倍，衍射不明显，故C错误；图中障碍物的尺寸比水波的波长还小，能发生明显衍射，故D正确.故选BD.
2．如图为演示波的衍射装置，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．使波源的振动频率增大，可以使A处的水振动起来
B．使波源的振动频率减小，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
【答案】BD
【解析】发生明显衍射现象的条件是障碍物或者小孔的尺寸跟波长差不多或者比波长小，根据这个条件，本题需减小狭缝的宽度或增大波长，即可求得．处没有振动说明不能发生明显的衍射现象．发生明显的衍射现象，必须减小狭缝的宽度或增大波长．所以C是错误的．要想增大波长，由知，当减小时，增大,所以B正确，A错误．发生衍射前后，波速，波长都是不变的，D正确．故选择BD.
3．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，发生明显的衍射现象
【答案】AD
【解析】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AD正确，BC错误。
故选AD。
4．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是（ ）
A．从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置
B．从图示时刻开始，经过0.01s质点a 通过的路程为0.4m
C．若该波波源从O点沿x轴正向运动，则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50Hz
D．若该波传播中遇到宽3m的障碍物能发生明显的衍射现象
【答案】BD
【解析】波沿正方向传播，此时a向下振动，b向下振动，A错；波长为4m，周期为，0.01s时间内质点a 通过的路程为2A=40cm，B对；该波的频率为50Hz，在波的传播方向各质点振动周期与波源相同，C错；当障碍物的尺寸比波长小时能发生明显的衍射现象，D对；
5．一列水波穿过小孔产生衍射，衍射后的水波（ ）.
A．波长增大B．周期增大C．频率减小D．振幅减小
【答案】D
【解析】由题意可知，水波发生衍射现象，由于频率不变，则周期也不变，因绕过阻碍物继续向前传播的现象叫波的衍射，由于波速不变，则波长也不变，因振动能量的减弱，导致振幅减小。波长增大与分析不符，故A错误。周期增大与分析不符，故B错误。频率减小与分析不符，故C错误。振幅减小与分析相符，故D正确。
6．古语云：“但闻其声，不见其人”，这一现象是声波的
A．反射B．折射C．干涉D．衍射
【答案】D
【解析】声波的波长比较长，它能绕过一般的障碍物而被另一侧的人听到，容易发生衍射现象，就产生了只闻其声不见其人的现象，D正确；故选D。
7．水槽内有一振源振动时产生的水波通过一个空隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是（ ）.
A．增加空隙宽度B．减小空隙宽度C．增加振源的振动频率D．减小振源的振动波长
【答案】B
【解析】发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多，因此，为使衍射现象更明显，可采用的方法是减小空隙宽度或用频率较低的波，振动频率低，则对于波长变大。
8．声波能绕过某一建筑物而传播，这是因为声波（ ）
A．是纵波B．是机械波C．发生了衍射现象D．穿透力强
【答案】C
【解析】声波能绕过某一建筑物传播，声音发生了衍射，说明声波波长较长．声波虽是纵波，但绕过阻碍物的现象不能说明声波是纵波．
9．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
【答案】C
【解析】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。
10．如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射。下列措施可能使波发生较为明显射的是（ ）
A．增大波源的振动频率
B．减小波源的振动频率
C．增大障碍物的长度
D．波源远离障碍物运动
【答案】B
【解析】波发生明显衍射条件即为当波的波长大于障碍物尺寸或与障碍物尺寸相差不多.增大波源的振动频率，由公式可知，波长减小，则波不能发生明显衍射，故A错误；减小波源的振动频率，由公式可知，波长增大，则波可能发生明显衍射，故B正确；增大障碍物的长度，则波不能发生明显衍射，故C错误；波能否发生明显衍射现象与波源和障碍物的相对运动无关，故D错误。故选B。
11．小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视如图所示。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是（ ）
A．以较低的频率拍打水面B．以较高的频率拍打水面
C．只要拍打，A就会明显振动D．无论怎样拍打，A都不会明显振动
【答案】A
【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，以较高的频率拍打水面，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，波速不变，频率增大，根据可知波长减小，衍射现象不明显；反之以较低的频率拍打水面，波长增大，衍射现象更明显。故以较低的频率拍打水面，可以使衍射现象明显，以带动树叶A明显振动起来，选项A正确，BCD错误。故选A。
二、拓展提升
12．如图甲所示，一根拉紧的均匀弦线沿水平的x轴放置，现对弦线上O点（坐标原点）施加一个向上的扰动后停止，其位移一时间图像如图乙所示，该扰动将以2m/s的波速向x轴正方向传播，且在传播过程中没有能量损失，则有（ ）
A．该波遇到长度为3m的障碍物时会发生明显衍射现象
B．1.5sC．2s时4m处的质点开始向上运动
D．2.5s时1m处的质点运动的路程为0.4cm
E.4m处的质点到达最高点时2m处的质点到达最低点
【答案】ABC
【解析】由图可知周期为T=2s，则,由于波长大于障碍物的尺寸，则该波遇到长度为3m的障碍物时会发生明显衍射现象，故A正确；1.5s时波传播的距离为x=vt=1.5×2=3m，质点开始向上运动四分之一周期，故B正确；2s时波传播的距离为x=vt=2×2=4m，质点开始向上，故C正确；由图乙可知，振源只振动了1s，则2.5s时1m处的质点已停止运动，则内1m处的质点的路程为0.2cm，故D错误；
E．4m处的质点到达最高点所用的时间为，由图乙可知，振源只振动了1s，则2m处的质点处于平衡位置，故E错误。故选ABC。
2．一列简谐横波，在t=0.6s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为-1cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是12.5m/s
C．从t=0.6s开始，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置
D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物不能发生明显衍射现象
【答案】AC
【解析】由乙图读出时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正向，故A正确；由甲图读出该波的波长为，由乙图周期为：，则波速为,故B错误；图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，所以质点P将比质点Q早回到平衡位置。将此图象与正弦曲线进行对比可知：P点的横坐标为，Q点的横坐标为 ，根据波形的平移法可知质点P比质点Q早回到平衡位置的时间为，故C正确；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差不多，该波的波长为20m，根据这个条件可知该波在传播过程中遇到一个尺寸为10m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D错误。故选AC。
3．如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为t=△t时刻的波形图线。已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标为xP=1m。则下列说法正确的是
A．这列波的传播速度大小一定为20m/s
B．这列波一定沿x轴正向传播
C．可能有△t=1.25s
D．若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象
【答案】ACD
【解析】由频率可得：周期,由图可得波长λ=8m；故波速，由波长λ=8m可得：若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象，故AD正确；若波向右传播，波的传播距离，n∈N，则，n∈N；当n=3时∆t=1.25s；若波向左传播，则波的传播距离
，n′∈N，则，n′∈N，故B错误，C正确；故选ACD。
4．如图为时刻的波形图，波速为1.2m/s，下述错误的是（ ）
A．振源振动的频率为2.5Hz
B．若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播
C．波源O点在时刻位移为7.5cm
D．该波遇到1m的障碍物将不会发生衍射
【答案】D
【解析】由题图可知,又，所以振源振动的频率为，，A正确，不符合题意；若质点a比质点b先回到平衡位置，则可知a质点正在向下运动，b质点正在向下运动，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，B正确，不符合题意；根据题意可得该波源O点的振动方程为，当时，C正确，不符合题意；衍射现象时波特有的一种现象，任何情况下都会发生衍射，所以当该波遇到1m的障碍物还会发生衍射，D错误，符合题意。故选D。