第三章 3 波的反射、折射和衍射 同步练（含答案）--2023-2024学年高中物理人教版（2019）选择性 必修 第一册

这是一份第三章 3 波的反射、折射和衍射 同步练（含答案）--2023-2024学年高中物理人教版（2019）选择性 必修 第一册，共8页。
3　波的反射、折射和衍射考点一　波的反射和折射1．(2023·昆明一中月考)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，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利用波的折射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2.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、频率相等，波速不等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3．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0.3 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.6 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．221 m   B．442 mC．374 m   D．646 m考点二　波的衍射4．(2023·晋江一中月考)下列现象中属于波的衍射的是(　　)A．敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来B．挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另外几个也跟着一起振动起来C．打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间D．水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播5．在山中伐木时发出的声音既含有频率较高的声波，也含有频率较低的声波，其中只有频率较低的“嘭”“嘭”声才能被远处的人听到，这是因为(　　)A．频率较低的“嘭”“嘭”声能量大，能传到很远B．频率较低的“嘭”“嘭”声速度快，最先到达C．频率较低的“嘭”“嘭”声波长较长，容易发生明显衍射现象D．以上说法均不对6．(2023·河北玉田县一中高二月考)如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知(　　)A．B侧波是衍射波B．A侧波速与B侧波速相等C．增大水波波源的频率，衍射现象将更明显D．增大挡板之间的距离，衍射现象将更明显7．(2022·河北唐山市期中)在水波槽的衍射实验中，击打水面的振子振动频率是10 Hz，水波在槽中的传播速度为0.5 m/s。为能观察到明显的衍射现象，小孔的宽度可以为(　　)A．0.15 m   B．0.05 mC．0.5 m   D．5 m8.(2022·山东临沂市期末)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，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是(　　)A．无论怎样拍打，A都能明显振动起来B．无论怎样拍打，A都不会振动起来C．降低拍打水面的频率D．提高拍打水面的频率9.(2022·江苏扬州市开学考试)在水槽中放置两块挡板，中间留一个狭缝，观察到水波通过狭缝后的传播现象如图所示。现适当减小狭缝宽度，则(　　)A．水波波长变长   B．水波振幅变大C．水波波速变小   D．衍射现象更明显10．(2023·天津市静海一中高二月考)已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波：①周期为 s；②频率为104 Hz；③波长为12 m。它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能发生明显的衍射现象的是(　　)A．①和②   B．②和③C．①和③   D．都可以11.(2022·江苏海安高级中学阶段练习)观察水面波衍射的实验装置如图所示，O是波源，AC和BD是两块挡板，AB是两块挡板间的空隙，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是(　　)A．挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距B．此时能观察到明显的衍射现象C．两挡板AB间空隙增大10倍，衍射现象会更明显D．波源振动频率增大10倍，衍射现象会更明显12．(2022·长郡中学模拟)天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面与观测者距离为d＝3.0 km处进行一次爆炸实验，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Δt＝6.0 s，试估算云层下表面距水平地面的高度。(已知空气中的声速v＝ km/s)       13．(2023·黄冈中学月考)如图甲是在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，根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测车辆的速度。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＝1.0 s，超声波在空气中传播的速度是v＝340 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、P2两个信号的时间间隔内前进的距离是____________ m，汽车的速度是________ m/s。                       3　波的反射、折射和衍射1．C　[潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，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，或利用自身怪异的外形改变反射电磁波的方向，这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，使得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。]2．D　[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、B错误；波发生折射时，频率不变，波速改变，波长改变，故C错误，D正确。]3. C　[右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.3 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝1.9 s。山谷的宽度s＝v(t1＋t2)＝×340×2.2 m＝374 m，故C正确。]4．D　[敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉也响起来，这种现象是共振现象，故A错误；挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另外几个也跟着一起振动，这种现象是受迫振动，故B错误；打雷时，经常听到雷声轰鸣不绝，这是由于雷声经过多次反射，故C错误；水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播，属于波的衍射现象，故D正确。]5. C　[机械波的能量是由振幅决定的，声波在空气中的传播速度都相同，故A、B错误；由λ＝知，v一定，f越低，λ越大，则频率低的声波波长较长，容易发生明显衍射现象，能在较远处被人听到，故C正确，D错误。]6．B　[挡板左边是衍射波的波源，故A错误；在同一种介质中，机械波的波速相等，故B正确；波速不变，增大水波波源的频率，水波的波长将减小，而挡板间距没变，所以衍射现象将没有原来的明显，故C错误；在波长没改变的情况下，增大挡板间距，衍射现象将没有原来的明显，故D错误。]7．B　[根据v＝λf，有λ＝＝＝0.05 m，只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小时，才能够观察到明显的衍射现象，所以只有0.05 m符合要求，故选B。]8．C　[要使树叶振动起来，需要波衍射到树叶处，因为障碍物的尺寸较大，所以要增加水面波的波长才能发生明显衍射，故可降低拍打水面的频率，故选C。]9．D　[适当减小狭缝宽度，水波通过狭缝后，波速与频率不变，根据λ＝知波长不变，A、C错误；波源不变，适当减小狭缝宽度，则波阵面最前方起振的点减少，能量减少，水波振幅减小，B错误；波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长更小，波长不变，适当减小狭缝宽度，衍射现象更明显，D正确。]10．C　[由公式v＝得，周期为 s的声波的波长为λ1＝vT1＝340× m＝17 m；由公式v＝λf得频率为104 Hz的声波的波长为λ2＝＝ m＝0.034 m，发生明显衍射现象的条件是孔、障碍物的尺寸小于波长或者与波长相差不大，故①能发生明显的衍射现象，②不能发生明显的衍射现象。波长为12 m的声波，障碍物宽度为13 m，与该声波波长相差不大，故③能发生明显的衍射现象。因此，能发生明显的衍射现象的是①和③，故C正确，A、B、D错误。]11．B　[波通过空隙后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故A错误；因为波长与空隙的宽度差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故B正确；如果将空隙AB增大，空隙的宽度会大于波的波长，不能观察到明显的衍射现象，故C错误；如果空隙的大小不变，使波源频率增大10倍，因为波速不变，根据λ＝，可知波长减小，观察不到明显的衍射现象，故D错误。]12．见解析解析　由题意画出声波传播平面图，如图所示。设云层下表面距水平地面的高度为h，则由云层反射来的爆炸声传播的距离为s＝2声音经云层反射传来的时间为t1＝声音直接传来的时间为t2＝则Δt＝t1－t2联立以上各式并代入数据，解得h＝2.0 km。13．17　17.9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s1＝v·Δt＝0.2vΔt＝68 ms2＝v·Δt＝0.15vΔt＝51 m汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离为s＝s1－s2＝17 m。已知测速仪匀速扫描，由题图乙记录的数据可求出汽车前进这段距离所用时间为t＝Δt＝0.95 s。汽车的速度v＝＝ m/s≈17.9 m/s。