高中物理3 波的反射、折射和衍射课后测评

这是一份高中物理3 波的反射、折射和衍射课后测评，共6页。试卷主要包含了下列说法正确的是，海浪从远海传向海岸，以下说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
(建议用时：25分钟)
考点一 波的反射和折射
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．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
C．入射波线与法线的夹角为入射角
D．反射角跟入射角相等
CD [根据波的反射定律知C、D两项正确．]
2．下列说法正确的是( )
A．入射波的波长和反射波的波长相等
B．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
D．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、波速是一定的，故选项A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，选项B、C错误；入射角的正弦与折射角的正弦之比，才等于两介质中的波速之比，选项D错误．]
3．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )
A．声波频率不变，波长变小
B．声波频率不变，波长变大
C．声波频率变小，波长变大
D．声波频率变大，波长不变
B [声波由空气传入水中，频率不变，波速变大，所以波长变大，选项B正确．]
4．(多选)声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )
A．波速不变 B．频率不变
C．振幅在逐渐变小D．波长在逐渐变小
ABC [声波在空中向外传播时，不管是否遇到障碍物引起反射，其波速只由空气决定．频率(由声源决定)和波长eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(λ＝\f(v,f)))均不变，所以A、B对，D错；又因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，C对．]
考点二 波的衍射
5．(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(A、B、C图)或障碍物(D图)，其中能发生明显衍射现象的有( )
A B C D
BC [图B、C中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射．]
6．(多选)关于波的衍射现象，下列说法正确的是( )
A．当孔的尺寸比波长大时，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，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象
C．只有波才有衍射现象
D．衍射是波特有的现象
BCD [当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显．只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象，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，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Ⅰ以外区域
C．阴影Ⅱ以外区域
D．阴影Ⅱ和Ⅲ以外的区域
B [一列水波在传播过程中遇到了小孔B，相比而言小孔B的尺寸比较小，所以能发生明显的衍射，但A挡板的尺寸较大，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Ⅰ以外的区域，选项B正确．]
8．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，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 s
B．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 s
D．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
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＝eq \f(λ,T)得，海浪的波长λ＝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：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．]
9．(多选)一列简谐横波，在t＝0.6 s时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－1 cm，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．这列波的波速是eq \f(50,3) m/s
B．从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m
C．从t＝0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置
D．若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射现象
AC [由题图甲读出该波的波长为λ＝20 m，由题图乙知周期为T＝1.2 s，则波速为v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(20,1.2) m/s＝eq \f(50,3) m/s，故A正确；Δt＝0.6 s＝0.5T，A质点通过的路程是s＝2A＝2×2 cm＝4 cm，故B错误；图示时刻质点P沿y轴正方向运动，质点Q沿y轴负方向运动，所以质点P将比质点Q早回到平衡位置，将此图像与正弦曲线进行对比可知P点的横坐标为xP＝eq \f(20,3) m，Q点的横坐标为xQ＝eq \f(40,3) m，根据波形的微平移法可知质点P比质点Q早回到平衡位置的时间为t＝eq \f(xQ－xP,v)＝eq \f(\( \f(20,3) ),\x( \f(50,3) )) s＝0.4 s，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相差不多，该波的波长为20 m，根据这个条件可知该波在传播过程中遇到一个尺寸为21 m的障碍物，能发生明显衍射现象，故D错误．]
(建议用时：15分钟)
10．(多选)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，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，必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射
D．只有波才有衍射现象
CD [衍射是波特有的现象，即任何波都会发生衍射现象，只不过存在明显与不明显的差别而已，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象．选项C、D正确．]
11．(多选)如图所示是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下列说法正确的是( )
A．折射角小于入射角，声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中的波速
B．折射角小于入射角，介质Ⅰ可能是空气，介质Ⅱ可能是水
C．折射角大于入射角，介质Ⅰ可能是钢铁，介质Ⅱ可能是空气
D．介质Ⅰ中波速v1与介质Ⅱ中波速v2满足eq \f(v1,v2)＝eq \f(sin θ2,sin θ1)
AB [题图中MN为介质界面，虚线为法线，θ1为入射角，θ2为折射角，从题图中可直接看出折射角小于入射角，则选项C错误；根据折射定律有n＝eq \f(v1,v2)＝eq \f(sin θ1,sin θ2)＞1，所以v1＞v2，选项D错误，选项A正确；由于入射角大于折射角，介质Ⅰ对波的折射率小于介质Ⅱ对波的折射率，Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水，选项B正确．]
12．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，此时汽车距
山崖的距离有多远？(v声＝340 m/s)
[解析] 汽车匀速行驶，速度为v车＝15 m/s，声音在空气中传播速度不变．汽车从发出笛声到接收到笛声，二者运动时间相同．如图所示．
设汽车在A点发出笛声，A点到山崖B的距离为x1，汽车运动到C点接收到笛声，设AC距离为x2，CB距离为x，因二者运动时间相同，则有x1＝x2＋x①
x1＋x＝v声·t＝340 m/s·t②
x2＝v车·t＝15 m/s·t③
联立①②③得x＝325 m.
[答案] 325 m
13．天空有近似等高的浓云层．为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d＝3.0 km处进行一次爆炸，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．试估算云层下表面的高度．已知空气中的声速v＝eq \f(1,3) km/s.
[解析] 如图所示，设A表示爆炸处，O表示观测者所在处，B表示云层反射点，用h表示云层下表面的高度，用t1表示爆炸声直接经地面传到观测处所用的时间，则有d＝vt1①
用t2表示爆炸声经云层反射后到达O处所经时间，因为入射角等于反射角，故有2eq \r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,2)))2＋h2)＝vt2，②
已知t2－t1＝Δt，③
联立①②③式，可得h＝eq \f(1,2)eq \r(vΔt2＋2dvΔt)，
代入数值得h＝2.0×103 m.
[答案] 2.0×103 m