高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波3 波的反射、折射和衍射课后作业题

第三章　3

一、选择题(本题共5小题，每题7分，共35分)

1．下列现象不属于波的明显衍射现象的是(　D　)

A．“隔墙有耳”

B．“空山不见人，但闻人语声”

C．河中芦苇后面没有留下无波的区域

D．池中假山前有水波，假山后无水波

解析：假山前有波，假山后无波，说明波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍射现象，故选D。

2.如图所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于(　B　)

A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域

C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅲ以外区域

解析： 由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知道，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故Ⅰ区内水面无波形，故A、C、D选项不正确；该波的波长与小孔B差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影区Ⅲ、Ⅱ之内，明显存在衍射波的波形，故B选项正确。

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0.5 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(　C　)

A．170 m B．340 m

C．425 m D．680 m

解析：d＝＝425 m。

4．(2020·河北省南宫中学等四校高二下学期检测)声波是一种机械波，在空气中传播速度约为340 m/s，人能听到的声波频率在20 Hz到20 000 Hz之间，对于波长为34 m的声波，下列说法正确的是(　C　)

A．在水中它比波长为20 m的声波传播得更快一些

B．不能产生衍射现象

C．它不能被人听到

D．不能产生反射现象

解析：波速由介质决定，在同一介质中波速相同，故A错误；声波具有波的特性，能发生波的反射、衍射和折射，故B、D错误；据v＝λf可知，f＝ Hz＝10 Hz，所以该波为次声波，人不能听见，故C正确。

5．(多选)一列水波通过某孔的实际情况如图(1)所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图(2)四幅图所示，其假想错误的图示有(　BD　)

解析：衍射现象是普遍存在的。波遇到障碍物时都有绕过障碍物的特性，即衍射现象，当障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多时能观察到明显的衍射现象。

二、非选择题(共25分)

6．(8分)人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点来提高耳朵的接收能力？

答案：反射

解析：在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力。

7．(8分)如图所示，相邻实线间的距离等于一个波长，试大致画出波通过孔A和B以及遇到障碍物C和D之后的传播情况。

答案：

解析：由题图可知，孔A和障碍物D跟波长相差不多，因此，从孔A传出的波和遇障碍物D之后的波均有明显的衍射现象；孔B和障碍物C跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波无明显的衍射现象。在画通过孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；遇障碍物D之后波的传播并没有受影响；而从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波只沿直线传播。所以从孔A、B传出的波和遇障碍物C、D之后的波如图所示。

8．(9分)某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为 340 m/s，那么他至少要离障碍物多远？(原声与回声区分的最短时间为0.1 s)

答案：17 m

解析：在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在0.1 s以上，人才能辨别出回声则应有2s＝vt，可得他至少要离障碍物的距离为s＝＝ m＝17 m。

一、选择题(本题共3小题，每题7分，共21分)

1．在空旷的广场上有一堵较高大的墙MN，墙的一侧O点有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源。某人从图中A点走到墙后的B点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到(　D　)

A．声音变响，男声比女声更响

B．声音变响，女声比男声更响

C．声音变弱，男声比女声更弱

D．声音变弱，女声比男声更弱

解析：由于MN很高大，故衍射现象比较弱，由于女声音调更高，波长更小，所以衍射更不明显。

2．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10 m。它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物，能产生显著的衍射现象的是(　C　)

A．①和② B．②和③

C．①和③ D．都可以

解析：①、②、③三种声波的波长分别为λ1＝340× m＝17 m，λ2＝ m＝0.034 m，λ3＝10 m，根据发生明显衍射现象的条件可知，①、③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C正确。

3．如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是(　B　)

A．提高波源频率

B．降低波源频率

C．增大波源距桥墩的距离

D．减小波源距桥墩的距离

解析：波的频率与振动的频率相等，波速不变，根据λ＝，频率增大时波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象明显，故B正确。

二、非选择题(共19分)

4．(8分)墙壁的传音性比空气好得多，但把门窗关闭后(如图)，外面传入室内的声音却明显地减弱，这是为什么？

答案：声波原来在空气中传播，如果没有障碍物，能直接传到室内，当把门窗关闭后，声波遇到墙壁和门窗，在界面上发生反射和折射现象，只有折射进入墙壁和门窗的声波才能进入室内，虽然墙壁和门窗的传音性能好但反射性能也好，所以大部分声波被反射回去，室内的声音就显著地减弱了。

5．(11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？

答案：

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h＝v声t。在这段时间t内，设飞机飞出x，飞机速度是v机，则有x＝v机t。两式相比＝＝cot 60°＝，即飞机速度约为声速的倍。