新教材2023_2024学年高中物理第3章机械波3波的反射折射和衍射分层作业新人教版选择性必修第一册

波的反射、折射和衍射

A级 必备知识基础练

1.(多选)以下关于波的认识,正确的是(　　)

A.潜水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.雷达的工作原理是利用波的折射进行定位

D.水波从深水区传到浅水区传播方向改变是波的折射现象

2.(多选)如图所示,一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60 m,在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播,下列说法正确的有(　　)

A.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响

B.假设波浪的波长约为10 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响

C.假设波浪的波长约为55 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响

D.假设波浪的波长约为55 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响

3.已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波:①周期为0.05 s,②频率为1×104 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(　　)

A.①和② B.②和③ 

C.①和③ D.都可以

4.(多选)下列现象属于声波反射现象的是(　　)

A.隔着墙能听到房间外面有人讲话

B.音响设备制作时要考虑混合效应

C.夏日的雷声有时轰鸣不绝

D.在水里的人能听到岸上的声音

5.如图所示是水波遇到小孔后的图像,图中每两条实线间的距离表示一个波长,其中正确的图像是(　　)

B级 关键能力提升练

6.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,俯视如图所示,小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面,树叶A未发生明显振动。要使树叶A发生明显振动,可以采用的方法是(　　)

A.提高拍打水面的频率

B.降低拍打水面的频率

C.提高拍打水面的力度

D.无论怎样拍打,树叶都不会振动起来

7.一列声波在空气中的波长为0.2 m。当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时,波长变为0.6 m。已知空气中的声速是340 m/s。

(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率;

(2)求该声波在介质Ⅱ中的传播速度;

(3)若声波垂直进入介质Ⅱ,经0.4 s返回空气,则介质Ⅱ的深度为多少?

参考答案

波的反射、折射和衍射

1.ABD　声呐利用了超声波反射原理,A正确;隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质都是为了减少其对电磁波的反射,B正确;雷达的工作原理是利用电磁波的反射进行定位,C错误;水波从深水区传到浅水区时,可把深水区域和浅水区域视为不同介质,故发生的是折射现象,D正确。

2.AD　A、B两处小船明显受到影响是因为水波发生明显的衍射,波浪能传播到A、B处,当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候,会发生明显的衍射现象,故A、D正确。

3.C　①②③三种声波的波长分别为λ1=340×0.05m=17m,λ2=0.034m,λ3=10m,根据发生明显衍射现象的条件可知,①③两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,故选项C正确。

4.BC

5.D　根据发生明显衍射的条件,当波长与小孔的尺寸相当或大于小孔的尺寸时会发生明显的衍射现象,波遇到小孔发生明显的衍射现象时,小孔相当于新的波源,故选D。

6.B　拍打水面时,水波中的质点上下振动,形成的波向前传播,提高拍打水面的频率,则质点振动的频率增加,波的频率与振动的频率相等,根据λ=可知,波速不变,频率增大,则波长减小,衍射现象更不明显,反之降低频率,波长增大,衍射现象更明显,故A、C、D错误,B正确。

7.答案 (1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s　(3)204 m

解析 (1)声波在空气中传播时,由v1=λ1f得f=Hz=1700Hz

由于声波在不同介质中传播时,频率不变,所以声波在介质Ⅱ中传播时,频率为1700Hz。

(2)由v2=λ2f得,声波在介质Ⅱ中的传播速度v2=λ2f=0.6×1700m/s=1020m/s。

(3)声波经=0.2s传至介质Ⅱ底部,故介质Ⅱ的深度h=v2·=1020×0.2m=204m。