2024-2025學(xué)年高中物理第三章機(jī)械波34波的反射折射和衍射波的干涉課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE6-課時(shí)作業(yè)13波的反射、折射和衍射波的干涉1．一漁船向魚(yú)群發(fā)出超聲波，若魚(yú)群正向漁船靠近，則被魚(yú)群反射回來(lái)的超聲波與發(fā)出的超聲波相比(B)A．波速變大B．波速不變C．波速變小 D．無(wú)法確定解析：超聲波的波速由介質(zhì)確定，介質(zhì)不變，則波速不變，B項(xiàng)正確．2．在室內(nèi)講話(huà)的聲音比在室外空曠處講話(huà)的聲音要嘹亮，是因?yàn)?B)A．室內(nèi)空氣不流淌 B．室內(nèi)聲音多次反射C．室內(nèi)聲音發(fā)生折射 D．室內(nèi)物體會(huì)吸附聲音解析：在室內(nèi)聽(tīng)到的聲音嘹亮是因?yàn)槁暡ㄔ谑覂?nèi)墻壁上經(jīng)過(guò)多次反射而得到加強(qiáng)．3．當(dāng)一個(gè)探險(xiǎn)者進(jìn)入一個(gè)山谷后，為了估測(cè)出山谷的寬度，他吼一聲后，經(jīng)過(guò)0.5s聽(tīng)到右邊山坡反射回來(lái)的聲音，又經(jīng)過(guò)1.5s后聽(tīng)到左邊山坡反射回來(lái)的聲音，若聲速為340m/s，則這個(gè)山谷的寬度約為(C)A．170m B．340mC．425m D．680m解析：聽(tīng)到右邊山坡回聲經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間t1＝0.5s．聽(tīng)到左邊山坡回聲經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間t2＝0.5＋1.5＝2.0s．d＝v(eq\f(t1＋t2,2))＝425m.4．下列現(xiàn)象不屬于波的明顯衍射現(xiàn)象的是(D)A．“隔墻有耳”B．“空山不見(jiàn)人，但聞人語(yǔ)聲”C．河中蘆葦后面沒(méi)有留下無(wú)波的區(qū)域D．池中假山前有水波，假山后無(wú)水波解析：假山前有波，假山后無(wú)波，說(shuō)明波沒(méi)有繞過(guò)障礙物，因此不屬于明顯衍射現(xiàn)象，故選D.5．(多選)水波通過(guò)小孔，發(fā)生了肯定程度的衍射，為使衍射現(xiàn)象更明顯，下列做法可取的是(BD)A．增大小孔尺寸 B．減小小孔尺寸C．增大水波頻率 D．減小水波頻率解析：依據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件，可知本題中要使現(xiàn)象更明顯，可實(shí)行：減小小孔尺寸或增大水波波長(zhǎng)，或同時(shí)減小小孔尺寸、增大水波波長(zhǎng)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；介質(zhì)已確定，波速v確定，由v＝λf知：若f變更了，λ也會(huì)變更，就會(huì)影響衍射發(fā)生的明顯程度，因此欲增大波長(zhǎng)，必需減小水波頻率，故C錯(cuò)誤，D正確．6．如圖所示，圖中O點(diǎn)是水面上一波源，實(shí)線(xiàn)、虛線(xiàn)分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，水面上的波形將分布于(B)A．整個(gè)區(qū)域 B．陰影Ⅰ以外區(qū)域C．陰影Ⅱ以外區(qū)域 D．上述選項(xiàng)均不對(duì)解析：從題圖中可以看出擋板A比水波波長(zhǎng)大的多，因此波不會(huì)繞過(guò)擋板A，而小孔B的大小與波長(zhǎng)差不多，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B正確．7．在空曠的廣場(chǎng)上有一堵較高大的墻MN，墻的一側(cè)O點(diǎn)有一個(gè)正在播放男女聲合唱歌曲的聲源．某人從圖中A點(diǎn)走到墻后的B點(diǎn)，在此過(guò)程中，假如從聲波的衍射來(lái)考慮，則會(huì)聽(tīng)到(D)A．聲音變響，男聲比女聲更響B(tài)．聲音變響，女聲比男聲更響C．聲音變?nèi)酰新暠扰暩鮀．聲音變?nèi)?，女聲比男聲更弱解析：由于MN很高大，故衍射現(xiàn)象比較弱，由于女聲音調(diào)更高，波長(zhǎng)更小，所以衍射更不明顯．8．利用超聲波可以探測(cè)魚(yú)群的位置，在一只裝有超聲波放射和接收裝置的漁船上，向選定的方向放射出頻率f＝5.8×104Hz的超聲波后，經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝0.64s收到從魚(yú)群反射回來(lái)的反射波．已知這列超聲波在水中的波長(zhǎng)λ＝2.5cm，求魚(yú)群到漁船的距離是多少？答案：464m解析：所放射的超聲波在水中的傳播速度為：v＝λf＝2.5×10－2×5.8×104m/s＝1450m/s超聲波來(lái)回的路程為：x＝vt＝1450×0.64m＝928m漁船到魚(yú)群的距離為x′＝eq\f(x,2)＝464m.1．有一障礙物的寬度為10m，下列衍射現(xiàn)象最明顯的是(A)A．波長(zhǎng)為40m的波B．波長(zhǎng)為9.9m的波C．頻率為40Hz的聲波(聲速v＝340m/s)D．頻率為5000MHz的電磁波(波速v＝3.0×108m/s)解析：C中聲波的波長(zhǎng)λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(340,40)m＝8.5m，D中電磁波的波長(zhǎng)為λ＝eq\f(v,f)＝eq\f(3×108,5000×106)m＝0.06m．將四種波長(zhǎng)與障礙物的尺寸比較可知，頻率為40m的聲波波長(zhǎng)最大，所以產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象最明顯．故選A.2．一列波在傳播過(guò)程中通過(guò)一個(gè)障礙物，發(fā)生了肯定程度的衍射，以下哪種狀況使衍射現(xiàn)象更明顯(D)A．增大障礙物的尺寸，同時(shí)增大波的頻率B．增大障礙物的尺寸，同時(shí)減小波的頻率C．縮小障礙物的尺寸，同時(shí)增大波的頻率D．縮小障礙物的尺寸，同時(shí)減小波的頻率3．右圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線(xiàn)，則(D)A．2與1的波長(zhǎng)、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長(zhǎng)不等C．3與1的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等解析：波線(xiàn)1、2都在介質(zhì)a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長(zhǎng)均相等，A、B錯(cuò)；波線(xiàn)1、3是在兩種不同介質(zhì)中傳播，波速不同，但波源沒(méi)變，因而頻率相等，由λ＝eq\f(v,f)得波長(zhǎng)不同，故C錯(cuò)，D對(duì)．4．一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則(B)A．聲波頻率不變，波長(zhǎng)變短B．聲波頻率不變，波長(zhǎng)變長(zhǎng)C．聲波頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)D．聲波頻率變大，波長(zhǎng)不變解析：由于波的頻率由波源確定，因此聲波無(wú)論在空氣中還是在水中頻率都不變，C、D錯(cuò)誤；又因聲波在水中速度較大，由公式v＝λf可得，聲波在水中的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤，B正確．5．圖甲為一簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖像，圖乙為該橫波中x＝3m處質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像，則下列說(shuō)法正確的是(D)A．波的傳播方向沿x軸正方向B．波的傳播速度大小為1cm/sC．在t＝2.0s時(shí)刻，圖甲中x＝4m處質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)加速度大小為0D．若該波遇到尺寸大小為1m的障礙物或孔時(shí)，該波會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象解析：由題圖乙知t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A處于平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，結(jié)合題圖甲可知波沿x軸負(fù)方向傳播，A錯(cuò)誤；由題圖甲可知λ＝4m，由題圖乙知T＝4s，故波速v＝eq\f(λ,T)＝1m/s，B錯(cuò)誤；t＝0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B處于波峰，經(jīng)過(guò)2.0s即半個(gè)周期后質(zhì)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到波谷，加速度最大，C錯(cuò)誤；發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或相差不多，故D正確．6．如圖所示，S1、S2是同一個(gè)水槽內(nèi)的兩個(gè)波源，它們?cè)谒壑蟹謩e激起水波，圖中實(shí)線(xiàn)表示波峰，虛線(xiàn)表示波谷，兩列波的波長(zhǎng)分別為λ1、λ2，且λ1>λ2，某時(shí)刻圖中P質(zhì)點(diǎn)處恰好兩列波的波峰相遇．下列說(shuō)法中正確的是(D)A．P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的B．經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，P質(zhì)點(diǎn)恰好是兩列波的波谷疊加C．由于兩列波的波長(zhǎng)不同，因此P點(diǎn)的振動(dòng)不遵從波的疊加原理D．P點(diǎn)的振動(dòng)仍遵從波的疊加原理，但并非始終加強(qiáng)解析：只有相干波源才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣，題目中兩列波的波長(zhǎng)不同，依據(jù)v＝λf可以知道它們的頻率不同，所以它們不是相干波源，則P質(zhì)點(diǎn)并不是始終振動(dòng)加強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；兩列波的頻率不同，所以周期也不相同，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期的時(shí)間并不明確，兩列波不行能都是波谷到達(dá)P點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；不管兩列波是不是相干波，它們相互重疊時(shí)，總是符合波的疊加原理的，故C錯(cuò)誤；從上面的分析可以知道兩列波不是相干波，所以振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)不是固定不變的，即P點(diǎn)的振動(dòng)并不是始終加強(qiáng)，故D正確．7．如圖所示，相鄰實(shí)線(xiàn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，試大致畫(huà)出波通過(guò)孔A和B以及遇到障礙物C和D之后的傳播狀況．答案：如圖所示解析：由題圖可知，孔A和障礙物D跟波長(zhǎng)相差不多，因此，從孔A傳出的波和遇障礙物D之后的波均有明顯的衍射現(xiàn)象；孔B和障礙物C跟波長(zhǎng)相比相差較大，因此，從孔B傳出的波和遇障礙物C之后的波無(wú)明顯的衍射現(xiàn)象．在畫(huà)通過(guò)孔A的衍射波時(shí)要強(qiáng)調(diào)畫(huà)出的同心半圓都是以孔A為圓心的；遇障礙物D之后波的傳播并沒(méi)有受影響；而從孔B傳出的波和遇障礙物C之后的波只沿直線(xiàn)傳播．所以從孔A、B傳出的波和遇障礙物C、D之后的波如圖所示．8．如圖所示，在半徑R＝45m的圓心O和圓周A處，有兩個(gè)功率相同的喇叭，同時(shí)發(fā)出完全相同的聲波，且波長(zhǎng)λ＝10m，若人站在B處，正好聽(tīng)不到聲音；若逆時(shí)針?lè)较蜓刂鴪A周從B走到A，則時(shí)而聽(tīng)到時(shí)而聽(tīng)不到聲音，試問(wèn)在到達(dá)A點(diǎn)之前，還有幾處聽(tīng)不到聲音？答案：8解析：設(shè)人在上半圓周上C處時(shí)，到A、O的路程差Δs＝AC－OC，則人在B處時(shí)，Δs＝R