课时作业(19) 波的反射、折射和衍射（配套练习）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课时作业（十九）波的反射、折射和衍射 答案精解P (建议用时：40分钟) [基础题组练] B.挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后， 题组一波的反射、折射 另外几个也跟者一起振动起来 1.下列关于波的认识，正确的是 C.打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间 A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是 D.水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影 波的折射原理 响地继续向前传播 B.隐形飞机的特殊外形及表面涂特殊隐形物质，是 6.(多选)下列关于波的衍射的说法正确的是() A.衍射是机械波特有的现象 为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 B.对同一列波，缝或孔、障碍物的尺寸越小衍射现 C.超声雷达的工作原理是利用波的折射 象越明显 D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象， C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射 是波的反射现象 现象 2.(多选)关于波的反射，下列说法正确的是 ( D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长 A.波在反射前后，仍在同种介质中传播 7,(多选)如图所示为水波的衍射现象，S为波源，d为 B.波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长 挡板上的小孔宽度，相邻弧线间距为一个波长，其 变短 中符合事实的是 C,波发生反射时，波的频率、波长，波速均不变 D.波发生反射时，反射角始终等于入射角 3.(多选)下列说法正确的是 A.波发生反射时，频率不变，波速变小，波长变短 B.波发生反射时，频率、波长，波速均不变 C,波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生 变化 D,波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 4.当一个探险者进人一个山谷后，为了估测出山谷的 8.(多选)如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相 宽度，他吼一声后，经过0.5s后听到右边山坡反射 距约60m,在防波堤后A、B两处有两个小船进港 回来的声音，又经过1.5s后听到左边山坡反射回 躲避风浪，某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的 来的声音，若声速为340m/s,则这个山谷的宽度 方向向防波堤传播，下列说法正确的是 约为 A.170m B.340m C.425m D.680m 题组二波的衍射 5.下列现象中属于波的衍射的是 A.假设波浪的波长约为10m,则A、B两处小船基 A.敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来 本上不受波浪影响 ·149· B.假设波浪的波长约为10m,则A、B两处小船明 12.如图甲是在高谏公路上用超声波测仪测量车谏 显受到波浪影响 的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根 C.假设波浪的波长约为55m,则A、B两处小船基 据发出和接收的信号间的时间差，测出被测车辆 本上不受波浪影响 的速度.图乙中P、P是测速仪发出的超声波信 D.假设波浪的波长约为55m,则A,B两处小船明 号，，、分别是P、P:由汽车反射回来的信号. 显受到波浪影响 设测速仪匀速扫描，P,、P:之间的时间间隔△ [能力提升] 1.0s,超声波在空气中传播的速度是u=340m/s, 9.已知空气中的声速为340m/s.现有几种声波：①周 若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在接 期为%s:②频率为10Hz:③波长为10m它们传 收到P、P: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. 播时若遇到宽约为13m的障碍物，能产生明显的 回N 衍射现象的是 甲 A.①和② B.②和③ C.①和③ D.都可以 山l 10.在空旷的广场上有一堵较高大的墙，墙的一侧有 一个正在播放男女声合唱歌曲的声源.某人从墙 乙 的另一侧远离墙的A点走到靠近墙的B点，在此 13.在水波槽的衍射实验中，若打击水面的物体振动频 过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到 率是5Hz,水波在水槽中的传播速度为0.05m/s 为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为多少？ 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 11.(多选)青岛灏临黄海，是闲内著名的滨海旅游城 市，有长达800多公里的海岸线，并拥有众多优良 海水浴场.在石老人海水浴场，某同学漂浮在海面 上，水波以3m/s的速率向着海滩传播，该同学记 录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间 为188.下列说法正确的是 ( A.该同学很快就会漂流到沙滩上 B.该水波的周期为1.8s C.该水波的波长为6m D.该水波可以绕过石老人继续传播属于波的衍射 现象 ·150.2.3..),则波速v-=(20n+5)m/s(n=0.1.2. (4)波在△.时间内移动的距离△x-v·△-340×0.1m- t-7: 34m=(4十-)入,由题图可知波沿x轴正方向传播. 3....),则波速不可能为24m/s,选项B错误;振动的各质点 只是在平衡位置上下振动,不随波的传播而移动,选项C错 智(1)20m/s (2)20(4n+1)m/s(n-0、1、2、..) 误;从1。时刻起,质点M处于波峰时波向x轴正方向传播的 (3)若沿x轴正方向传播,v-20(4n+1)m/s(n-0、1、 )m(n'=0.1.2. 2、...);若波沿x轴负方向传播,u-20(4n+3)m/s(n=0、1、 2、..)(4)沿:轴正方向传播 0.8 课时作业(十九) 1.2.3..),则有△-s+7 40n+10s,故当n-0、n'-0时 1.B 解潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利用了波 -0.7s.选项D正确. 的反射原理,选项A错误;隐形飞机隐形的原理是通过降低 9.解析(1)由题图甲可知周期T-6.0s,且质点N在/-3.0s 飞机的声、光、电等可探测特征量,使雷达等防空探测器无法 时刻向下运动,由题图乙可知波沿x轴负方向传播,且入 发现,可在隐形飞机机身表面涂高效吸收电磁波的物质,或 8m,故波速大小一一 使用吸收雷达电磁波的材料,或利用自身的特殊外形改变反 射电磁波的方向,这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、 (2)由波沿工轴负方向传播,可知△时间内波传播的距离为 很弱,使得隐形飞机很难被发现,选项B正确;超声雷达发射 -(n+})(n=0、1、2、.),所以时间 =nT+}r 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,选项C错误;水波从深水区传到浅水区改变传播方 (6n+21)s(n-0、1、2、.1). 向的现象,是波的折射现象,选项D错误. 2.ACD 翻波的反射是波在介质界面上反射回同一种介质 (3)从实线时刻算起,质点M的振动方程为 y-Asin2-5sint(cm). 中继续传播的现象;由于传播介质不变,所以波速、频率、波 长均不变;由反射定律知,反射角等于入射角,选项A、C、D 当质点M第1次到达v-2.5cm时,解得1-0.5s.则质点 正确,B错误。 M第11次到达y-2.5cm时,t-t+5T,解得t-30.5s. 3.BC 波发生反射时,在同一种介质中运动,因此波长、 波速和频率都不发生变化;波发生折射时,频率不变,波速和 波长均发生变化,选项B、C正确,A、D错误. 1、2、.()(3)30.5s 4.C 右边的声波从发出到反射回来所用时间为1一 10.解(1)当波向x轴负方向传播时,由波形图可知该波的 0.5s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t一2s 波长为a-3m,从!-0s到1.-0.2s过程中,波向负方向 传播的距离为△r一(+”)(n-0、1、2.). 项C正确. 5.D 解敲响一个音叉,另一个完全相同的音又也响起来。 联立得v-10+15n(n-0.1、2..) 这种现象是共振现象,选项A错误;挂在同一水平绳上的几 当n-0时波速最小..-10m/s. 个单摆,当一个振动后,另外几个也跟着一起振动,这种现象 (2)当波向x轴正方向传播时,由波形图可知么-(十+n)下, 是受迫振动,选项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,选项C错误;水波向前传播时, 因<T,则有一T,则波速为-, 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,选项D正确. 波峰到P点的距离为△r。-一, 6.BD 不是只有机械波(包括横波和纵波)能发生衍射现 象,其他类型的波也能发生衍射现象,衍射是一切波特有的 P点第一次出现波峰的时间为,-r. 2 现象,选项A、C错误;发生明显的衍射是有条件的,只有缝。 联立解得1-0.25s. 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时, 智翻(1)10m/s(2)0.25s 才能观察到明显的衍射现象,选项B正确;声波的波长在 11.解(1)由题图可知,该波的波长a一8m,因△ T,故 1.7cm到17m之间,一般常见的障碍物或孔的大小可与之 △c,由题图可知△= 相比,正是由于声波波长较长,声波容易发生衍射现象,选项 D正确. (2)由于△1无约束条件,根据振动的周期性,可知△ 7.BC波发生明显的衍射现象的条件是:孔、缝的宽度或 (n)T.T-04 障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小,由图可知, 4n11. 小孔宽度较大时,不能发生明显的衍射现象,选项A错误,B 则v-分=20(4n+1)m/s(n-0、1、2、.). 正确;由图可知,小孔宽度较小时,能发生明显的衍射现象, (3)因传播方向及周期均无约束条件,则波传播的双向性和 因频率不变,而波速也不变,则波长也会不变,选项C正确, 时间周期性均要考虑. D错误. 当波沿x轴正方向传播时,由振动的周期性,可知△一 8.AD 解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,选 1、2、...);当波沿x轴负方向传播时,由抓动的周期性,可知 项A、D正确,B、C错误. #_()7 9.C由公式一得,周期为的声波的波长为入一 ·209· (n-0、1、2、3..),n可能的取值为0、1、2,所以两波源连线 上振动加强的位置有5处,选项D正确, 象的条件是孔径、障碍物的尺寸小于波长或者与波长相差不 5.C 解发生稳定的干涉现象时,振动加强和振动减弱的区 大,故①能产生明显的衍射现象,②不能产生明显的衍射现 域是稳定的,加强的区域总是加强,减弱的区域总是减弱,选 象,波长为10m的声波,障碍物宽度为13m,与该声波波长 项A、B.D正确,C错误. 相差不大,故③能产生明显的衍射现象,因此,能产生明显的 6.A 解两列波叠加,A、D均为振动加强的点,在该时刻,A 衍射现象的是①和③,选项C正确,A、B、D错误. 在波峰,位移为十9cm,D在波谷,位移为一9cm,故质点A、 10.D 解由于墙很高大,故衍射现象比较弱,由于女声频率 D在该时刻的高度差为18cm,选项A正确;由题图可知,质 更高,波长更小,所以衍射现象更不明显 点B.C在该时刻是振动减弱的点,则它们始终是振动减弱 11.CD 该同学只会在平衡位置附近振动,不会随波迁 的点,振幅均为1cm,选项B、C错误;只有满足到两波源之 移,选项A错误;该水波的周期为T- _-2s,选项B错 间的距离差等于半波长的偶数倍的质点才是振动加强的点, 显然图中ABDC围成区域内并不是所有质点都满足该条 误;根据波长公式得a一voT一6m,选项C正确;该水波可以 件,所以该区域不是振动加强区,选项D错误. 绕过石老人继续传播属于波的衍射现象,选项D正确. 7.AD霸波峰与波谷相遇时,振幅相消,故实际振幅为 12.解析设汽车在接收到P、P。两个信号时距测速仪的距离 lA. 一Al,选项A正确;波峰与波峰相遇处,质点的振幅最 分别为s、5,则 #二70 大,合振幅为A.十A。,但此处质点仍处于振动状态中,其位 3.7-0.5=0. 2v△r-68m, 移随时间按正弦规律变化,选项B错误:振动减弱点和加强 点的位移随时间按正弦规律变化,选项C错误;波峰与波峰 = (或波谷与波谷)相遇时振动加强,波峰与波谷相遇时振动减 汽车在接收到P、P。两个信号之间的时间内前进的距离 弱,加强点的振幅大于减弱点的振幅,选项D正确。 为-s--17m. 8.AC A、C两点都为波峰与波谷叠加,振动减弱,选项A 已知测速仪匀速扫描,由题图乙记录的数据可求出汽车前 正确;B、D两点是波谷和波谷、波峰和波峰的叠加点,为振动 进这段距离所用时间为 加强点,B、D连线上的所有点都为振动加强点,选项B错 3.5+4.4 0.5+1.7 误,C正确;该时刻,D点处于波峰,偏离平衡位置的位移大 -△-0.95s. 1 小为4cm,B点处于波谷,偏离平衡位置的位移大小为4cm. 3.5-0.5 则B、D两点在该时刻的竖直高度差为8cm,选项D错误. m/s~17.9m/s. 9.ABD根据题意,甲波向右传播,起振方向向下,乙波向 智翻17 17.9 左传播,起振方向向上,选项A正确;根据题图可知甲波波 长为4m,甲波周期为T--2s,频率 *-Hz.乙波 13.在水橹中激发的水波波长为入---0.05 m-0.01m 波长为6m,周期为T.--3s,频率为fe-1 1cm.要使在小孔后产生明显的衍射现象,应使小孔的直径 Hz,则 跟波长相差不多或小于波长。 fa^fz-3;2,选项B正确;再经过3s,甲波波谷到达x 答见解析 7m处,乙波周期为T.一3s.波形与题图所示波形相同,所 课时作业(二十) 以叠加后该质点应该向上振动,选项C错误;再经过3s.甲 波向右传播6m,乙波向左传播6m,根据波的叠加知,x 1.BC 解相遇的两列波,相互独立,互不干扰,选项A错误。 6m处质点的位移为零,选项D正确. B正确;两列波叠加后,某点的位移为两列波在该点的位移 10.B 解这是水波的干涉现象,选项A错误;形成稳定的干 矢量和,选项C正确;叠加后,有的质点振动加强,有的质点 涉图样时,两列波的频率一定相同,选项B正确;加强区和 振动减弱,选项D错误 减弱区在水面上的位置是固定的,不会发生变化,选项C错 2.D 解两波源产生的波都在水中传播,故波速v相等,而 误;干涉现象是波所特有的现象,只要是波,就一定能产生 两列波的波长x\,根据一xf可知,两列波的频率不同 干涉现象,选项D错误. 所以两列波不能产生干涉现象,不能形成稳定的干涉图样, 11.CD由题意知,波长为0.2m,A、B两质点的起振方 选项A错误;任意两列波都可以叠加,选项C错误,D正确; 向相反,AB间距满足波长的整数倍,故A、B外侧均为振动 P点在其平衡位置附近振动,选项B错误. 减弱点,选项A错误;振动加强点满足该点距A、B的位移 3.AC 两列波同时开始传播,由波形可知,S. 开始振动 差为半波长的奇数倍,共有8个点,分别距A点的距离为 方向向下,S。开始振动方向向上,所以根据叠加原理可知, 0. 05 m.0. 15m.0. 25 m.0.35 m.0.45 m.0.55 m.0. 65 m. D、B、C三点都是振动减弱点,振幅都为零,选项A正确,E 0.75m,选项B错误;C点距A点0.4m.为振动减弱点,其 错误;画出再经过T后,两列波单独传播时的波形,如图所 位移始终为零,选项C正确;D点为振动加强点,1一3.25s 时,波II刚传到D点,从平衡位置向上振动,此时波I已在 示,可知D、C间振动叠加后的位移都是零,叠加后D、C间的 D点振动了2.5s,也从平衡位置向上振动,再经0.5s.质 波形是一直线,选项C正确,D错误. 点D经平衡位置向下振动,选项D正确。 _##: 12.解析(1)由题图图像可得,波长为x一0.4m. 周期为r--1s.a-2--2n rad/s. 4.AD能形成稳定的干涉图样,两列波必须频率相同,相 平衡位置在x-0处质点的振动方程为x=2sin2xt(cm). 位差恒定,选项A正确;振动加强区和减弱区各质点的振动 (2)由图像可得,两列波同时到达M点,有/-T-0.75s. 频率与波源相同,选项B错误;树叶会上下振动,但不会沿波 # 的传播方向迁移,选项C错误;设si、s为两波源连线上某点 r-1s时,有(-/-1T, 到两波源的距离,两波源连线上的加强点应满足|s:一s|- .210·