课时梯级训练(19) 波的反射、折射和衍射（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

课时梯级训练(19)　波的反射、折射和衍射 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．衍射是一切波特有的现象 B．障碍物或孔越小，越易观察到衍射现象 C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象 D．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象 ABD　解析：衍射是一切波特有的现象，A正确；障碍物或孔越小，越易观察到衍射现象，B正确；在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的反射现象，C错误，D正确。 2.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(　　) A．增大波源距桥墩的距离 B．减小波源距桥墩的距离 C．增大波源的振动频率 D．减小波源的振动频率 D　解析：为使水波能带动叶片振动，则要使得水波发生明显衍射现象，根据发生明显衍射现象的条件可知，增大或减小波源距桥墩的距离，都不可行，A、B错误；提高波源的振动频率，根据λ＝知，波长减小，衍射现象不明显，反之，频率减小，波长增大，衍射现象更明显，C错误，D正确。 3.(2024·河北邢台高二模拟预测)机械波在深度不同的A、B两部分水中传播某时刻的波形如图所示，图中明亮区域中间位置为波峰，A部分中波峰间距是B部分中波峰间距的2倍，已知B部分中波速为0.6 m/s。则该机械波(　　) A．在B部分中更容易发生明显衍射现象 B．在A部分中的波速为0.3 m/s C．由A部分进入B部分频率变大 D．在两部分交界面发生了折射现象 D　解析：因A部分中波峰间距是B部分中波峰间距的2倍，可知波在A部分中的波长等于B部分的波长的2倍，即λA＝2λB，则在A部分中更容易发生明显衍射现象，A错误；波在两部分中传播时周期和频率不变，则λA＝vAT，λB＝vBt，在A部分中的波速为vA＝1.2 m/s，B、C错误；波在两种介质中的传播速度不相等，则在两部分交界面发生了折射现象，D正确。 4．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，狭缝宽度d应为(　　) A．10 cm B．5 m C．d>1 cm D．d≤1 cm D　解析：设水波波长为λ，当d≤λ时会发生明显的衍射现象，由题意知λ＝＝ m＝0.01 m＝1 cm，即狭缝宽度d≤1 cm，D正确。 5.(多选)如图所示的是观察水波衍射现象的实验装置。AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源。图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是(　　) A．此时能观察到波明显的衍射现象 B．挡板前后波纹间的距离相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象 ABC　解析：观察题图可知孔的尺寸与波长差不多，能观察到波明显的衍射现象，A正确；因波的传播速度不变，频率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间的距离相等，B正确；若将孔AB扩大，且孔的尺寸大于波长，则可能观察不到明显的衍射现象，C正确；若f增大，由λ＝，知λ变小，衍射现象变得不明显了，D错误。 6.如图所示，S是波源，M、N是带孔的挡板，其中M固定，N可以上下移动，为了使原来振动的A点停止振动，可采用的办法是(　　) A．减小波源S的频率 B．波源S向右移动靠近小孔 C．减小波源S的波长 D．挡板N上移一点 C　解析：为了使原来振动的A点停止振动，即让衍射现象不明显，可以减小波长，或增大缝的宽度。因为波长λ＝，增大波源的频率，可以减小波长，C正确，A、B、D错误。 7．(多选)以下说法正确的是(　　) 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的波长 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　解析：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，C、D正确。 8．天空中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。已知空气中的声速v＝ km/s。则云层下表面的高度为(　　) A．1.0 km B．2.0 km C．3.0 km D．4.0 km B　解析：由题意画出其平面图，如图所示。设云层下表面的高度为h，则云层反射来的爆炸声的传播距离为s＝2，声音反射传来的时间为t1＝，声音直接传来的时间为t2＝，则t1－t2＝Δt，将数据代入以上各式得h＝2.0 km。 9．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，能产生明显的衍射现象的是(　　) A．①和② B．②和③ C．①和③ D．都可以 C　解析：由公式v＝得，周期为 s的声波的波长为λ1＝vT1＝340× m＝17 m；由公式v＝λf得频率为104 Hz的声波的波长为λ2＝＝ m＝0.034 m，产生明显衍射现象的条件是孔径、障碍物的尺寸小于波长或者与波长相差不大，故①能产生明显的衍射现象，②不能产生明显的衍射现象，③能产生明显的衍射现象，C正确，A、B、D错误。 10．一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中传播的速度； (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？ 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＝1 700 Hz 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1 700 Hz。 (2)由v2＝λ2f得，声波在介质Ⅱ中的传播速度 v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s。 (3)由题意可知，声波经＝0.2 s传至介质Ⅱ的底部，故介质Ⅱ的深度h＝v2·＝1 020×0.2 m＝204 m。 11．甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m。有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰。 (1)此水波的波长为多少？波速为多少？ (2)若此波在传播过程中遇到一根竖直的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？ (3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？ (4)若该桥为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？ 答案：(1) m　 m/s　(2)会　(3)能　(4)能 解析：(1)由题意知：周期T＝ s＝3 s。 设波长为λ，则5λ＋＝24 m，λ＝ m。 由v＝得，v＝ m/s。 (2)由于λ＝ m，大于竖直电线杆的直径，所以此波通过竖直的电线杆时会发生明显的衍射现象。 (3)(4)由于λ＝ m>3 m，所以此波无论是通过直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显衍射现象。 学科网（北京）股份有限公司 $$