3.3波的反射、折射和衍射 课时优化作业 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.3波的反射、折射和衍射 1.如图所示，S为波源，为两块挡板，其中M板固定，N板可上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A点没有振动，为了使A点能发生振动，可采用的方法有：①增大波源的频率；②减小波源的频率；③将N板向上移动一些；④将N板向下移动一些。以上方法正确的是( ) A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ 2.如图所示的是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，Q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，则对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.挡板前后波纹间距不相等 C.如果将孔AB扩大，还可观察到明显的衍射现象 D.如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象 3.晓宇在实验室利用发波水槽演示了波的衍射现象，调整缝的宽度为，为挡板后放置的两个浮球，实验时发现两浮球始终静止不动。则下列说法正确的是( ) A.将缝的宽度略微调大，则两浮球可能上下浮动 B.将缝的宽度适当调小，则两浮球可能上下浮动 C.增大振源的频率，两浮球可能上下浮动 D.无论如何调节振源的频率，两浮球始终静止 4.下列说法正确的是( ) A.波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B.波发生反射时，频率、波长、波速均发生变化 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 5.鲁本斯管是一根空心铝管，一端用橡皮膜封盖，另一端用木块封住，并让管内充满可燃气体，该气体由铝管上面的一排小孔溢出，用火点燃能形成一排火焰的形状如图甲所示。在橡皮膜端夹放上扬声器让声波在管内传播，调节输入声音的频率，当调到某一频率时，火焰的形状变成如图乙所示。已知管内该气体分子的数密度会影响火焰的长度，则( ) A.图乙现象说明声波发生了衍射现象 B.图乙中a、c火焰最长处此时对应的管内气体分子的数密度最小 C.增大输入声音的频率，相邻a、c火焰最长处之间的距离会减小 D.图乙中a、b、c三处火焰对应的管内气体分子的振动幅度相同 6.下列关于机械波的说法正确的是( ) A.驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大 B.波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 C.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化 D.光可以发生折射现象，而机械波不能发生 7.如图所示，小鸭A（视为质点）在平静的河内戏水，在水面上形成一列稳定的水波，B为岸边飘落的树叶，已知水波的传播速度与水的深度成正比，下列说法正确的是( ) A.树叶B会被水波推向岸边 B.小鸭A的振动周期大于树叶B的振动周期 C.在深水区，水波的频率变大 D.在深水区，水波更容易发生衍射现象 8.关于波现象的描述正确的是( ) A.“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象，这是声波的反射现象 B.在敲响古刹里的大钟时，停止对大钟的撞击后，大钟仍“余音未绝”，这是声波的衍射现象 C.电影院的墙壁上都被装修成坑坑洼洼的，俗称燕子泥，其目的是减弱回声 D.声波从空气传到水中时，不会发生折射 9.如图为演示波的衍射装置，S为水平面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板间有一狭缝，此时测得图中A处没有振动，下列说法正确的是( ) A.使波源的振动频率增大，可以使A处的水振动起来 B.使波源的振动频率减小，可以使A处的水振动起来 C.移动N板使狭缝间距增大，可以使A处的水振动起来 D.当A点振动后，挡板两边的波纹间距相等 10.向水面上扔一个石块，形成如图所示的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，水波通过图甲的孔A和B以及遇到图乙中障碍物C和D之后能发生明显衍射的有( ) A.孔A B.孔B C.障碍物C D.障碍物D 11.关于波的衍射，下列说法中正确的是( ) A.衍射是一切波的特性 B.波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越不明显 C.发生波的衍射时必须有两个波源 D.波的衍射也是由于波的叠加产生的 12.如图所示，一束宽度为d的平行光沿水平方向传播，经过不透光的挡板后照射到竖直墙面上，过挡板上边缘的水平延长线与竖直墙面相交于O点，下列说法正确的是( ) A.由于光的衍射，可能会进入到O点下方的墙上 B.光只会沿直线前进，一定不会进入到O点下方的墙上 C.光的波长越长，光线进入到O点下方墙上的区域越大 D.光的能量越大，光线进入到O点下方墙上的区域越大 13.如图____________（选填“a”或“b”）所示是水波的反射现象。机械波发生折射时，传播方向发生改变，但____________（选填“波速”、“波长”或“频率”）不变。 14.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的____________原理。水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的____________现象。 15.如图所示，某同学使用发波水槽观察到一列水波通过障碍物上的狭缝后在水面继续传播。 （1）图中可观察到波的( ) A.干涉 B.衍射 C.折射 （2）水面各点的振动均为( ) A.自由振动，频率由水体自身性质决定 B.自由振动，频率由驱动力决定 C.受迫振动，频率由水体自身性质决定 D.受迫振动，频率由驱动力决定 （3）若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，狭缝右侧水波的波长_____________（填“增大”或“减小”） 答案以及解析 1.答案：B 解析：A点没有振动，说明衍射现象不明显，即狭缝的尺寸比波长大得多.为使A点振动，可使波长大些或使狭缝窄一些. 2.答案：A 解析：A.发生明显衍射现象的条件是：小孔尺寸要比波长小或者和波长相差不多，所以此时能观察到明显的衍射现象，故A正确； B.波穿过小孔后传播速度不变，频率不变，故波长不变，所以挡板前后波纹间距相等，故B错误； C.如果将孔AB扩大，衍射现象将不明显，故C错误； D.如果孔的大小不变，使波源振动频率增大，则波长变短，衍射现象不明显，故D错误。 故选A。 3.答案：B 解析：AB.当缝的宽度为时，两浮球始终静止不动，可知此时波的衍射现象不明显，即波的波长远小于此时缝宽，若将缝的宽度略微调大，波长仍远小于此时缝宽，同样不会有明显的衍射现象，即两浮球仍会静止不动；若将缝的宽度适当调小，当波长和缝宽接近或者大于缝宽时可发生明显的衍射现象，即此时两浮球可以上下浮动，A错误，B正确； CD.根据公式可知，由于波在介质中的传播速度不变，故当增大振源的频率时波长变短，根据前面分析可知波长仍远小于缝宽，不会有明显的衍射现象，两浮球不可能上下浮动；当减小振源的频率时，波长变大，当波长和缝宽接近或者大于缝宽时可发生明显的衍射现象，此时两浮球会上下浮动，CD错误。 故选B。 4.答案：C 解析：AB.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，故AB错误； CD.波发生折射时，频率不变，波长和波速均发生变化，故C正确，D错误。 故选C。 5.答案：C 解析：A.根据图像可知，图乙现象说明声波发生了共振现象，故A错误； B.管内该气体分子的数密度会影响火焰的长度，但具体关系未知，故B错误； C.受迫振动的频率等于输入的频率，增大输入声音的频率，周期变小，波速不变，则波长变短，相邻a、c火焰最长处之间的距离会减小，故C正确； D.图乙中a、b、c三处火焰对应的管内气体分子的振动幅度不同，当输入频率等于固有频率振幅最大。故D错误。 故选C。 6.答案：A 解析：A.根据共振发生的条件及共振曲线可知，驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大，故A正确； B.波的频率决定于波源，波速决定于介质，波长决定于介质和波源，波发生反射时，波的频率、波速和波长都不发生变化，故B错误； C.发生多普勒效应时，波源本身的频率不发生变化，观测者测得波源的频率发生变化，故C错误； D.光和机械波都可以发生折射现象，故D错误。 故选A。 7.答案：D 解析：A.水面上的树叶只会上下振动，不能随波迁移，不会被水波推向岸边，选项A错误； BC.水波传播过程中，各个质点与波源的振动频率和周期均相等，选项BC错误； D.根据波速公式 结合波的传播速度与水的深度成正比的条件可知，深水区的水波速度更大，波长更长，更容易发生衍射现象，选项D正确。 故选D。 8.答案：C 解析：A.“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象，这是声波的衍射现象，A错误； B.停止对大钟的撞击后，大钟的振动不会立即停止，振动的能量不会凭空消失，大钟做阻尼振动一段时间，因此还会在空气中形成声波，这就是余音未绝的原因，B错误； C.电影院的墙壁上都被装修成坑坑洼洼的，俗称燕子泥，其目的是减弱回声，C正确； D.声波也是一种波，具有波的所有性质，会发生折射，D错误。 故选C。 9.答案：BD 解析：A处没有振动说明不能发生明显的衍射现象.发生明显的衍射现象，必须减小狭缝的宽度或增大波长.所以C是错误的.要想增大波长，由知，当减小时，λ增大，所以B正确，A错误.发生衍射前后，波速，波长都是不变的，D正确.故选择BD. 10.答案：AD 解析：当障碍物或孔的尺寸与机械波的波长相比差不多或小于波长时，才可发生明显的衍射现象，由图可知，孔A或者障碍物D的尺寸与水波的波长差不多，则水波通过孔A或者障碍物D时能产生明显的衍射。 故选AD。 11.答案：AD 解析：A.干涉和衍射现象是波所特有的现象，A正确； B.波长比孔的宽度大得越多，衍射现象越明显，B错误； C.发生波的干涉时必须有两个波源，C错误； D.由于狭缝或小孔有一定的宽度或大小，波通过后出现明暗相间的条纹就是波叠加的结果，因此波的衍射也是由于波的叠加产生的，D正确。故选AD。 12.答案：AC 解析：AB.由于光的衍射，可能会进入到O点下方的墙上，选项A正确，B错误； C.光的波长越长，则衍射现象越明显，则光线进入到O点下方墙上的区域越大，选项C正确； D.光的能量越大，则光子的频率越大，波长越小，则衍射现象越不明显，则光线进入到O点下方墙上的区域越小，选项D错误。 故选AC。 13.答案：a；频率 解析：反射光线与入射光线关于法线对称，所以图a所示是水波的反射现象。 机械波发生折射时，传播方向发生改变，但频率不变。 14.答案：反射；折射 解析：潜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； 水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象。 15.答案：（1）B （2）D （3）减小 解析：（1）图中可观察到波的衍射，故选B； （2）水面各点的振动均为受迫振动，频率由驱动力决定，故选D； （3）若使波源保持振动情况不变并同时向狭缝靠近，相比于波源静止，根据多普勒效应可知狭缝右侧水波的频率变大；根据可知狭缝右侧水波的波长减小。 学科网（北京）股份有限公司 $$