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课时测评16 波的反射与折射
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-6题,每题5分,共30分)
1.下列现象不属于反射现象的是( )
A.回声
B.夏日雷声轰鸣不绝
C.水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变
D.在空房中讲话感到声音更响
答案:C
解析:回声是声音在传播过程中遇到障碍物反射回来的现象;雷声轰鸣是波的反射;水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变,是折射;空房中距离较小,回声和原声传播的时间间隔较短,混在一起加强了声音的效果,所以听起来更响,C正确。
2.一列声波从空气传入水中,已知水中声速较大,则( )
A.声波频率不变,波长变小
B.声波频率不变,波长变大
C.声波频率变小,波长变大
D.声波频率变大,波长不变
答案:B
解析:声波由空气传入水中,频率不变,波速变大,由v=λf知波长变大,选项B正确。
3.一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1,在第二种均匀介质中的波长为λ2,且λ1=3λ2,那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为( )
A.3∶1 1∶1 B.1∶3 1∶4
C.1∶1 3∶1 D.1∶1 1∶3
答案:C
解析:同一列波,频率不变,由v=λf得==,故C正确。
4.(多选)在波的反射过程中,反射波跟入射波相同的量是( )
A.波长 B.波速 C.频率 D.振幅
答案:ABC
解析:反射波和入射波在同一种介质中传播,故频率f和波速v均不变,而由公式λ=得波长也不变,A、B、C正确;由于传播过程中能量的损耗,振幅会减小,D错误。
5.已知声波在空气中传播速度为340 m/s,在两悬崖A、B之间距A为85 m处的P点鸣枪,听到最初两声回声时间间隔Δt=0.5 s,则两悬崖间距离为( )
A.85 m B.170 m C.255 m D.340 m
答案:C
解析:设两悬崖A、B间距离为L,P点距A为x1=85 m,声音由P点经A反射回到P点所用时间t1==0.5 s,声音由P点经B反射回到P所用时间t2=,而且有t2-t1=0.5 s,故t2=1 s,则x2=vt2=170 m,则两悬崖间距离为L=x1+x2=255 m,C正确。
6.(多选)如图为某列波从介质1入射到介质2的波线分布,已知该波在介质1中的周期为T1、频率为f1、波长为λ1、波速为v1,在介质2中的周期为T2、频率为f2、波长为λ2、波速为v2,则下列判断正确的是( )
A.T1>T2 B.f1>f2
C.v1>v2 D.λ1>λ2
答案:CD
解析:折射现象中,折射前后波的周期与频率不变,A、B错误,从题图可知入射角i大于折射角r,由折射定律公式=得,v1>v2,C正确;由v=λf知,λ1>λ2,D正确。
7.(10分)一声波在空气中的波长为30 cm,速度为340 m/s。当折射入另一种介质时,波长变为80 cm。求:
(1)声波在这种介质中的频率;
(2)声波在这种介质中的传播速度。
答案:(1)1 133.3 Hz (2)906.7 m/s
解析:(1)声波由空气进入另一种介质时,频率不变
由v=λf
解得f≈1 133.3 Hz。
(2)因频率不变,有f=
解得v′≈906.7 m/s。
8.(10分)(2024·湖北黄冈中学月考)如图甲是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收的信号间的时间差,测出被测车辆的速度。图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔Δt=1.0 s,超声波在空气中传播的速度是v=340 m/s,若汽车是匀速行驶的,则汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离是多少?汽车的速度是多少?
答案:17 m 17.9 m/s
解析:P1、P2间的刻度值为30个格,时间长为1 s,发出超声波信号P1到接收到反射信号n1间是12个格,则时间为t1=12× s=0.4 s
此时超声波前进的距离x1=vt1=68 m
发出超声波信号P2到接收到反射信号n2间是9个格,则时间为t2=9× s=0.3 s此时超声波前进的距离x2=vt2=51 m
所以汽车接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离为x=x1-x2=17 m
汽车运行17 m的时间为汽车接收到P1、P2两个信号的时刻应分别对应于题图中P1n1的中点和 P2n2的中点,其间有28.5个格,即汽车接收到P1、P2两个信号的时间间隔为t=28.5× s=0.95 s
故汽车的行驶速度v=≈17.9 m/s。
9.(10分)“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。如图是超声波从肝脏表面入射,经折射与反射,最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似,可表述为 = (式中θ1是入射角,θ2是折射角,v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度),超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知v2=0.9v1,入射点与出射点之间的距离是d,入射角是i,肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行。求:肿瘤离肝表面的深度h为多少?
答案:
解析:超声波沿如图所示的路线传播,根据 =,又因为v2=0.9v1,所以sin θ=0.9sin i。又因为在直角三角形中,sin θ=,
所以h=。
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