内容正文:
第2节 波的反射和折射 课时训练
一、选择题:
1.图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则( )
A.2与1的波长、频率相等,波速不等
B.2与1的波速、频率相等,波长不等
C.3与1的波速、频率、波长均相等
D.3与1的频率相等,波速、波长均不等
2.甲、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面,二人相距2a,距墙均为,当甲开了一枪后,乙在t时间后听到第一声枪响,则乙听到第二声枪响的时间为( )
A.甲开枪t后 B.甲开枪2t后
C.甲开枪3t后 D.甲开枪4t后
3.图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则( )
A.2与1的波长、频率相等,波速不等
B.2与1的波速、频率相等,波长不等
C.3与1的波速、频率、波长均相等
D.3与1的频率相等,波速、波长均不等
4.(多选)下列叙述中正确的是( )
A.空间点波源发出的球面波,其波面是一个球面,波线就是以波源为圆心的同心圆
B.平面波的波线是一条直线,其波线相互平行
C.根据惠更斯原理,波面各点都可看作一个子波源,子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面
D.利用惠更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定t+Δt时刻波面的位置
5.(多选)下列说法中正确的是( )
A.只有平面波的波面才与波线垂直
B.任何波的波线与波面都相互垂直
C.任何波的波线都表示波的传播方向
D.有些波的波面表示波的传播方向
6.(多选)关于对惠更斯原理的理解,下列说法正确的是( )
A.同一波面上的各质点振动情况完全相同
B.同一振源的不同波面上的质点的振动情况一定不同
C.球面波的波面是以波源为中心的一个个球面
D.无论怎样的波,波线始终和波面垂直
7.(多选)以下关于波的认识,正确的是( )
A.潜水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
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊吸波材料,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.雷达的工作原理是利用波的直线传播
D.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
8.(多选)下列说法正确的是( )
A.任何波的波线都表示波的传播方向
B.波面表示波的传播方向
C.只有横波才有波面
D.波传播中某时刻任一波面上各子波波面的包络面就是新的波面
9.(多选)下列叙述属于波的反射现象的是( )
A.在空房间里讲话,会感到声音比在野外响
B.水波从深水区入射到浅水区方向变化
C.讲话者又听到自己的回声
D.声波从空气中进入水中速度变大
二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)
10.人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音,人要听到自己讲话的回声,人离障碍物的距离至少要大于多少米?(已知声音在空气中的传播速度为340 m/s)
11.有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶,在其正前有一陡峭山崖,汽车鸣笛2 s后司机听到回声,此时汽车距山崖的距离多远?(v声=340 m/s)
12.如图所示,某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射,若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°,此波在乙介质中的波速为1.2×105 km/s.
(1)该波的折射角为多大?
(2)该波在甲介质中的传播速度为多少?
(3)该波在两种介质中的波长比为多少?
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参考答案:
1.D[解析][波1、2都在介质a中传播,故1、2的频率、波速、波长均相等,A、B错;波1、3是在两种不同介质中传播,波速不同,但波源没变,因而频率相等,由λ=得波长不同,故C错,D对.]
2.B[解析][设声速为v,乙听到第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳朵中,故t= ①
甲、乙两人与墙的位置如图所示,乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声,由声波的反射定律和几何关系得:AC=BC=AB=2a.
故乙听到第二声枪响的时间t′== ②
由①②得:t′=2t,故B对.]
3.D[解析] [波发生反射时,在同一种介质中运动,因此波长、波速和频率不变,A、B错误;波发生折射时,频率不变,波速变,波长变,故C错误,D正确。
4.BCD[解析][球面波的波线沿球面的半径方向,A错误;平面波的波线是一条直线,由于波线与波面垂直,故平面波的波线相互平行,B正确;由惠更斯原理可知,C正确;利用惠更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定另一时刻波面的位置,D正确.]
5.BC[解析][不管是平面波,还是球面波,其波面与波线均垂直,选项A错误,B正确;只有波线才表示波的传播方向,选项C正确,D错误.]
6.ACD[解析][按照惠更斯原理:波面是由振动情况完全相同的点构成的面,而不同波面上质点的振动情况可能相同,如相位相差2π整数倍的质点的振动情况相同,故A对,B错;由波面和波线的概念,不难判定C、D对.故正确答案为A、C、D.]
7.ABD[解析][声呐、雷达都是利用接收反射波来进行定位,A正确,C错误;D选项中水波的传播方向发生改变属于波的折射现象,D正确;隐形飞机是通过减少波的反射达到隐形的目的,B正确.]
8.AD[解析][波线表示波的传播方向,故A选项正确,B选项错误;所有的波都具有波面,故C选项错误;由惠更斯原理可知,故D选项正确.]
9.AC[解析][选项A、C都属于波的反射现象,B、D属于波的折射现象.]
10.[解析]从人讲话到声音传到人耳的时间取0.1 s时,人与障碍物间的距离最小.单程考虑,声音从人传到障碍物或从障碍物传到人耳时t= s=0.05 s,故人离障碍物的最小距离x=vt=340×0.05 m=17 m.
[答案] 17 m
11.[解析] 若汽车静止,问题就简单了.现在汽车运动,声音传播,如图所示为汽车与声波的运动过程示意图.设汽车由A到C路程为s1,C点到山崖B距离为s;声波由A到B再反射到C路程为s2,
因汽车与声波运动时间同为t,则有s2=s1+2s, 即v声t=v汽t+2s
所以s== m=325 m.
[答案] 325 m
12.[解析](1)由反射定律可得反射角为60°,
由题图的几何关系可得折射角为r=30°.
(2)由波的折射定律得=,
所以v甲=·v乙=·v2=×1.2×105 km/s=2.08×105 km/s.
(3)因波长λ=,又因为波在两种介质中的频率相同,则===.
[答案] (1)30° (2)2.08×105 km/s (3)
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