3.3 波的反射、折射和衍射 同步练-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

3.3波的反射、折射和衍射 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1.如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示的图样点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到点，可以采用的办法（　　） A. 挡板M、N整体略向右移动 B. 挡板M略向上移动 C. 减小波的频率 D. 增大波的频率 2.科学家经过反复研究，终于揭开了蝙蝠能在夜间飞行的秘密。它一边飞，一边从嘴里发出一种超声波，人的耳朵听不见，蝙蝠的耳朵却能听见，超声波像波浪一样向前推进，遇到障碍物蝙蝠就马上“收到信息”，立刻改变飞行的方向。下列说法正确的是(　　) A. 蝙蝠能躲避障碍物主要是利用了声波的折射 B. 蝙蝠发出的声波频率应该大于2×104 Hz C. 若蝙蝠发出的是次声波，也能躲避障碍物 D. 该超声波经静止障碍物反射后，波长变长 3.机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射，如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的是(　　) A. 入射线与反射线一定在同一平面内，法线与这一平面垂直 B. 入射线与反射线可能在法线同侧 C. “回声”是声波的反射现象 D. “回声”是声波的折射现象 4.某同学观察到波长相同的水波通过两个宽度不同的狭缝时的现象，如图所示，下列说法正确的是(　　) A. 水波通过狭缝后波长变短 B. 这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象 C. 此现象可以说明，波长一定，缝越窄衍射现象越明显 D. 此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显 5.站在墙外的人可以听到墙的另一侧有人谈话，但看不到谈话人，这是因为(　　) A. 声波能发生衍射，而光波根本不能衍射 B. 声波是纵波，容易发生衍射；而光波是横波，不容易发生衍射 C. 声波的波速较小，易于衍射；而光波的波速大，难于衍射 D. 声波的波长较长，衍射现象明显；而光波的波长非常短，衍射现象不明显 6.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是(　　) A. 无论怎样拍打，A都能振动起来 B. 无论怎样拍打，A都不会振动起来 C. 降低拍打水面的频率 D. 提高拍打水面的频率 7.一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生图示的现象，这是水波的(　　) A. 反射现象 B. 折射现象 C. 衍射现象 D. 干涉现象 8.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PQ=5cm，M、N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 二、多选题 9.下列哪些现象是由声音的反射形成的(　　) A. 夏天下雨时，我们总是先看到闪电，后听到雷声 B. 北京天坛的回音壁的回音现象 C. 同样的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些 D. 在火车站候车大厅中，我们有时听不清播音员的声音 10.B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图像。如图所示为探头沿x轴正方向在血管内发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为。下列说法正确的是(　　) A. 该超声波在血管中的传播速度为800m/s B. 该超声波遇到尺寸约为1cm的人体组织时会发生明显衍射 C. 质点M振动的方程为 D. 质点M在内的振动路程为3.2m 11.水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是(　　) A. 增大小孔尺寸 B. 减小小孔尺寸 C. 增大水波频率 D. 减小水波频率 12.如图所示为一列向左传播的横波的图像，图中实线表示t时刻的波形，虚线表示又经Δt＝0.2 s时的波形，已知波长为2 m，下列说法正确的是(　　) A. 波的周期的最大值为2 s B. 波的周期的最大值为 s C. 波的速度的最小值为9 m/s D. 这列波遇到直径d＝1 m的障碍物会发生明显的衍射现象 三、计算题 13.天空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．试估算云层下表面的高度．已知空气中的声速v＝ km/s. 14.蝙蝠有完善的发射和接收超声波的器官，一只蝙蝠以6.0 m/s的速度垂直于墙壁飞行，且发出超声波的频率f＝4.5×104 Hz，并经0.01 s接收到回声．若声速是340 m/s，求蝙蝠发射超声波时离墙的距离及蝙蝠所发出超声波的波长． 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3波的反射、折射和衍射 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 一、单选题 1. C【解析】P处水没有振动，说明P点波没有明显的衍射，原因是MN间缝太宽或波长太小，因此使P点的水振动起来，可采用N板上移减小小孔间距或减小水波的频率，增大水波的波长来实现。故选C 2. B【解析】蝙蝠能躲避障碍物主要是利用了声波的反射，A错误；人耳能听见的声音的频率范围在20 Hz～2×104 Hz，蝙蝠发出的是超声波，频率应大于2×104 Hz，B正确；次声波频率低于20 Hz，波长较长，在传播过程中很容易绕过障碍物发生衍射现象，使次声波难以反射回来，因此不能准确定位，C错误；超声波经静止障碍物反射后波速不变，频率也不变，由v＝λf可知，波长不变，D错误。 3. C【解析】波的反射遵守波的反射定律，即反射线在入射线和法线所决定的平面内，分居法线两侧，故A、B错误；声波遇到障碍物时可发生反射，形成回声，因此 “回声”是声波的反射现象，故C正确，D错误。 4. C【解析】波衍射后不影响波的特性，即波长不变，A错误；波的衍射是波特有的性质，所有波都会发生衍射现象，B错误；由题图可知图甲衍射现象比较明显，所以波长一定，缝越窄衍射现象越明显，由于题中给出的是波长一定的情况，无法比较缝宽一定时不同波长的波的衍射情况，C正确，D错误． 5. D【解析】衍射是所有波特有的现象；站在墙外的人可以听到墙的另一侧有人谈话，但看不到谈话人，这是因为声波的波长较长，衍射现象明显，而光波的波长非常短，衍射现象不明显。 6. C【解析】要使树叶振动起来，需要波衍射到树叶处，因为障碍物的尺寸较大，所以要增加水面波的波长才能较好地发生衍射，故可降低拍打水面的频率，故选C。 7. B【解析】深度不同，则水压不同，水密度不同。水波在不同密度的水中传播速度不同，会发生折射现象。 8. B【解析】当缝的宽度为PQ=5cm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；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。 二、多选题 9. BCD【解析】先看到闪电，后听到雷声是由于光比声音传播得快，不是声音的反射，故A错误；声音可以同光一样，具有反射现象，选项B、C、D中描述的都是声音的反射现象． 10. AC【解析】已知此超声波的频率为1×107Hz，则周期为，该超声波在血管中的传播速度，故A正确；该超声波遇到尺寸约为1cm的人体组织时，由于波长小于障碍物，则不会发生明显衍射，故B错误；t=0时刻波恰好传到质点M，则质点M振动的方程，故C正确；质点M在2×10−7s内，即两个周期，振动路程应为8倍振幅3.2mm，故D错误。 11. BD【解析】根据发生明显衍射现象的条件，可知本题中要使衍射现象更明显，可采取：只减小小孔尺寸、增大水波波长同时减小小孔尺寸或只增大水波波长，在同一介质中v不变，由v＝λf知欲增大波长，必减小水波频率，故选B、D． 12. BCD【解析】0.2 m＝λ，因波向左传播，则由题图可知波向左传播的距离为λ(n＝0,1,2，…)，所以0.2 s＝T(n＝0,1,2，…)，n＝0时，周期最大，为Tm＝ s，波速最小，为vmin＝＝9 m/s，所以A错误，B、C正确．因为障碍物的直径d＝1 m<λ＝2 m，则这列波遇到此障碍物可以发生明显的衍射现象，D正确． 三、计算题 13. 2.0×103 m 【解析】 如图所示，设A表示爆炸处，O表示观测者所在处，B表示云层反射点，用h表示云层下表面的高度，用t1表示爆炸声直接经地面传到观测处所用的时间，则有d＝vt1，① 用t2表示爆炸声经云层反射后到达O处所经时间，因为入射角等于反射角，故根据几何关系有2＝vt2，② 已知t2－t1＝Δt，③ 联立①②③式，可得h＝， 代入数据得h＝2.0×103 m. 14. 1.73 m　7.56×10－3 m 【解析】设蝙蝠发射超声波时离墙壁的距离为x，声音传播时蝙蝠也在向前运动，设蝙蝠的速度为v1，声音的速度为v；则有 2x－v1t＝vt 解得x＝1.73 m 由v＝λf，得λ＝＝ m＝7.56×10－3 m. 第1页 共1页 学科网（北京）股份有限公司 $