3.3 波的反射、折射和衍射 分层作业-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 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图，挡板是固定的，挡板可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，漂浮物没有振动起来。下列说法正确的是（　　） A．为了使挡板左边的振动传到漂浮物，挡板向上移动 B．为了使挡板左边的振动传到漂浮物，挡板向下移动 C．左边的振动传到漂浮物后，漂浮物将向右上方漂移 D．左边的振动传到漂浮物后，漂浮物将向右下方漂移 2．如图是波长不同的水波通过宽度相同狭缝时的图样，甲、乙、丙三幅图中对应水波的波长分别为、、．则（    ） A． B． C． D． 3．（多选）利用发波水槽观察波的衍射现象时，看到如图所示的图样。为使衍射现象更明显，可采用的办法有（　　） A．缩小挡板间距 B．增大挡板间距 C．减小水波波长 D．增大水波波长 4．（多选）如图所示，一小型渔港的防波堤两端M、N相距约60m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的有（　　） A．假设波浪的波长约为1m，则A、B两处小船基本不受波浪影响 B．假设波浪的波长约为1m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船基本不受波浪影响 D．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 5．如图（a），青蛙在平静的水面上持续鸣叫引起水面持续振动，形成的水面波近似为简谐横波，如图（b）所示，O处为波源，实线圆、虚线圆表示相邻的波峰和波谷，波源垂直xOy平面振动。质点A的振动图像如图（c）所示。 (1)水面波的传播速度大小为______m/s； (2)如图（d），波遇到固定在水面的挡板后继续传播，但靠近挡板浮在水面的一片树叶没有明显振动，下列改变有可能使树叶振动起来的是（　　） A．增加板长 B．减小板长 C．当青蛙发出更低沉的鸣叫 D．当青蛙发出更尖锐的鸣叫 6．有一辆汽车以15m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？（v声＝340 m/s） B层 7．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，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）之间距离表示一个波长。关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　　） A．如果将孔扩大，有可能不能发生衍射现象 B．挡板前后波纹间距离不等 C．此时能明显观察到波的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 8．（多选）远洋捕捞常常利用声呐探测鱼群的方位。渔船上声呐发出一列超声波在t=0时刻的波动图像如图甲，质点P的振动图像如图乙。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度为340m/s C．该超声波的频率为5Hz D．减小该超声波频率，衍射现象会更明显些 9．如图所示，相邻实线间的距离等于一个波长，试大致画出波通过孔A和B以及遇到障碍物C和D之后的传播情况。 C层 10．如图所示，实线是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图，则下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长为12m B．在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴正方向 C．这列波的波速可能为0.4m/s D．这列波遇到5m宽的物体，能发生明显的衍射现象 11．（多选）如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是（    ） A．该波的传播速率为4 m/s B．该波的传播方向沿x轴正方向 C．经过0.5 s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2 m D．该波在传播过程中若遇到3 m的障碍物，能发生明显衍射现象 E．经过0.5 s时间，质点P的位移为零，路程为0.4 m 12．发波水槽是演示波动过程的重要实验仪器。其中包括波的形成、传播以及波的干涉和衍射等的物理现象。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缝隙后再水面上继续传播。    (1)图中可观察到波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 (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，频率由波源决定 C．受迫振动，频率由水体自身性质决定 D．受迫振动，频率由波源决定 (3)若使波源保持振动情况不变匀速向缝隙靠近，则在相对于波源静止的狭缝右侧，水波的_________增大，_________减小。（选填波长/频率/波速） (4)若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到_______________________。 (5)若波源位于O点，水波可视为简谐波，在Oxy水平面内传播，波面为圆。t=0时刻波面分布如图甲所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷（图中只画出了两个相邻的波峰和波谷，E点已开始振动）。B处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向竖直向上。 求：①该波从B点传播到D点所需的时间； ②时，E处质点的位移及在该段时间内的路程。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《 3.3 波的反射、折射和衍射 分层作业》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 A B AD AD C BD C ADE 1．A 【详解】AB．P处漂浮物没有振动，说明波没有衍射到P点，原因是MN间的缝太宽，因此若使P点的水振动起来，可采用N板上移减小小孔的间距，故A正确，B错误； CD．左边的振动传到漂浮物P后，漂浮物P随水做简谐运动，不随波迁移，故漂浮物P在原来的位置上下振动，故C、D错误。 故选A。 2．B 【详解】波发生明显衍射现象的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小。且波长越长，衍射现象越明显。三幅图中衍射现象的明显程度是甲图中水波的衍射现象最明显，乙图次之，丙图最不明显。根据“波长越长，衍射现象越明显”，可知甲图对应的波长入最长，乙图对应的波长λ次之，丙图对应的波长最短，即。 故选B。 3．AD 【详解】AB．在相同条件下，波长越长的波越容易发生衍射现象，本题水波波长不变，适当缩小挡板间距相当于增大了波长，衍射现象更明显，故A正确，B错误； CD．在同一介质中v一定，适当减小波源的频率，能增大波长，使衍射现象更明显，故D正确，C错误。 故选AD。 4．AD 【详解】AB．当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长相差不多时才能发生明显的衍射现象，波浪的波长约为1m时，不能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船基本上不受波浪影响，A正确，B错误； CD．波浪的波长约为60m时，能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船明显受到波浪影响，C错误，D正确。 故选AD。 5．(1)0.25 (2)BC 【详解】（1）由图可知波长为，周期为，则波速为 （2）根据波发生明显衍射的条件为波长大于等于障碍物尺寸可知，能使树叶振动起来的是减小板长或增大波长，即减小频率。 故选BC。 6．325m 【详解】汽车匀速行驶，速度为v车＝15 m/s，声音在空气中传播速度不变，汽车从鸣笛到听到回声，二者运动时间相同，如图所示 设汽车在A点鸣笛，A点到山崖B的距离为x1，汽车运动到C点听到回声，设AC距离为x2，CB距离为x，因二者运动时间相同，则有 x1＝x2＋x x1＋x＝ x2＝ 联立解得 x＝325m 7．C 【详解】A．由题图可知，孔的尺寸小于水波的波长，故能发生明显的衍射现象，如果将孔扩大，仍然能发生衍射现象，只是衍射现象没有题图的情况明显，因为衍射是波的特有属性，不论孔的尺寸与水波的波长关系如何，都能发生衍射现象，只是明显程度可能不同，故A错误； B．介质决定波速，波源决定周期，故和均不变，根据，挡板前后水波的波长相同，则波纹间距离相等，B错误； C．由题图可知，孔的尺寸小于水波的波长，能发生明显的衍射现象，此时能明显观察到波的衍射现象，故C正确； D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波的周期变小，根据，波的波长变小，衍射现象变得不明显，不能更明显地观察到衍射现象，D错误。 故选C。 8．BD 【详解】A．根据图乙可知，质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动，由图甲，根据“同侧法”，该波沿x轴负方向传播，A错误； B．波速，B正确； C．该超声波的频率，C错误； D．减小该超声波频率，根据可知，波长变大，衍射现象会更明显些，D正确。 故选BD。 9． 【详解】由题图可知，孔A和障碍物D跟波长相差不多，因此，从孔A传出的波和遇障碍物D之后的波均有明显的衍射现象；孔B和障碍物C跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波无明显的衍射现象。在画通过孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；遇障碍物D之后波的传播并没有受影响；而从孔B传出的波和遇障碍物C之后的波只沿直线传播。所以从孔A、B传出的波和遇障碍物C、D之后的波如图所示。 10．C 【详解】A．根据图中虚线可以看出波长为12cm，选项A错误； B．因为波沿x轴正方向传播，根据平移法，可以得到在t=0.2s时，x=6cm处的质点速度沿y轴负方向，选项B错误； C．根据图像可知，波传播的距离 波的速度 选项C正确； D．因为波长远小于5m，所以不会发生明显的衍射现象，选项D错误。 故选C。 11．ADE 【详解】A．从波动图象、振动图像可知，。根据波速公式 故A正确。 B．从振动图像可知零时刻质点P向下运动，所以波的传播方向沿x轴负方向，B错误。 C．质点P不随波在波的传播方向向前传播，C错误。 D．波长小于3 m的障碍物的大小，能发生明显的衍射现象，D正确。 E．0.5s时间等于半个周期，经过半个周期，质点P的位移为零，路程等于两倍振幅，为0.4m，故E正确。 故选ADE。 12．(1)B (2)D (3) 频率 波长 (4)衍射现象不明显 (5)（1）0.4s；（2）-2cm，160cm 【详解】（1）（1）[1]图中可观察到波的衍射。故选B。 （2）（2）[2]水面各点的振动均为受迫振动，频率由波源决定。故选D。 （3）（3）[3][4]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。 （4）（4）狭缝越小，衍射现象越明显，若将缝变大，则可在狭缝右侧观察到的波的衍射现象不明显了。 （5）（1）由甲图可知，波长为，由乙图可知振幅为，周期为，故波速为 故该波从B点传播到D点所需的时间为 （2）由几何关系可知 故OE两点之间间隔2.5个波长，t=8s时波源振动了20个周期，O点恰好处于波峰位置，故此时E处质点处于波谷，位移为-2cm。路程为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $