3.3 波的反射、折射和衍射（分层作业）物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 练习围绕波的反射、折射和衍射，采用“攻核心·技能提升”“拓思维·重难突破”分层设计，通过基础巩固与综合应用的递进，适配新授课知识建构与能力培养需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |攻核心·技能提升|衍射条件、反射折射规律等单一知识点|以选择为主（1-17题），结合基础计算（18题），强化物理观念中的运动与相互作用观念| |拓思维·重难突破|衍射与折射综合、实际情境应用|含跨知识点选择（19-24题）、综合计算（25-26题），体现科学思维的模型建构与科学探究的问题解决|

3.3 波的反射、折射和衍射 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、波的衍射 1 二、波的反射和折射 3 【拓思维·重难突破】 6 一、波的衍射 1．如图所示，S为水面上一波源，M、N是两块挡板，两板中间有一狭缝，此时观察不到A处叶子的振动，为使水波能带动叶片振动，可采用的方法是（    ） A．增大波源的振幅 B．增大波源的频率 C．将N板向左移 D．将波源S向左移 2．如图，挡板是固定的，挡板可以上下移动。现在把、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 3．在一次课外活动中，某同学向平静水面上扔一块石头，形成如图的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，水波向外传播遇到如图四个障碍物，遇到障碍物后水波传播情况为四种可能形态，正确的是（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 4．如图，蟾蜍在池塘边平静的水面上鸣叫，形成了水波．已知水波的传播速度与水的深度成正相关，蟾蜍的鸣叫频率。下列说法正确的是（　　） A．水波从浅水区传入深水区，频率变大 B．池塘水面上的落叶做的是受迫振动 C．在浅水区，水波更容易发生衍射现象 D．若水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为73m/s 5．如图，在水槽里放三块挡板，中间留两个狭缝，水波通过狭缝前的传播情况如图所示。在挡板后M、N点放置乒乓球，下列说法正确的是（　　） A．若两个乒乓球都振动起来，则两个乒乓球的振动频率相等 B．若右侧乒乓球振动起来，则左侧乒乓球可能没有振动 C．若两个乒乓球都振动起来，则波源的频率一定等于乒乓球的固有频率 D．增加波源的振动频率，衍射现象更明显 6．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。则水波通过孔A和孔B之后的传播情况可能正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（多选）在观察水波衍射实验的时候，在水槽盛有一定深度的水，改变波源的频率和狭缝的宽度，分别拍摄了以下四幅照片．对于照片上出现的情景，下列判断正确的是（　　） A．已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显 B．已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显 C．已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越短的水波衍射现象越明显 D．已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越长的水波衍射现象越明显 8．（多选）如图所示，一小型渔港的防波堤两端M、N相距约80m，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10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 C．假设波浪的波长约为90m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 D．假设波浪的波长约为90m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 二、波的反射和折射 9．关于波的反射和折射，下列说法正确的是（　　） A．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的反射现象 B．地震波在向上传播的过程中，传播速度发生了改变，则同时发生了折射 C．波的传播方向发生了改变，一定是发生了折射 D．波的传播方向发生了改变，一定是发生了反射 10．关于波的反射与折射，下列说法正确的是（　　） A．波发生反射时，波的频率不变，波速大小变小，波长变短 B．波发生反射时，波的频率、波长、波速大小均不变 C．波发生折射时，波的频率、波长、波速大小均发生变化 D．波发生折射时，波的频率发生改变，但波长、波速大小不变 11．在海边游玩时我们会发现一个有趣的现象，平直的海浪从深水区传向海岸时，不管海岸线怎样的蜿蜒曲折，最终波速总是趋向于与海岸线垂直，海浪垂直拍打在沙滩上。这是因为水波速度在浅水区变小从而导致水波的传播方向发生改变，这种现象为波的（　　） A．折射 B．反射 C．干涉 D．衍射 12．在发波水槽的底部放置一块玻璃板，将水槽分为分为不同深浅的两个部分A、B。一列水波从深水区A 入射到浅水区B时发生了折射的情况如图所示。图中实线表示 A 区域水波的波峰，波速为v1 ，频率为f1，与分界面的夹角为α。虚线表示B区域水波的波峰，波速为v2，频率为f2，与分界面的夹角为β。由图可推得（　　） A．f₁<f₂ B．v₁=v₂ C． D． 13．一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生折射。如图所示，水波在深水区的波长较长．水波在深水区（　　） A．波速较大 B．波速较小 C．频率较大 D．频率较小 14．一列波以60°的入射角入射到两种介质的界面，反射波线刚好与折射波线垂直，若入射波的波长为0.6m，=1.732，则反射波和折射波的波长分别为（　　） A．0.6m，0.35m B．0.6m，0.6m C．0.35m，0.6m D．0.35m，0.35m 15．（多选）对于波的折射现象下列说法正确的是（   ） A．当入射速度小于折射速度时，折射后波长变大 B．当波垂直于界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变 C．在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变 D．波发生折射时一定不会发生反射现象 16．（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，用的是波的折射原理 B．隐形飞机表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．雷达利用了波的反射 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 17．（多选）一些速度传感器是运用了超声波测速的原理，工作时传感器向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被传感器接收。从传感器发射超声波开始计时，经时间再次发射超声波脉冲，下图是连续两次发射的超声波的位移—时间图像，则下列说法正确的是（　　） A．物体在远离传感器 B．物体第二次反射脉冲时的时刻为 C．超声波的速度为 D．物体的平均速度为 18．一列声波在空气中的波长为0.2 m。当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求： (1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率； (2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度； (3)若声波垂直进入介质Ⅱ，经0.4 s返回空气，则介质Ⅱ的深度为多少？ 19．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，可大致描述水波通过孔A和B后传播情况的是（　　）    A．   B．   C．   D．   20．教室内的音响正在播放音乐，有高音有低音，在教室墙外听到的音乐有所减弱，但是高音比低音减弱得更明显，关于该现象下列说法正确的是（　　） A．低音在空气中的传播速度更快 B．低音的干涉更明显 C．低音的折射更明显 D．低音的衍射更明显 21．如图所示，有一带狭缝的挡板固定在水槽中，一细杆在水槽中振动，水面上O点为振源，发现在挡板后面A处的小木块上下振动。下列说法正确的是（　　） A．仅减小细杆振动频率，A处的小木块仍会振动 B．若减小细杆振动频率，水波的传播速度将减小 C．若仅增大狭缝的宽度，A处的小木块一定会发生明显振动 D．若减小细杆的振动频率，同时减小狭缝的宽度，A处的小木块可能不振动 22．如图所示，某弹簧振子的位移-时间图像，已知该振子的振动在介质中激起一列沿x轴正方向传播的简谐横波，，根据图像信息，下列说法正确的是 A．该波的波长为0.8 m B．介质中的质点的振动频率为1.25 Hz C．在波的传播方向上，相距为0.8 m的两个质点的振动情况总是相同 D．若该波遇到宽度为1.4 m的障碍物，不能发生明显的衍射现象 23．波是传递能量的一种方式。某一简谐波的振幅为A、圆频率为（在波传播过程中保持不变），用表示波在传播过程中的平均能量密度，即单位体积内具有的能量，则有，（为介质的密度）；用I表示波在传播过程中的能流密度，即单位时间内流过垂直传播方向的单位面积上的平均能量。若不计传播过程中的能量损耗，该简谐波沿直线传播的速度为v，则有（　　） A． B． C． D． 24．（多选）图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，该时刻波恰好传播至点，质点、、、坐标如图所示。图乙为质点、、、中某一质点的振动图像，下列说法正确的是（    ） A．质点已经振动了 B．质点P的起振方向沿轴正方向 C．图乙是质点的振动图像 D．该波遇到的障碍物不能发生明显衍射 25．甲、乙两人分别乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m。有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰。求： (1)此水波的波长为多少？波速为多少？ (2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？ (3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩后能否看到明显衍射现象？若该桥下为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射现象？ 26．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。已知空气中的声速v＝ km/s。由此可估算出云层下表面的高度为多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 波的反射、折射和衍射 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、波的衍射 1 二、波长、频率和波速 5 【拓思维·重难突破】 10 一、波的衍射 1．如图所示，S为水面上一波源，M、N是两块挡板，两板中间有一狭缝，此时观察不到A处叶子的振动，为使水波能带动叶片振动，可采用的方法是（    ） A．增大波源的振幅 B．增大波源的频率 C．将N板向左移 D．将波源S向左移 【答案】C 【详解】观察不到A点振动，说明衍射现象不明显，要使衍射现象变得明显，可以减小波源的频率以增大波长，或将N板向左移减小狭缝的尺寸。 故选C。 2．如图，挡板是固定的，挡板可以上下移动。现在把、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 【答案】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。 3．在一次课外活动中，某同学向平静水面上扔一块石头，形成如图的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，水波向外传播遇到如图四个障碍物，遇到障碍物后水波传播情况为四种可能形态，正确的是（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 【答案】C 【详解】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，图中a、d两处水波的形态错误；孔c或者障碍物b的尺寸比水波的波长更大，则水波通过孔c或者障碍物b时不能产生明显的衍射，故b处水波形态错误，c处水波形态正确。 故选C。 4．如图，蟾蜍在池塘边平静的水面上鸣叫，形成了水波．已知水波的传播速度与水的深度成正相关，蟾蜍的鸣叫频率。下列说法正确的是（　　） A．水波从浅水区传入深水区，频率变大 B．池塘水面上的落叶做的是受迫振动 C．在浅水区，水波更容易发生衍射现象 D．若水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为73m/s 【答案】B 【详解】A．蟾蜍声带的振动产生了在空气中传播的声波和在池塘中传播的水波，无论是声波还是水波，它们都是由声带振动产生的，所以其频率都应该等于声带的振动频率，故A错误； B．池塘水面上的落叶随着水波而振动，做的是受迫振动，故B正确； C．由已知水波的传播速度与水的深度成正相关，可知水波的波长与水深有关，深水区的波长大，所以更容易发生衍射现象，故C错误； D．蟾蜍的鸣叫频率 且水波波长 则波速 故D错误。 故选B。 5．如图，在水槽里放三块挡板，中间留两个狭缝，水波通过狭缝前的传播情况如图所示。在挡板后M、N点放置乒乓球，下列说法正确的是（　　） A．若两个乒乓球都振动起来，则两个乒乓球的振动频率相等 B．若右侧乒乓球振动起来，则左侧乒乓球可能没有振动 C．若两个乒乓球都振动起来，则波源的频率一定等于乒乓球的固有频率 D．增加波源的振动频率，衍射现象更明显 【答案】A 【详解】A．若两个乒乓球都振动起来，都做受迫振动，其振动频率等于波源的振动频率，所以两个乒乓球的振动频率相等，故A正确； B．由于左侧狭缝更窄，所以衍射现象更明显，所以若右侧乒乓球振动起来，则左侧乒乓球一定振动，故B错误； C．若两个乒乓球都振动起来，则波源的频率一定等于乒乓球振动的频率，但不一定等于乒乓球的固有频率，故C错误； D．增大波源的振动频率，则波长会变小，衍射现象变得不明显，故D错误。 故选A。 6．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。则水波通过孔A和孔B之后的传播情况可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题图可知，孔A跟波长相比相差不多，因此，从孔A传出的波有明显的衍射现象；孔B跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波的衍射现象不明显，几乎只沿直线传播。另外，在画通过孔A、B的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A、B为圆心的。 故选A。 7．（多选）在观察水波衍射实验的时候，在水槽盛有一定深度的水，改变波源的频率和狭缝的宽度，分别拍摄了以下四幅照片．对于照片上出现的情景，下列判断正确的是（　　） A．已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越大衍射现象越明显 B．已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显 C．已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越短的水波衍射现象越明显 D．已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越长的水波衍射现象越明显 【答案】BD 【详解】AB．已知甲、乙中水波波长相同，由题图可知图乙的衍射现象更明显，可知狭缝的宽度越小衍射现象越明显，A错误，B正确； CD．已知丙、丁中狭缝宽度一样，由题图可知图丙的衍射现象更明显，可知波长越长的水波衍射现象越明显，D正确，C错误。 故选BD。 8．（多选）如图所示，一小型渔港的防波堤两端M、N相距约80m，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10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 C．假设波浪的波长约为90m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 D．假设波浪的波长约为90m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 【答案】BC 【详解】AB．波发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大，假设波浪的波长约为10m，防波堤两端MN相距约80m，大于波长，不会发生明显的衍射现象，A、B两处小船基本上不受波浪影响，故A错误，B正确； CD．假设波浪的波长约为90m，防波堤两端MN相距约80m，两者相差不大，会有明显的衍射现象，则A，B两处小船明显受到波浪影响，故C正确，D错误。 故选BC。 二、波的反射和折射 9．关于波的反射和折射，下列说法正确的是（　　） A．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的反射现象 B．地震波在向上传播的过程中，传播速度发生了改变，则同时发生了折射 C．波的传播方向发生了改变，一定是发生了折射 D．波的传播方向发生了改变，一定是发生了反射 【答案】A 【详解】A．在空旷的山谷里叫喊，听到回音，是声波遇到山谷壁等障碍物反射回来的现象，符合波的反射定义，故A正确； B．地震波向上传播时，传播速度改变，但如果波垂直入射，传播方向不变，故B错误； CD．波的传播方向改变可能是反射或折射所致，故CD错误。 故选A。 10．关于波的反射与折射，下列说法正确的是（　　） A．波发生反射时，波的频率不变，波速大小变小，波长变短 B．波发生反射时，波的频率、波长、波速大小均不变 C．波发生折射时，波的频率、波长、波速大小均发生变化 D．波发生折射时，波的频率发生改变，但波长、波速大小不变 【答案】B 【详解】AB．波发生反射时，波在同一种介质中传播，波的频率、波长、波速大小均不变，故A错误，B正确； CD．波发生折射时，波速发生变化，波的频率由波源决定，则波的频率不变，波长发生变化，故CD错误。 故选B。 11．在海边游玩时我们会发现一个有趣的现象，平直的海浪从深水区传向海岸时，不管海岸线怎样的蜿蜒曲折，最终波速总是趋向于与海岸线垂直，海浪垂直拍打在沙滩上。这是因为水波速度在浅水区变小从而导致水波的传播方向发生改变，这种现象为波的（　　） A．折射 B．反射 C．干涉 D．衍射 【答案】A 【详解】根据折射的定义知，海浪从深水区传向海岸时，水波速度在浅水区变小，从而导致水波的传播方向发生改变的现象为波的折射。 故选A。 12．在发波水槽的底部放置一块玻璃板，将水槽分为分为不同深浅的两个部分A、B。一列水波从深水区A 入射到浅水区B时发生了折射的情况如图所示。图中实线表示 A 区域水波的波峰，波速为v1 ，频率为f1，与分界面的夹角为α。虚线表示B区域水波的波峰，波速为v2，频率为f2，与分界面的夹角为β。由图可推得（　　） A．f₁<f₂ B．v₁=v₂ C． D． 【答案】D 【详解】设AB界面处相邻两波峰之间的距离为L，则 因为，折射不改变波的频率，即 根据 可得 故选D。 13．一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生折射。如图所示，水波在深水区的波长较长．水波在深水区（　　） A．波速较大 B．波速较小 C．频率较大 D．频率较小 【答案】A 【详解】CD．波的频率由波源决定，与介质无关，所以折射后频率不变，故CD错误； AB．根据可知，折射后频率不变，水波在深水区的波长较长，所以水波在深水区波速较大，故A正确，B错误。 故选A。 14．一列波以60°的入射角入射到两种介质的界面，反射波线刚好与折射波线垂直，若入射波的波长为0.6m，=1.732，则反射波和折射波的波长分别为（　　） A．0.6m，0.35m B．0.6m，0.6m C．0.35m，0.6m D．0.35m，0.35m 【答案】A 【详解】反射波与入射波在同一介质中传播，波速和频率都相同，由波速公式可知，两波的波长相同，即反射波的波长为0.6m；已知入射角为60°，根据反射定律得到反射角为60°，由题可知，反射波线刚好与折射波线垂直，则折射角为30°，设入射波的波长为λ0，折射波的波长为λ，频率为f，根据折射定律有 解得 故选A。 15．（多选）对于波的折射现象下列说法正确的是（   ） A．当入射速度小于折射速度时，折射后波长变大 B．当波垂直于界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变 C．在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变 D．波发生折射时一定不会发生反射现象 【答案】AC 【详解】AC．波从一种介质进入另一种介质时周期频率是不变的，则当入射速度小于折射速度时，根据，折射后波长变大，即在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变，选项AC正确； B．当波垂直于界面入射时，传播方向不改变，但波速和波长都要改变，选项B错误； D．波发生折射时也可以在两种介质界面上发生反射现象，故D错误。 故选AC。 16．（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，用的是波的折射原理 B．隐形飞机表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．雷达利用了波的反射 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 【答案】BCD 【详解】A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射，故A错误； B．隐形飞机在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确； C．雷达利用了波的反射，故C正确； 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，故D正确。 故选BCD。 17．（多选）一些速度传感器是运用了超声波测速的原理，工作时传感器向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被传感器接收。从传感器发射超声波开始计时，经时间再次发射超声波脉冲，下图是连续两次发射的超声波的位移—时间图像，则下列说法正确的是（　　） A．物体在远离传感器 B．物体第二次反射脉冲时的时刻为 C．超声波的速度为 D．物体的平均速度为 【答案】BC 【详解】A．从图像看，第二次超声波的最大位移，说明物体反射超声波的距离在减小，即物体靠近传感器，故A错误； B．超声波从发射到接收的过程是对称的（匀速传播），则物体第二次反射脉冲时的时刻为，故B正确； C．第二次超声波的传播时间为，传播距离为，超声波的速度为，故C正确； D．物体两次反射超声波时间间隔 该段时间物体运动距离 则物体的平均速度为，故D错误。 故选BC。 18．一列声波在空气中的波长为0.2 m。当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求： (1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率； (2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度； (3)若声波垂直进入介质Ⅱ，经0.4 s返回空气，则介质Ⅱ的深度为多少？ 【答案】(1)1700 Hz　(2)1020 m/s　(3)204 m 【解析】(1)声波在空气中传播时，由v＝λf得： f＝＝ Hz＝1700 Hz。 由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1700 Hz。 (2)由v＝λf得，声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2＝λ2f＝0.6×1700 m/s＝1020 m/s。 (3)声波经＝0.2 s传至介质Ⅱ底部，故介质Ⅱ的深度h＝v2·＝1020×0.2 m＝204 m。 19．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，可大致描述水波通过孔A和B后传播情况的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】由题图可知，孔A跟波长相比相差不多，因此，从孔A传出的波有明显的衍射现象；孔B跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出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；而从孔B传出的波只沿直线传播。 故选A。 20．教室内的音响正在播放音乐，有高音有低音，在教室墙外听到的音乐有所减弱，但是高音比低音减弱得更明显，关于该现象下列说法正确的是（　　） A．低音在空气中的传播速度更快 B．低音的干涉更明显 C．低音的折射更明显 D．低音的衍射更明显 【答案】D 【详解】A．机械波的传播速度由介质决定，高音和低音在空气中的传播速度大小相同，故A错误； D．波绕过障碍物继续传播的现象叫衍射，根据可知，低音的波长更长，衍射现象更明显，故D正确； BC．该现象与波的干涉和折射无关，故BC错误。 故选D。 21．如图所示，有一带狭缝的挡板固定在水槽中，一细杆在水槽中振动，水面上O点为振源，发现在挡板后面A处的小木块上下振动。下列说法正确的是（　　） A．仅减小细杆振动频率，A处的小木块仍会振动 B．若减小细杆振动频率，水波的传播速度将减小 C．若仅增大狭缝的宽度，A处的小木块一定会发生明显振动 D．若减小细杆的振动频率，同时减小狭缝的宽度，A处的小木块可能不振动 【答案】A 【详解】AB．当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时会发生明显的衍射现象。仅减小细杆振动频率，机械波的传播速度由介质决定，所以水波的传播速度不变；根据可知，水波的波长增大，则A处的小木块仍会振动，故A正确，B错误； C．若仅增大狭缝的宽度，有可能不会发生明显的衍射现象，则A处的小木块不一定会发生明显振动，故C错误； D．若减小细杆的振动频率，则水波的波长增大，同时减小狭缝的宽度，则一定会发生明显的衍射现象，A处的小木块一定会振动，故D错误。 故选A。 22．如图所示，某弹簧振子的位移-时间图像，已知该振子的振动在介质中激起一列沿x轴正方向传播的简谐横波，，根据图像信息，下列说法正确的是 A．该波的波长为0.8 m B．介质中的质点的振动频率为1.25 Hz C．在波的传播方向上，相距为0.8 m的两个质点的振动情况总是相同 D．若该波遇到宽度为1.4 m的障碍物，不能发生明显的衍射现象 【答案】B 【详解】A．由位移-时间图像可知振动周期 ，波长 ，故A错误； B．振动频率，故B正确； C．相距的两个质点相差半个波长，振动情况相反，故C错误； D．障碍物宽度 ，大于障碍物的尺寸大小，能发生明显衍射，故D错误。 故选B。 23．波是传递能量的一种方式。某一简谐波的振幅为A、圆频率为（在波传播过程中保持不变），用表示波在传播过程中的平均能量密度，即单位体积内具有的能量，则有，（为介质的密度）；用I表示波在传播过程中的能流密度，即单位时间内流过垂直传播方向的单位面积上的平均能量。若不计传播过程中的能量损耗，该简谐波沿直线传播的速度为v，则有（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设时间内流过垂直传播方向面积上的波，根据其物理意义知，能流密度 故选A。 24．（多选）图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，该时刻波恰好传播至点，质点、、、坐标如图所示。图乙为质点、、、中某一质点的振动图像，下列说法正确的是（    ） A．质点已经振动了 B．质点P的起振方向沿轴正方向 C．图乙是质点的振动图像 D．该波遇到的障碍物不能发生明显衍射 【答案】AC 【详解】A．由图乙可知，波的周期为，由甲图可知质点M与质点Q的平衡位置间的距离为，当波恰好传播至点时，质点已经振动了一个周期，即，故A正确； B．由题知，波沿轴正方向传播，当波恰好传播至点时，根据上下坡法可知，点起振方向沿轴负方向，在同一列波中，所有质点的起振方向相同，故质点P的起振方向沿轴负方向，故B错误； C．由图乙可知时质点在正向最大位移处，即为质点，故图乙是质点的振动图像，故C正确； D．由甲图可知，波长，故该波遇到的障碍物可以发生明显衍射，故D错误。 故选AC。 25．甲、乙两人分别乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24 m。有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰。求： (1)此水波的波长为多少？波速为多少？ (2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？ (3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩后能否看到明显衍射现象？若该桥下为一3 m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射现象？ 【答案】(1) m　 m/s　(2)会　(3)能　能 【解析】(1)由题意知，周期T＝ s＝3 s 设波长为λ，则5λ＋＝24 m 解得λ＝ m 由v＝得，波速v＝ m/s＝ m/s。 (2)由于λ＝ m，大于竖立电线杆的直径，所以此波遇到竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。 (3)由于λ＝ m>3 m，所以此波无论是遇到直径为3 m的桥墩，还是通过宽为3 m的涵洞，都能发生明显的衍射现象。 26．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。已知空气中的声速v＝ km/s。由此可估算出云层下表面的高度为多少？ 【答案】2.0×103 m 【解析】如图所示，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表示爆炸声由空气直接传到O处所用的时间，则有 d＝vt1 用t2表示爆炸声经云层反射后到达O处所用的时间，因为入射角等于反射角，故有 2＝vt2 由题意可知t2－t1＝Δt 联立以上三式，可得h＝ 代入数据解得h＝2.0×103 m。 / 学科网（北京）股份有限公司 $