2024版高中同步新教材選擇性必修第一冊人教物理備課資源第3節(jié) 波的反射、折射和衍射

2024版高中同步新教材選擇性必修第一冊人教物理備課資源第三章機械波3波的反射、折射和衍射基礎(chǔ)過關(guān)練題組一波的反射和折射現(xiàn)象1.關(guān)于波的反射與折射,下列說法正確的是()A.波發(fā)生反射時,波的頻率不變,波速變小,波長變短B.波發(fā)生反射時,波的頻率、波長、波速均不變C.波發(fā)生折射時,波的頻率、波長、波速均發(fā)生變化D.波發(fā)生折射時,波的頻率不變,但波長、波速均發(fā)生變化2.(2022北京延慶期末)機械波在傳播過程中遇到障礙物時會發(fā)生反射,如果用射線表示波的傳播方向,下列說法正確的是()A.入射線與反射線一定在同一平面內(nèi),法線與這一平面垂直B.入射線與反射線可能在法線同側(cè)C.“回聲”是聲波的反射現(xiàn)象D.“回聲”是聲波的折射現(xiàn)象3.以下關(guān)于波的認識,不正確的是()A.潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況,利用的是波的反射原理B.隱形飛機怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì),是為了減少波的反射,從而達到隱形的目的C.超聲雷達的工作原理是波的折射D.水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象,是波的折射現(xiàn)象題組二波的衍射現(xiàn)象4.下列關(guān)于波的衍射的說法正確的是()A.衍射是機械波特有的現(xiàn)象B.對同一列波,縫、孔或障礙物越小衍射現(xiàn)象越明顯C.只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象,縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D.聲波容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象是由于聲波波長較大5.(2023北京西城期末)如圖,擋板M是固定的,擋板N可以上下移動?，F(xiàn)在把M、N兩塊擋板中的空隙當作一個“小孔”做水波的衍射實驗,出現(xiàn)了如圖所示的圖樣,P點的水沒有振動起來。為了使擋板左邊的振動傳到P點處,下列措施中正確的一組是()A.保持N板不動,減小振源頻率B.保持N板不動,增大振源頻率C.增大振源頻率,把N板下移D.保持振源頻率不變,把N板下移6.(2022江蘇宿遷青華中學(xué)期中)如圖所示,O是水面上一波源,實線和虛線分別表示該時刻的波峰和波谷,A是擋板,B是小孔,經(jīng)過一段時間,水面上的波形將分布于()A.整個區(qū)域B.陰影Ⅰ以外區(qū)域C.陰影Ⅱ以外區(qū)域D.沒有陰影的區(qū)域

答案與分層梯度式解析第三章機械波3波的反射、折射和衍射基礎(chǔ)過關(guān)練1.BD2.C3.C4.BD5.A6.B1.BD波發(fā)生反射時,在同一種介質(zhì)中傳播,因此波長、波速和頻率不變,A錯誤,B正確;波在不同介質(zhì)中傳播時發(fā)生折射,波速發(fā)生變化,但頻率由波源決定,波的頻率不變,由v=λf可知波長也發(fā)生變化,C錯誤,D正確。2.C波發(fā)生反射時,反射線、法線與入射線在同一平面內(nèi),反射線與入射線分居法線兩側(cè),A、B錯誤;聲波遇到障礙物時被反射,形成回聲,C正確,D錯誤。3.C聲吶探測水中的暗礁、潛艇等,利用了波的反射原理,A正確。隱形飛機隱形的原理是:通過降低飛機的聲、光、電等可探測特征量,使雷達等防空探測器無法早期發(fā)現(xiàn)?？稍陔[形飛機機身表面涂高效吸收電磁波的物質(zhì),或使用吸收雷達電磁波的材料,或設(shè)計合理的機身形狀,降低反射率,這樣在雷達屏幕上顯示的反射信息很小、很弱,隱形飛機很難被發(fā)現(xiàn),B正確。超聲雷達發(fā)射超聲波,然后根據(jù)被障礙物反射回的波判斷狀況,即利用波的反射,C錯誤。水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象,是波的折射現(xiàn)象,D正確。4.BD衍射是一切波特有的現(xiàn)象,所以A、C錯誤;發(fā)生明顯衍射的條件是縫、孔或障礙物的尺寸比波長小或跟波長差不多,縫、孔或障礙物越小,衍射現(xiàn)象越明顯,B、D正確。5.AP處質(zhì)點沒有振動,說明波沒有發(fā)生明顯衍射,原因是M、N間的縫太寬或水波的波長太小,要使P處質(zhì)點振動,可將N板上移減小小孔的尺寸或增大波的波長,即減小頻率,A正確,B、C、D錯誤。故選A。6.B從圖中可以看出擋板A的尺寸比水波的波長大得多,因此波不會繞過擋板A,不會傳播到陰影Ⅰ區(qū)域;而小孔B的大小與波長相差不多,水波遇到B能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故B正確。第三章機械波4波的干涉基礎(chǔ)過關(guān)練題組一波的疊加1.兩列振幅和波長都相同而傳播方向相反的波(如圖甲所示),在相遇的某一時刻兩列波“消失”(如圖乙所示)。此時介質(zhì)中x、y兩質(zhì)點的運動方向是()A.x向下,y向上B.x向上,y向下C.x、y都向上D.x、y都向下2.A、B兩位同學(xué)分別手提長度L=4.0m繩子的兩個端點從t=0時刻起同時開始振動,t1=0.40s時繩子上所形成的波形圖線如圖甲所示。(1)求再經(jīng)多長時間左、右兩列波恰好相遇;(2)在圖乙上畫出t2=0.90s時刻繩子上的波形圖線。題組二波的干涉的理解3.(2023江蘇南京田家炳高級中學(xué)月考)關(guān)于波的干涉,下列說法正確的是()A.只有橫波才能發(fā)生干涉,縱波不能發(fā)生干涉B.只要是兩列以上的波,在相遇的區(qū)域內(nèi)都能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉C.兩列頻率相同、振動方向相同的波的疊加區(qū)域里,只要是滿足到兩個波源距離之差等于波長整數(shù)倍的質(zhì)點,振動一定加強D.干涉是波特有的現(xiàn)象4.兩列水波周期均為2×10-2s,振幅均為1cm,它們相遇的區(qū)域中,實線表示波峰,虛線表示波谷,如圖所示,下列圖中能表示B點的振動圖像的是()5.(2023廣東深圳高級中學(xué)月考)如圖甲所示,S1、S2、Q三點位于某一均勻介質(zhì)的同一平面內(nèi),S1、S2為振動情況完全相同的兩個波源,其振動圖像如圖乙所示,波源產(chǎn)生的簡諧波在該介質(zhì)中的傳播速度為20m/s。下列說法正確的有()A.兩機械波的波長為4mB.Q點為振動減弱點C.質(zhì)點Q的位移不可能為0D.質(zhì)點Q的振幅為20cm6.如圖所示,S1、S2是振動情況完全相同的兩個機械波波源(周期為T),a、b、c三點位于S1、S2連線的中垂線上,且ab=bc。某時刻a是兩列波的波峰相遇點,c是與a相鄰的兩列波的波谷相遇點,則()A.a、b、c都是振動加強的點B.b是振動減弱的點C.經(jīng)過T4質(zhì)點bD.經(jīng)過T4質(zhì)點b7.(2023浙江杭州第二中學(xué)期中)如圖所示為兩列沿同一繩傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,虛線表示甲波,實線表示乙波,M為繩上x=0.2m處的質(zhì)點,則可判斷()A.圖示時刻質(zhì)點M的速度為零B.M點是振動加強點C.甲波的傳播速度比乙波的傳播速度大D.由圖示時刻開始再經(jīng)34個周期,質(zhì)點M題組三干涉現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用8.(2023四川綿陽南山中學(xué)期中)某同學(xué)注意到手機攝像頭附近有一個小孔,查閱手機說明后知道手機內(nèi)部小孔位置處安裝了降噪麥克風。進一步翻閱技術(shù)資料得知:降噪麥克風通過降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪聲相位相反的聲波,與噪聲疊加從而實現(xiàn)降噪的效果。若用簡諧橫波模擬聲波,如圖是理想情況下的降噪過程,實線對應(yīng)環(huán)境噪聲,虛線對應(yīng)降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波。則()A.降噪聲波與環(huán)境噪聲的頻率不相等B.降噪過程可以消除通話時的所有背景雜音C.降噪過程實際上是聲波發(fā)生了干涉D.P點經(jīng)過一個周期傳播的距離為一個波長9.如圖所示,從入口S處送入某一頻率的聲音,通過左右兩條管道路徑SAT和SBT,聲音傳到了出口T處,可以從T處監(jiān)聽聲音。右側(cè)的B管可以拉出或推入以改變B管的長度,開始時左右兩側(cè)管道關(guān)于S、T連線對稱,從S處送入某一頻率的聲音后,將B管逐漸拉出,當拉出的長度為l時,第一次聽到最弱的聲音。設(shè)聲速為v,則該聲音的頻率為()A.vlB.v2lC.v4能力提升練題組對振動加強和減弱的理解1.(2023遼寧撫順一中期末)兩列頻率相同、振幅分別為5cm和7cm的橫波發(fā)生干涉時,某一時刻的圖樣如圖所示,實線表示波峰,虛線表示波谷,下列關(guān)于K、M、N三點的說法中正確的是()A.質(zhì)點N的振幅為2cmB.質(zhì)點K為振動減弱的點C.由圖示時刻再經(jīng)過14周期,質(zhì)點MD.由于發(fā)生干涉,所以質(zhì)點M始終處于波峰2.(2023北京人大附中期末)波源S1和S2振動方向相同,頻率均為4Hz,分別置于均勻介質(zhì)中的A、B兩點處,AB=1.2m,如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿直線AB相向傳播,波速為4m/s。已知兩波源振動的初始相位相同,則A、B間(不含波源S1和S2)合振動振幅最大的點個數(shù)為()A.3B.4C.5D.63.如圖所示,S1、S2為兩個振動情況完全一樣的波源,它們發(fā)出的兩列波的波長都為λ,兩列波在介質(zhì)中產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,在空間共形成了5個振動加強的區(qū)域,如圖中實線所示。P是振動加強區(qū)域中的一點,下列說法錯誤的是()A.P點到兩波源的距離差可能等于1.5λB.S1產(chǎn)生的波在該區(qū)域傳播的速度更大C.P點此時刻振動最強,過半個周期后,振動變?yōu)樽钊鮀.兩波源之間的距離一定在2個波長到3個波長范圍內(nèi)4.(2023山東濰坊期中)兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中沿直線S1S2相向傳播。M點在S1、S2之間,到S1的距離r1=160cm,到S2的距離r2=40cm,如圖甲所示。t=0時刻,向右傳的波恰好傳到S1點。圖乙為此后兩列波分別在M點引起的振動的圖像,其中實線為向右傳播的波經(jīng)過M點時,M點的振動圖像,虛線為向左傳播的波經(jīng)過M點時,M點的振動圖像。則()A.t=4.25s時,M點在平衡位置下方且向平衡位置運動B.兩列波的波長均為2mC.穩(wěn)定后S1點為振動減弱點D.在0~6s內(nèi)M點的路程為12cm5.有兩列頻率相同、步調(diào)一致、振幅均為A、傳播方向互相垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖所示,圖中實線表示波峰,虛線表示波谷,a為波谷與波谷相遇點,b、c為波峰與波谷相遇點,d為波峰與波峰相遇點,e、g是a、d連線上的兩點,其中e為連線的中點,則()A.a、d處質(zhì)點振動加強,b、c處質(zhì)點振動減弱B.從圖示時刻經(jīng)過半個周期,e處質(zhì)點通過的路程為2AC.從圖示時刻經(jīng)過半個周期,g處質(zhì)點加速向平衡位置運動D.從圖示時刻經(jīng)過四分之一周期,d處的質(zhì)點振幅恰好為零

答案與分層梯度式解析第三章機械波4波的干涉基礎(chǔ)過關(guān)練1.A3.D4.C5.AD6.AC7.BD8.C9.C1.A題圖乙所示的時刻兩列波波峰與波谷疊加,振動減弱,兩列波的振幅相等,兩波“消失”。根據(jù)波形平移法判斷可知,在題圖乙所示的時刻,向右傳播的波單獨引起x的運動方向向下,y的運動方向向上,向左傳播的波單獨引起x的運動方向向下,y的運動方向向上,根據(jù)疊加原理可知,此時x質(zhì)點的運動方向向下,y質(zhì)點的運動方向向上。故選A。2.答案(1)0.40s(2)見解析解析(1)由題圖甲可知,波的周期T=0.40s,波長λ=1.0m,所以波速v=λT=2.則Δt=x2v=2.02×2.5所以再經(jīng)0.40s兩列波恰好相遇。(2)與題圖甲t1=0.40s時相比,t2=0.90s時刻兩邊的波都各自再前進114λ,在相遇的部分疊加,則繩子上的波形圖線如圖所示3.D一切波均能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象,干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象,A錯誤,D正確;要產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉,兩列波的頻率必須相等,B錯誤;兩列頻率相同、振動方向相同的波的疊加區(qū)域里,只有當兩波源振動的相位差為零時,到兩個波源距離之差等于波長整數(shù)倍的質(zhì)點,振動才是加強的,C錯誤。故選D。4.C由題可知B點為振動加強點,其振幅為A=A1+A2=2cm,周期不變,仍為2×10-2s。綜上分析,C正確。5.AD由題圖乙可知兩列波的周期均為T=0.2s,所以兩列波的波長均為λ=vT=4m,A正確;Q點到S1和S2的波程差為Δs=6m-2m=4m=λ,且兩列波的相位差為0,所以Q點為振動加強點,其振幅為A+A=20cm,B錯誤,D正確;當質(zhì)點Q運動至平衡位置時,其位移為0,C錯誤。故選A、D。6.ACa、b、c三點到波源S1與到波源S2的距離相等,三點都是振動加強點,選項A正確,B錯誤;由題意可知b點是ac的中點,某時刻a是兩列波的波峰相遇點,c是與a相鄰的兩列波的波谷相遇點,則經(jīng)過T4兩列波的波峰傳到b,質(zhì)點b在波峰,選項C正確,7.BD根據(jù)同側(cè)法可知,此時兩列波在M點引起的振動方向均向下,M點速度不為零,且M點為振動加強點,A錯誤,B正確;兩波在同一介質(zhì)中傳播,波速相同,C錯誤;此時兩波在M點疊加,合位移是0,且振動方向向下,再經(jīng)過34個周期,質(zhì)點M將位于波峰,易混易錯振動加強點指兩列波在該點振動方向相同,并不是每個時刻都是波峰與波峰或波谷與波谷相遇。對于本題此時的波形,M點處平衡位置與平衡位置相遇,甲波使M向下振動,乙波也使M向下振動,所以M點的振動加強了。8.C由圖看出,降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等,又由于機械波傳播的速度由介質(zhì)決定,可知降噪聲波與環(huán)境噪聲的傳播速度相等,則兩列波頻率相同,疊加時會產(chǎn)生干涉,由于兩列聲波等幅反相,所以振動減弱,起到降噪作用,A錯誤,C正確;降噪過程不能消除通話時的所有背景雜音,只能消除與降噪聲波頻率相同的雜音,選項B錯誤;P點并不隨波移動,D錯誤。故選C。9.C兩列聲波在出口T處發(fā)生干涉,當?shù)谝淮温牭阶钊醯穆曇魰r,滿足2l=λ2,又因為λ=vf,所以f=v能力提升練1.AC2.A3.ABC4.C5.AC1.ACN點為波谷與波峰相遇點,為振動減弱點,振幅為7cm-5cm=2cm,故A正確;K點為波谷與波谷相遇點,為振動加強點,故B錯誤;M點為波峰與波峰相遇點,為振動加強點,此時位于波峰位置,再經(jīng)過14周期時,質(zhì)點M的位移為零,故C正確;質(zhì)點M在平衡位置附近振動,2.A根據(jù)v=λf,得波長λ=1m,以A為坐標原點,設(shè)P為A、B間的任一點,其坐標為x,如圖所示:則兩波源到P點的路程差為Δl=x-(1.2m-x),其中0<x<1.2m,合振動振幅最大的點(振動加強點)滿足Δl=kλ(k為整數(shù)),整理有0<1.2m+kλ<2.4m,因λ=1m,k的取值只能是0、1、-1,所以A、B間(不含波源S1和S2)合振動振幅最大的點有3個,故選A。3.ABC由題意可知,S1、S2發(fā)出的波在空間共形成5個振動加強的區(qū)域,圖中直線上各點到兩個波源的距離相等,則P點到兩波源的距離差等于λ,A說法錯誤;S1、S2為振動情況完全相同的波源,它們在同一介質(zhì)中產(chǎn)生兩列波,則S1產(chǎn)生的波的傳播速度等于S2產(chǎn)生的波的傳播速度,B說法錯誤;若P點此時刻振動最強,過半個周期后,振動仍為最強,C說法錯誤;因為S1、S2發(fā)出的波在空間共形成了5個振動加強的區(qū)域,所以波程差最大大于2個波長,且小于3個波長,所以兩波源之間的距離一定在2