2024-2025年新教材高中物理第三章機(jī)械波3波的反射折射和衍射練習(xí)含解析新人教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGE4-波的反射、折射和衍射eq\f(基礎(chǔ)鞏固練,25分鐘·滿分60分)一、選擇題(本題共5小題，每題7分，共35分)1．下列現(xiàn)象不屬于波的明顯衍射現(xiàn)象的是(D)A．“隔墻有耳”B．“空山不見(jiàn)人，但聞人語(yǔ)聲”C．河中蘆葦后面沒(méi)有留下無(wú)波的區(qū)域D．池中假山前有水波，假山后無(wú)水波解析：假山前有波，假山后無(wú)波，說(shuō)明波沒(méi)有繞過(guò)障礙物，因此不屬于明顯衍射現(xiàn)象，故選D。2．如圖所示，正中O是水面上一波源，實(shí)、虛線分別表示該時(shí)刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，水面上的波形將分布于(B)A．整個(gè)區(qū)域 B．陰影Ⅰ以外區(qū)域C．陰影Ⅱ以外區(qū)域 D．陰影Ⅲ以外區(qū)域解析：由題圖中可直觀看出，半波長(zhǎng)為實(shí)虛兩圓半徑之差，且可看出擋板A的尺寸比波長(zhǎng)大得多，而小孔B與波長(zhǎng)長(zhǎng)度差不多。據(jù)波發(fā)生明顯衍射的條件知道，該波在擋板A處的衍射現(xiàn)象很不明顯，即可認(rèn)為波沿直線傳播，故Ⅰ區(qū)內(nèi)水面無(wú)波形，故A、C、D選項(xiàng)不正確；該波的波長(zhǎng)與小孔B差不多，能夠產(chǎn)生明顯的衍射，故在陰影區(qū)Ⅲ、Ⅱ之內(nèi)，明顯存在衍射波的波形，故B選項(xiàng)正確。3．當(dāng)一個(gè)探險(xiǎn)者進(jìn)入一個(gè)山谷后，為了估測(cè)出山谷的寬度，他吼一聲后，經(jīng)過(guò)0.5s聽(tīng)到右邊山坡反射回來(lái)的聲音，又經(jīng)過(guò)1.5s后聽(tīng)到左邊山坡反射回來(lái)的聲音，若聲速為340m/s，則這個(gè)山谷的寬度約為(C)A．170m B．340mC．425m D．680m解析：d＝eq\f(vt1＋vt1＋t2,2)＝425m。4．(2024·河北省南宮中學(xué)等四校高二下學(xué)期檢測(cè))聲波是一種機(jī)械波，在空氣中傳播速度約為340m/s，人能聽(tīng)到的聲波頻率在20Hz到20000Hz之間，對(duì)于波長(zhǎng)為34m的聲波，下列說(shuō)法正確的是(C)A．在水中它比波長(zhǎng)為20m的聲波傳播得更快一些B．不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象C．它不能被人聽(tīng)到D．不能產(chǎn)生反射現(xiàn)象解析：波速由介質(zhì)確定，在同一介質(zhì)中波速相同，故A錯(cuò)誤；聲波具有波的特性，能發(fā)生波的反射、衍射和折射，故B、D錯(cuò)誤；據(jù)v＝λf可知，f＝eq\f(340,34)＝10Hz，所以該波為次聲波，人不能聽(tīng)見(jiàn)，故C正確。5．(多選)一列水波通過(guò)某孔的實(shí)際狀況如圖(1)所示，現(xiàn)把孔的尺寸變小，或者把水波的波長(zhǎng)變大，水波通過(guò)孔后的假想狀況如圖(2)四幅圖所示，其假想錯(cuò)誤的圖示有(BD)解析：衍射現(xiàn)象是普遍存在的。波遇到障礙物時(shí)都有繞過(guò)障礙物的特性，即衍射現(xiàn)象，當(dāng)障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或差不多時(shí)能視察到明顯的衍射現(xiàn)象。二、非選擇題(共25分)6．(8分)人們聽(tīng)不清對(duì)方說(shuō)話時(shí)，除了讓一只耳朵轉(zhuǎn)向?qū)Ψ?，還習(xí)慣性地把同側(cè)的手附在耳旁，這樣做是利用聲波的什么特點(diǎn)來(lái)提高耳朵的接收實(shí)力？答案：反射解析：在耳廓原有形態(tài)、面積的基礎(chǔ)上增加一個(gè)手的面積是為了增加波的反射來(lái)提高耳朵的接收實(shí)力。7．(8分)如圖所示，相鄰實(shí)線間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，試大致畫出波通過(guò)孔A和B以及遇到障礙物C和D之后的傳播狀況。答案：解析：由題圖可知，孔A和障礙物D跟波長(zhǎng)相差不多，因此，從孔A傳出的波和遇障礙物D之后的波均有明顯的衍射現(xiàn)象；孔B和障礙物C跟波長(zhǎng)相比相差較大，因此，從孔B傳出的波和遇障礙物C之后的波無(wú)明顯的衍射現(xiàn)象。在畫通過(guò)孔A的衍射波時(shí)要強(qiáng)調(diào)畫出的同心半圓都是以孔A為圓心的；遇障礙物D之后波的傳播并沒(méi)有受影響；而從孔B傳出的波和遇障礙物C之后的波只沿直線傳播。所以從孔A、B傳出的波和遇障礙物C、D之后的波如圖所示。8．(9分)某人想聽(tīng)到自己發(fā)出的聲音的回聲，若已知聲音在空氣中的傳播速度為340m/s，那么他至少要離障礙物多遠(yuǎn)？(原聲與回聲區(qū)分的最短時(shí)間為0.1s)答案：17m解析：在波的反射現(xiàn)象中，反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都跟入射波的相同，只有聲波從人所站立的地方到障礙物再返回來(lái)全部經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間在0.1s以上，人才能辨別出回聲則應(yīng)有2s＝vt，可得他至少要離障礙物的距離為s＝eq\f(vt,2)＝eq\f(340×0.1,2)m＝17m。eq\f(素能等級(jí)練,15分鐘·滿分40分)一、選擇題(本題共3小題，每題7分，共21分)1．在空曠的廣場(chǎng)上有一堵較高大的墻MN，墻的一側(cè)O點(diǎn)有一個(gè)正在播放男女聲合唱歌曲的聲源。某人從圖中A點(diǎn)走到墻后的B點(diǎn)，在此過(guò)程中，假如從聲波的衍射來(lái)考慮，則會(huì)聽(tīng)到(D)A．聲音變響，男聲比女聲更響 B．聲音變響，女聲比男聲更響C．聲音變?nèi)酰新暠扰暩?D．聲音變?nèi)?，女聲比男聲更弱解析：由于MN很高大，故衍射現(xiàn)象比較弱，由于女聲音調(diào)更高，波長(zhǎng)更小，所以衍射更不明顯。2．已知空氣中的聲速為340m/s。現(xiàn)有幾種聲波：①周期為eq\f(1,20)s，②頻率為104Hz，③波長(zhǎng)為10m。它們傳播時(shí)若遇到寬約為13m的障礙物，能產(chǎn)生顯著的衍射現(xiàn)象的是(C)A．①和② B．②和③C．①和③ D．都可以解析：①、②、③三種聲波的波長(zhǎng)分別為λ1＝340×eq\f(1,20)m＝17m，λ2＝eq\f(340,104)m＝0.034m，λ3＝10m，依據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，①、③兩聲波的波長(zhǎng)與障礙物的尺寸差不多，能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C正確。3．如圖所示，P為橋墩，A為靠近橋墩浮在水面的葉片，波源S連續(xù)振動(dòng)，形成水波，此時(shí)葉片A靜止不動(dòng)。為使水波能帶動(dòng)葉片振動(dòng)，可用的方法是(B)A．提高波源頻率 B．降低波源頻率C．增大波源距橋墩的距離 D．減小波源距橋墩的距離解析：波的頻率與振動(dòng)的頻率相等，波速不變，依據(jù)λ＝eq\f(v,f)，頻率增大時(shí)波長(zhǎng)減小，衍射現(xiàn)象不明顯，反之降低頻率，波長(zhǎng)增大，衍射現(xiàn)象明顯，故B正確。二、非選擇題(共19分)4．(8分)墻壁的傳音性比空氣好得多，但把門窗關(guān)閉后(如圖)，外面?zhèn)魅胧覂?nèi)的聲音卻明顯地減弱，這是為什么？答案：聲波原來(lái)在空氣中傳播，假如沒(méi)有障礙物，能干脆傳到室內(nèi)，當(dāng)把門窗關(guān)閉后，聲波遇到墻壁和門窗，在界面上發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，只有折射進(jìn)入墻壁和門窗的聲波才能進(jìn)入室內(nèi)，雖然墻壁和門窗的傳音性能好但反射性能也好，所以大部分聲波被反射回去，室內(nèi)的聲音就顯著地減弱了。5．(11分)一架飛機(jī)水平勻速地從某同學(xué)頭頂飛過(guò)，當(dāng)他聽(tīng)到飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲從頭頂正上方傳來(lái)時(shí)，發(fā)覺(jué)飛機(jī)在他前上方約與地面成60°角的方向上，據(jù)此可估算出此飛機(jī)的速度約為聲速的多少倍？答案：eq\f(\r(3),3)解析：設(shè)飛機(jī)在人頭頂正上方時(shí)距地面的高度