2022年新教材高中物理 第三章 机械波 第3节 波的反射、折射和衍射作业（含解析）新人教版选择性必修第一册.docx

1、第3节 波的反射、折射和衍射1.当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s 听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s 听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340m/s ，则这个山谷的宽度约为( )A.170m B.340m C.425m D.680m答案：1.C解析：1.右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5s ，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2s ，山谷的宽度为s=12v(t1+t2)=123402.5m=425m ，故C 正确。2.关于波的反射与折射，下列说法正确的是( )A.入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变B.入射

2、波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变C.入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变D.入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变答案：2.A解析：2.入射波与反射波在同种介质中传播，波速相同，频率由波源决定，频率相同，由v=f 知波长相同，A 正确，B 错误；因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，C 、D 错误。3.（2021江苏苏州高二下期中）一艘汽船以4m/s 的速度在无风的河面上航行，船上发出一声鸣笛声，旅客在3s 后听到前方悬崖反射回来的声音，设声音在空气中的传播速度为340m/s 。则悬崖与汽船鸣笛的位置的距离为( )A.504m B.516m C.1008m D.10

3、32m答案：3.B解析：3.汽船向悬崖靠近，3s 行驶了L=v船t=12m 。声波3 s内传播的距离为vc 声t=2x-L ，所以悬崖与汽船鸣笛的位置的距离x=v声t+L2=516m ，B 正确。4.下列哪些现象不属于反射现象( )A.回声B.夏日雷声轰鸣不绝C.水波绕过水中芦苇秆传播D.在空房中讲话感到声音更响答案：4.C解析：4.水波绕过水中芦苇秆传播属于衍射现象。5.（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.隐形飞机怪异的外形及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.雷达的工作原理是利用波的反射D.水波从

4、深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射答案：5.B ; C ; D解析：5.A 、B 、C 选项中应用了波的反射现象；D 选项是波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故选B 、C 、D 。6.甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a ，距离墙均为3a ，当甲开了一枪后，乙在时间t 后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为( )A.听不到B.甲开枪3t 后C.甲开枪2t 后D.甲开枪3+72t 后答案：6.C解析：6.乙听到第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳中，故t=2av 。甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，

5、由反射定律可知，声波路线如图中AC 和CB ，由几何关系可得AC=CB=2a ，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t=AC+CBv=4av=2t ，故C 正确。7.某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200s 后收到反射波；隔0.8s 后再发出一个脉冲，经198s 收到反射波，已知无线电波传播的速度为c=3108m/s ，远大于飞机的飞行速度v 。则v 应为( )A.1500m/s B.750m/sC.375m/s D.以上数据都不对答案：7.C解析：7.由于cv ，故可不考虑无线电波传播过程中飞机的位移；设雷达两次发射无线电波时飞机与雷

6、达的距离分别为x1 、x2 ，则第一次有2x1=ct1 ，第二次有2x2=ct2 ，飞机的飞行速度v=x1-x2t 且t=0.8s ，代入数据解得v=375m/s 。8.一列声波在空气中的波长为0.2m 。当该声波从空气中以某一角度传入介质中时，波长变为0.6m ，如图所示，设空气中的声速是340m/s 。（1）求该声波在介质中传播时的频率；（2）求该声波在介质中传播的速度大小；（3）若声波垂直进入介质，经0.4 s返回空气，则介质的深度为多少？答案：8.（1）1700Hz （2）1020m/s （3）204m解析： （1）声波在空气中传播时，由v=f 得f=v11=3400.2Hz=1700

7、Hz由于声波在不同介质中传播时频率不变，所以声波在介质中传播时，频率为1700Hz（2）由v=f 得，声波在介质中的传播速度为v2=2f=0.61700m/s=1020m/s（3）声波经t2=0.2s 传至介质底部，故介质的深度h=v2t2=10200.2m=204m素养提升练9.一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )A.声波频率不变，波长变小B.声波频率不变，波长变大C.声波频率变小，波长变大D.声波频率变大，波长不变答案：9.B解析：9.声波在水中的传播速度比在空气中的传播速度大。声波从空气传入水中，发生折射，频率不变，又由v=f 可知，折射波的波长变大。10.（多选）下列现象

8、属于波的明显衍射现象的是( )A.“隔墙有耳”B.“空山不见人，但闻人语响”C.河中芦苇后面没有留下无波的区域D.池中假山前有水波，假山后无水波答案：10.A ; B ; C解析：10.假山前有水波，假山后无水波，说明水波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍射现象，D 错误，A 、B 、C 正确。11.（2021黑龙江哈尔滨三十二中高二上期末）如图所示，圆形实线是波源O 在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是( )A.水波只要进入CAE 和DBF 区域就叫波的衍射B.水波只要进入CAA 和DBB 区域就叫波的衍射C.水波必须充满CAE 和DBF 区域才叫波的衍射D.水波必须充满CAA 和DBB

9、 区域才叫波的衍射答案：11.B解析：11.衍射现象是相对直线传播而言的，由于波源在O 点，如果波没有发生衍射现象而沿直线传播的话，它能传播到CABD 所围的范围，所以A 、C 错误；衍射现象主要体现一个“绕”字，所以只要进入CAA 和DBB 区域就叫波的衍射，不一定非得绕到障碍物后面的每一点，所以B 正确，D 错误。12.一木匠在房顶上用铁锤钉钉子，有一位旁观者在观察，他看到锤子举到最高点时，也恰好听到敲打声，他抬手看了看手表，木匠敲了8下用4s ，他便很快估计出他到木匠的最小距离不小于85m 。已知声速为340m/s ，木匠上举和向下放锤的时间相等，说说旁观者用的方法，写出他到木匠距离的表

10、达式。答案：12.见解析解析：12. T=48s=0.5s ，t=(nT+12T)x=vt=340(n0.5+120.5)m=85(2n+1)m(n=0,1,2,) 。13.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波频率为1.0105Hz ，某时刻该超声波在水中传播的波的图像如图所示。（1）从该时刻开始计时，画出x=7.510-3m 处质点做简谐运动的振动图像（至少一个周期）。（2）现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离（忽略渔船和鱼群的运动）。答案：13.（1）见解析（2）3000m解析：13.（1）因为超声波的频率为f=1.0105Hz ，所以质

11、点振动周期T=1f=10-5s ，x=7.510-3m 处的质点在题图中处于波谷，所以可画出该质点做简谐运动的图像如图所示（2）因为超声波的频率为f=1.0105Hz ，由波的图像可知超声波的波长=1510-3m ，由v=f 可得超声波的速度v=f=1510-31.0105m/s=1500m/s 。所以鱼群与渔船间的距离x=vt2=150042m=3000m创新拓展练14.天空中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=3.0km 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t=6.0s 。试估算云层下表面距地面的高度。（已知空气中的声速v=13km/s)答案：14.2.0103m解析：14.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 表示云层下表面到地面的高度，用t1 表示爆炸声直接经地面传到观测者处所用的时间，则有d=vt1用t2 表示爆炸声经云层反射后到达O 处所经时间，因为入射角等于反射角，故有2(d2)2+h2=vt2已知t2-t1=t联立可得h=12(vt)2+2dvt代入数据得h=2.0103m解题感悟 解答本题的难点在于对情境的理解，画出声波传播的路线图可化抽象为直观，可以有效降低题目难度。