2020年高中物理 第二章 機械波2.3 惠更斯原理及其應用練習（含解析）教科版選修3-4

惠更斯原理及其應用基礎夯實1.下列說法中正確的是()A.同一波面上各點振動情況一定相同B.同一波面上各點振動情況可以不同C.空間某一點發(fā)出的波面一定是以波源為球心的球面D.只有橫波才有波面答案A解析某一時刻振動相同的點連接而成的面叫波面,故A項正確,B項錯誤;波面是平面的叫平面波,縱波也會形成波面,故C、D兩項錯誤。2.(多選)下列現(xiàn)象哪些是利用波的反射的()A.手扶耳旁聽遠處的人說話B.醫(yī)生給病人做超聲波檢查C.雷達的工作原理D.潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況答案ABCD解析手扶耳旁聽遠處的人說話是利用了聲波的反射;超聲波檢查身體、潛艇中的聲吶都是利用了超聲波的反射;雷達則是利用了電磁波的反射。3.人在室內(nèi)講話的聲音比在室外空曠處講話聲音要洪亮,是因為()A.室內(nèi)空氣不流動B.室內(nèi)聲音多次反射C.室內(nèi)聲音發(fā)生折射D.室內(nèi)物體會吸收聲音答案B解析人說話時產(chǎn)生聲波,聲波在傳播過程中,遇到障礙物產(chǎn)生反射,在室內(nèi)發(fā)生反射的次數(shù)比在空曠處的次數(shù)多,因此聲音要洪亮。4.(多選)以下關于波的認識,哪些是正確的()A.潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況,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.雷達的工作原理是利用波的反射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)象答案ABCD解析A、B、C選項中應用了波的反射現(xiàn)象;深水區(qū)和淺水區(qū)可視為不同介質(zhì),故波的傳播方向發(fā)生改變,選項D正確。5.下列哪些現(xiàn)象不屬于反射現(xiàn)象()A.回聲B.夏日雷聲轟鳴不絕C.水波繞過水中蘆葦稈傳播D.在空房中講話感到聲音更響答案C解析水波繞過水中蘆葦稈傳播屬于衍射現(xiàn)象。6.(多選)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)生反射時頻率、波長、波速均不變C.波發(fā)生折射時波的頻率不變,但波長、波速發(fā)生變化D.波發(fā)生折射時波的頻率、波長、波速均發(fā)生變化答案BC解析波發(fā)生反射時是在同一介質(zhì)中,頻率、波長、波速均不變,選項A錯誤,B正確;波發(fā)生折射時,介質(zhì)改變,故波速發(fā)生變化,但頻率由波源決定,波的頻率不變,由v=f可知波長也發(fā)生變化,選項C正確,D錯誤。7.如圖所示,1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線,則()A.2與1的波長、頻率相等,波速不相等B.2與1的波速、頻率相等,波長不相等C.3與1的波速、頻率、波長均相等D.3與1的頻率相等,波速、波長均不相等答案D解析反射波的波長、頻率、波速與入射波的都相等,故選項A、B錯誤;折射波的波長、波速與入射波的都不相等,但頻率相等,故選項C錯誤,D正確。8.當一個探險者進入一個山谷后,為了估測出山谷的寬度,他吼一聲后,經(jīng)過0.5 s聽到右邊山坡反射回來的聲音,又經(jīng)過1.5 s后聽到左邊山坡反射回來的聲音,若聲速為340 m/s,則這個山谷的寬度約為()A.170 mB.340 mC.425 mD.680 m答案C解析右邊的聲波從發(fā)出到反射回來所用時間為t1=0.5 s,左邊的聲波從發(fā)出到反射回來所用的時間為t2=2 s。山谷的寬度s=v(t1+t2)=×340×2.5 m=425 m。故C正確。9.(多選)如圖所示,一機械波由介質(zhì)射入介質(zhì),在界面MN上發(fā)生偏折。下列說法正確的是()A.波在介質(zhì) 中傳播的速度大B.波在介質(zhì)中傳播的速度大C.波在介質(zhì)中和介質(zhì)中傳播的速度之比為D.波在介質(zhì)中和介質(zhì)中傳播的速度之比為答案BD解析由波的折射定律可知v1<v2,且,故B、D正確。10.有一輛汽車以15 m/s的速度勻速行駛,在其正前方有一陡峭山崖,汽車鳴笛2 s后司機聽到回聲,此時汽車距山崖的距離多遠?(v聲=340 m/s)答案325 m解析若汽車靜止問題就簡單了,現(xiàn)汽車運動,聲音傳播,如圖所示為汽車與聲波的運動過程示意圖,設汽車由A到C路程為x1,C點到山崖B距離為x;聲波由A到B再反射到C路程為x2,因汽車與聲波運動時間同為t,則有x2=x1+2x,即v聲t=v汽t+2x,所以x= m=325 m。11.一列聲波在空氣中的波長為0.25 m。當該聲波傳入某種介質(zhì)中時,波長變?yōu)?.8 m,若空氣中的聲速是340 m/s。求:(1)該聲波在介質(zhì)中傳播時的頻率;(2)該聲波在介質(zhì)中傳播的速度。答案(1) 1 360 Hz(2)1 088 m/s解析(1)聲波在空氣中傳播時,由v=f得f= Hz=1 360 Hz由于聲波在不同介質(zhì)中傳播時,頻率不變,所以聲波在該介質(zhì)中傳播時,頻率為1 360 Hz。(2)由v=f得聲波在該介質(zhì)中的傳播速度為v2=2f=0.8×1 360 m/s=1 088 m/s。能力提升12.甲、乙兩人平行站在一堵墻前面,兩人相距為2a,距離墻均為a,當甲開了一槍后,乙在時間t后聽到第一聲槍響,則乙聽到第二聲槍響的時間為()A.聽不到B.甲開槍3t后C.甲開槍2t后D.甲開槍t后答案C解析如圖所示,乙在時間t后聽到第一聲槍響是響聲直接直線傳播到乙處經(jīng)歷的時間,則t=,第二次聽到的槍聲應為經(jīng)墻反射后的回聲,則t'=2t,故C項正確。13.一列水波由深水區(qū)進入淺水區(qū),入射波與界面夾角為45°,折射波與界面夾角為60°,則下列說法正確的是()A.波在深水區(qū)與淺水區(qū)的波速相同,頻率不同,波長不同B.波在淺水區(qū)與深水區(qū)中傳播時,波速、頻率、波長都相同C.深水區(qū)中的波速、波長比淺水區(qū)中小D.深水區(qū)中的波速、波長比淺水區(qū)中大答案D解析波由深水區(qū)進入淺水區(qū),頻率不變,而波與界面的夾角由45°變?yōu)?0°,如圖所示。當波線a到達界面A點,波線b設剛好到達B點,此時AB與波線垂直,剛好在同一波面上,設經(jīng)t,b光線也剛到達界面上B'點,此時a波已在淺水區(qū)傳到A'處,B'A'剛好也是波面,且與波線垂直,由波線與界面的夾角知BB'>AA',設該波在深水區(qū)的波速為v1,在淺水區(qū)波速為v2,則BB'=v1·t,AA'=v2·t,所以有v1>v2,由v=f知1>2,所以D選項正確。14.蝙蝠有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官,一只蝙蝠以6.0 m/s 的速度垂直于墻飛行,且發(fā)出f=4.5×104 Hz 的超聲波,并經(jīng)0.01 s接收到回聲。若聲速是340 m/s,求蝙蝠發(fā)射超聲波時離墻的距離及蝙蝠所發(fā)出的超聲波的波長是多少?答案1.73 m7.56×10-3 m解析s=(v+v')t=×(340+6)×0.01 m=1.73 m由v=f,得= m=7.56×10-3 m。15.天空有近似等高的濃云層。為了測量云層的高度,在水平地面上與觀測者的距離為d=3.0 km處進行一次爆炸,觀測者聽到由空氣直接傳來的爆炸聲和由云層反射來的爆炸聲時間上相差t=6.0 s。試估算云層下表面的高度。已知空氣中的聲速v= km/s。答案2 km解析由題意畫出其平面圖為:設云層下表面的高度為h,則由云層反射來的爆炸聲傳播距離為x=2,傳播時間為t1=,聲音直接傳來的時間為t2=。則t1-t2=t,將數(shù)據(jù)代入以上各式得h=2 km。- 5 -