第3-3課-波的反射、折射和衍射-(解析版)(人教版2019選擇性必修第一冊(cè))

第3.3課波的反射、折射和衍射解題要點(diǎn)梳理：波的反射、折射現(xiàn)象中各物理量的變化2.只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象?；A(chǔ)鞏固1.（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）下列哪些現(xiàn)象不是由聲音的反射形成的（）A．夏天下雨時(shí)，我們總是先看到閃電，后聽(tīng)到雷聲B．北京天壇的回音壁的回音現(xiàn)象C．同樣的聲音在房間里比在曠野里聽(tīng)起來(lái)響亮些D．在火車(chē)站候車(chē)大廳中，我們有時(shí)聽(tīng)不清播音員的聲音【答案】A【詳解】A．先看到閃電，后聽(tīng)到雷聲是由于光比聲音傳播速度快，不是聲音的反射，故A符合題意；B．北京天壇的回音壁的回音現(xiàn)象屬于聲音的反射，故B不符合題意；C．同樣高的聲音在房間里比在曠野里聽(tīng)起來(lái)響亮些，描述的是聲音的反射現(xiàn)象，故C不符合題意；D．在火車(chē)站候車(chē)大廳中，我們有時(shí)聽(tīng)不清播音員的聲音，是聲音的反射造成的，故D不符合題意。故選A。2.（2022·江蘇·高二階段練習(xí)）下列所描述的物理現(xiàn)象正確的是（）A．機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)會(huì)隨波的傳播而遷移B．當(dāng)觀察者靠近波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者觀測(cè)到的頻率變小C．物體做受迫振動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力頻率越高，受迫振動(dòng)的振幅越大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】D【詳解】A．機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng)，并不會(huì)隨波的傳播而遷移，A錯(cuò)誤；B．當(dāng)觀察者靠近波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者觀測(cè)到的頻率變大，B錯(cuò)誤；C．物體做受迫振動(dòng)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體的固有頻率時(shí)，振幅最大；如果驅(qū)動(dòng)力頻率大于物體的固有頻率，驅(qū)動(dòng)力頻率越高，受迫振動(dòng)的振幅越小，C錯(cuò)誤；D．深水區(qū)域和淺水區(qū)域的密度不同，可視為不同介質(zhì)，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。3．（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）在空曠的廣場(chǎng)上有一堵較高大的墻，墻的一側(cè)有一個(gè)正在播放男女聲合唱歌曲的聲源。某人從墻的另一側(cè)遠(yuǎn)離墻的A點(diǎn)走到靠近墻的B點(diǎn)，在此過(guò)程中，如果從聲波的衍射來(lái)考慮，則會(huì)聽(tīng)到（）A．聲音變響，男聲比女聲更響B(tài)．聲音變響，女聲比男聲更響C．聲音變?nèi)?，男聲比女聲更弱D．聲音變?nèi)?，女聲比男聲更弱【答案】A【詳解】因?yàn)閺膲Φ牧硪粋?cè)遠(yuǎn)離墻的A點(diǎn)走到靠近墻的B點(diǎn)的過(guò)程中，力聲源越來(lái)越近，則聲音變響。而女聲頻率更高，波長(zhǎng)更小，所以衍射現(xiàn)象更不明顯，所以男聲比女聲更響。故選A。4.（2022·遼寧·遼西育明高級(jí)中學(xué)高二期中）如圖所示，S為水面上一波源，M、N是兩塊擋板，其中M板固定，N板可左右移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)觀察不到A點(diǎn)振動(dòng)，為了能觀察到A點(diǎn)的振動(dòng)，可采用的方法是（）A．將N板向右移 B．將N板向左移 C．增大波源的頻率 D．增大波源的振幅【答案】B【詳解】當(dāng)縫的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或比波長(zhǎng)更小時(shí)會(huì)發(fā)生明顯衍射。所以為了能觀察到A點(diǎn)的振動(dòng)，則可以減小縫的寬度（即將N板向左移）或增大波長(zhǎng)（即減小波源的頻率），而增大波源的振幅不會(huì)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象。故選B。5.（2022·湖北孝感·高二期中）在水槽里放兩塊擋板，中間留一個(gè)狹縫，觀察水波通過(guò)狹縫后的傳播情況，圖（一）是保持水波的波長(zhǎng)不變，改變狹縫的寬度，觀察水波的傳播情況變化；圖（二）是實(shí)驗(yàn)時(shí)拍攝波長(zhǎng)不同的水波通過(guò)寬度一定的狹縫的照片，在甲、乙、丙三幅照片中，波長(zhǎng)分別是狹縫寬度的、、，對(duì)比這三張照片觀察衍射現(xiàn)象與波長(zhǎng)、狹縫寬度的關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明（

）A．只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸比波長(zhǎng)小，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象B．只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)更小，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象C．圖（二）丙圖可以得出，波長(zhǎng)比狹縫小太多就不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象D．圖（一）甲可以看出，狹縫寬度再增加就不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象【答案】B【詳解】AB．由圖（一）可知，波長(zhǎng)一定時(shí)，狹縫越窄衍射現(xiàn)象越明顯；由圖（二）可知，狹縫一定，波長(zhǎng)越大衍射現(xiàn)象越明顯；只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)更小，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．圖（二）丙圖可以得出，波長(zhǎng)比狹縫小太多同樣會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是衍射現(xiàn)象不明顯，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．圖（一）甲可以看出，狹縫寬度再增加也會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是衍射現(xiàn)象不明顯，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。6.（2022·江蘇·海安高級(jí)中學(xué)高二階段練習(xí)）觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，O是波源，AC和BD是兩塊擋板，AB是兩塊擋板間的空隙，圖中已畫(huà)出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋（圖中曲線）之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，關(guān)于波經(jīng)過(guò)空隙之后的傳播情況，下列說(shuō)法正確的是（）A．擋板前相鄰波紋間距大于擋板后相鄰波紋間距B．此時(shí)能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象C．兩擋板AB間空隙增大10倍，衍射現(xiàn)象會(huì)更明顯D．波源振動(dòng)頻率增大10倍，衍射現(xiàn)象會(huì)更明顯【答案】B【詳解】A．波通過(guò)孔后，波速、頻率、波長(zhǎng)不變，則擋板前后波紋間的距離相等。故A錯(cuò)誤；B．因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)與孔的尺寸差不多，所以能夠觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。故B正確；C．如果將孔AB增大，孔的尺寸會(huì)大于波的波長(zhǎng)，不能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。故C錯(cuò)誤；D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，因?yàn)椴ㄋ俨蛔?，根?jù)，可知波長(zhǎng)減小，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象。故D錯(cuò)誤。故選B。7.（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）如圖所示，正中心O點(diǎn)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（）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【答案】B【詳解】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，該波的波長(zhǎng)與小孔B差不多，能夠產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，故在陰影區(qū)Ⅲ、Ⅱ之內(nèi)，明顯存在衍射波的波形。故選B。8.（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）某測(cè)量員利用回聲測(cè)距，他站在兩平行豎直墻壁間某一位置（不是中間位置）鳴槍?zhuān)?jīng)過(guò)1s第一次聽(tīng)到回聲，又經(jīng)過(guò)0.5s再次聽(tīng)到回聲，已知聲速為340m/s，則兩墻壁間的距離為多少?！敬鸢浮?25m【詳解】設(shè)兩墻壁間的距離為，測(cè)量員離較近的墻壁的距離為，則他離較遠(yuǎn)的墻壁的距離為，第一次聽(tīng)到回聲時(shí)滿足，第二次聽(tīng)到回聲時(shí)滿足，其中，，代入數(shù)據(jù)解得。能力提升9.（2022·江蘇·常熟中學(xué)高二期中）如圖為蟾蜍在水中鳴叫時(shí)水面形成的奇妙水波。已知水波的傳播速度與水的深度正相關(guān)。下列說(shuō)法正確的是（）A．岸邊的人聽(tīng)到的聲波是橫波B．岸邊的人聽(tīng)到的聲波頻率大于水波的頻率C．水面上飄落的樹(shù)葉逐漸被水波推向岸邊D．在深水區(qū)，水波更容易發(fā)生衍射【答案】D【詳解】A．聲波在空氣中傳播是通過(guò)空氣的膨脹和收縮，是沿聲波傳播的方向，是縱波，故A錯(cuò)誤；B．蟾蜍聲帶振動(dòng)產(chǎn)生了在空氣中傳播的聲波和在水中傳播的水波，它們都是由聲帶振動(dòng)產(chǎn)生，其頻率都等于聲帶振動(dòng)的頻率，故B錯(cuò)誤；C．水波上飄落的樹(shù)葉只會(huì)上下振動(dòng)，不會(huì)隨水波向前運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．由題意可知水波的傳播速度與水的深度正相關(guān)，可知水越深傳播速度越快，根據(jù)，可知水越深，水波的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D正確。故選D。10.（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）干涉和衍射都是波特有的現(xiàn)象。圖甲為水波的衍射實(shí)驗(yàn)，擋板M是固定的，擋板N可以上下移動(dòng)。圖乙為兩列頻率相同的橫波相遇時(shí)某一時(shí)刻的情況，實(shí)線表示波蜂，虛線表示波谷。下列說(shuō)法正確的是（）A．甲圖中P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) B．甲圖中水波發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象C．乙圖中M點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) D．乙圖中N點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)【答案】C【詳解】A．圖甲只有一列波，不存在振動(dòng)加強(qiáng)或減弱的說(shuō)法，故A錯(cuò)誤；B．由圖甲可知，縫寬遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)，沒(méi)有發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；C．圖乙中，M點(diǎn)為兩列波波峰交點(diǎn)，M點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，C正確；D．圖乙中，N點(diǎn)為兩列波波和峰波谷交點(diǎn)，N點(diǎn)振動(dòng)減弱，D錯(cuò)誤。故選C。11.（2022·全國(guó)·高三課時(shí)練習(xí)）在某海水浴場(chǎng)，某同學(xué)漂浮在海面上，水波以3m/s的速率向著海灘傳播，該同學(xué)記錄了第1個(gè)波峰到第10個(gè)波峰通過(guò)身下的時(shí)間為18s。則該水波的周期為_(kāi)_____s，該水波的波長(zhǎng)為_(kāi)_____m，該水波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播屬于波的______現(xiàn)象?！敬鸢浮?/p>

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衍射【詳解】該水波的周期，根據(jù)波長(zhǎng)公式得，該水波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播屬于波的衍射現(xiàn)象。12.（2022·全國(guó)·高二課時(shí)練習(xí)）有一輛汽車(chē)以15m/s的速度勻速行駛，在其正前方有一陡峭山崖，汽車(chē)?guó)Q笛2s后司機(jī)聽(tīng)到回