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課時(shí)分層作業(yè)(十三)　波的反射、折射和衍射
?題組一　波的反射和折射
1．(源自魯科版教材改編)(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，利用了波的反射原理
B．隱形飛機(jī)的表面涂上特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射，從而達(dá)到隱形的目的
C．雷聲轟鳴不絕是聲波的衍射形成的
D．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)時(shí)傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象
2．關(guān)于波的反射與折射，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．波發(fā)生反射時(shí)，波的頻率不變，波速大小變小，波長(zhǎng)變短
B．波發(fā)生反射時(shí)，波的頻率、波長(zhǎng)、波速大小均不變
C．波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率、波長(zhǎng)、波速大小均發(fā)生變化
D．波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率發(fā)生改變，但波長(zhǎng)、波速大小不變
3．聲波從介質(zhì)Ⅰ進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ的折射情況如圖所示，由圖判斷下面的說(shuō)法正確的是(　　)
A．若i>r，則聲波在介質(zhì)Ⅰ中的傳播速度小于聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度
B．若i>r，則Ⅰ可能是空氣，Ⅱ可能是水
C．若i>r，則Ⅰ可能是鋼鐵，Ⅱ可能是空氣
D．在介質(zhì)Ⅰ中的傳播速度v1與在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度v2滿足
4．聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s，在鋼鐵中的傳播速度為4 900 m/s。一平直橋由鋼鐵制成，某同學(xué)用錘子敲擊一下橋的一端發(fā)出聲音，分別經(jīng)空氣和橋傳到另一端的時(shí)間之差為1.00 s，則橋的長(zhǎng)度為________m。若該聲波在空氣中的波長(zhǎng)為λ，則它在鋼鐵中的波長(zhǎng)為λ的________倍。
?題組二　波的衍射
5．(多選)如圖所示為水波的衍射現(xiàn)象，S為波源，d為擋板間狹縫的寬度，相鄰弧線間距為一個(gè)波長(zhǎng)，其中符合事實(shí)的是(　　)
A　　　　B　　　　C　　　　D
6．如圖所示，擋板M固定，擋板N可自由移動(dòng)，將M、N兩擋板間空隙當(dāng)做一個(gè)“小孔”做水波的衍射實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了圖示中的圖樣。實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到P點(diǎn)水面沒(méi)有振動(dòng)，為了使P點(diǎn)處能發(fā)生振動(dòng)，可采用的辦法是(　　)
A．增大波源的頻率
B．減小波源的周期
C．將N板水平向左移動(dòng)一些
D．將N板水平向上移動(dòng)一些
7．如圖所示是利用水波槽觀察到的水波衍射圖像，從圖像可知(　　)
A．B側(cè)水波是衍射波
B．A側(cè)波速與B側(cè)波速相等
C．減小擋板間距離，衍射波的波長(zhǎng)將減小
D．增大擋板間距離，衍射現(xiàn)象更明顯
8．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，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．聲音變響，女聲比男聲更響
C．聲音變?nèi)酰新暠扰暩?br/>D．聲音變?nèi)酰暠饶新暩?br/>9．(多選)如圖所示，這是波源O傳出的一列水波，相鄰實(shí)線間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．波通過(guò)孔A，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
B．波通過(guò)孔B，不發(fā)生衍射現(xiàn)象
C．波遇到障礙物C，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
D．波遇到障礙物D，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
10．測(cè)速儀安裝有超聲波發(fā)射和接收裝置，如圖所示，B為測(cè)速儀，A為汽車，兩者相距335 m。某時(shí)刻B發(fā)出超聲波，同時(shí)A由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)B接收到反射回來(lái)的超聲波信號(hào)時(shí)A、B相距355 m，已知聲速為340 m/s，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．經(jīng)1 s，B接收到返回的超聲波
B．超聲波追上A時(shí)，A前進(jìn)了10 m
C．A的加速度的大小為10 m/s2
D．A的加速度的大小為5 m/s2
11．平靜的湖面有相距為1 m的兩個(gè)小木塊A、B，距小木塊A左側(cè)3 m處有一波源在t＝0時(shí)刻開始向上振動(dòng)，經(jīng)4 s小木塊A第一次達(dá)到波峰，再經(jīng)3 s小木塊B第一次達(dá)到波谷，波源和小木塊A、B在一條直線上。
(1)求這列橫波的周期和波速；
(2)求這列橫波的波長(zhǎng)；
(3)若此波在傳播過(guò)程中遇到一根豎立的蘆葦桿，是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
12．甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚，兩船相距24 m。有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動(dòng)20次，當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，這時(shí)兩船之間還有5個(gè)波峰。
(1)此水波的波長(zhǎng)為多少？波速為多少？
(2)若此波在傳播過(guò)程中遇到一根豎立的電線桿，是否會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？
(3)若該波經(jīng)過(guò)一跨度為30 m的橋洞，橋墩直徑為3 m，橋墩處能否看到明顯的衍射現(xiàn)象？若該橋?yàn)橐? m寬的涵洞，洞后能否發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？
1 / 1課時(shí)分層作業(yè)(十三)
1．ABD　[潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，是利用了波的反射原理，A正確；隱形飛機(jī)的表面涂上特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射，從而達(dá)到隱形的目的，B正確；雷聲轟鳴不絕是聲波在云層之間的多次反射造成的，故C錯(cuò)誤；水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)時(shí)傳播方向發(fā)生變化，這是波的折射現(xiàn)象，故D正確。]
2．B　[波發(fā)生反射時(shí)，波在同一種介質(zhì)中傳播，波的頻率、波長(zhǎng)、波速大小均不變，故A錯(cuò)誤，B正確；波發(fā)生折射時(shí)，波速發(fā)生變化，波的頻率由波源決定，則波的頻率不變，波長(zhǎng)發(fā)生變化，故C、D錯(cuò)誤。故選B。]
3．C　[根據(jù)折射規(guī)律可得，若i>r，則v1>v2，故A、D錯(cuò)誤；又因聲波在鋼鐵中的傳播速度比在空氣中的快，聲波在空氣中的傳播速度比在水中的慢，故B錯(cuò)誤，C正確。]
4．解析：設(shè)橋的長(zhǎng)度為l，則根據(jù)題意有＝1.00 s，解得l≈365 m。由于聲波的頻率不變，由λ＝可知＝，得λ鐵＝λ。
答案：365　
5．BC　[選項(xiàng)A、B中狹縫寬度大于波長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象不明顯，擋板會(huì)阻礙波的傳播，故A不符合事實(shí)，B符合事實(shí)；選項(xiàng)C、D中狹縫寬度小于波長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象明顯，但穿過(guò)狹縫后波速和頻率不變，波長(zhǎng)應(yīng)不變，故C符合事實(shí)，D不符合事實(shí)。]
6．D　[P點(diǎn)的水沒(méi)有振動(dòng)起來(lái)，說(shuō)明在P點(diǎn)，波沒(méi)有明顯衍射過(guò)去，原因是M、N間的縫太寬或波長(zhǎng)太小，因此若想使P點(diǎn)的水振動(dòng)起來(lái)，可以將N板上移，減小兩擋板的間距；也可以增大水波的波長(zhǎng)，由λ＝＝vT可知，可以減小波源的頻率或者增大波源的周期。故選D。]
7．B　[B側(cè)水波在傳播過(guò)程中遇到帶有窄縫的擋板后發(fā)生衍射，則A側(cè)水波是衍射波，故A錯(cuò)誤；同種機(jī)械波在相同介質(zhì)中的傳播速度相同，故B正確；減小擋板間距離，衍射現(xiàn)象會(huì)更明顯，但是衍射波的波速不變，頻率不變，故波長(zhǎng)不變，故C錯(cuò)誤；因?yàn)橹挥挟?dāng)擋板間距離跟波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，衍射現(xiàn)象才明顯，所以當(dāng)增大擋板間距離時(shí)，衍射現(xiàn)象會(huì)更不明顯，故D錯(cuò)誤。]
8．D　[聲波在空氣中傳播時(shí)遇到較高大的墻一部分波被反射，一部分波發(fā)生衍射，故聲音變?nèi)酰ㄋ俨蛔儯皖l部分的波的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，高頻部分的波的波長(zhǎng)較短，在繞過(guò)較高大的墻時(shí)，高頻部分的波發(fā)生衍射的衍射現(xiàn)象不如低頻部分的波發(fā)生的衍射現(xiàn)象明顯，故高音部分減弱得較為明顯，所以女聲比男聲更弱，故D正確。]
9．AD　[觀察題圖，孔B和障礙物C尺寸明顯大于波長(zhǎng)，不會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，但仍然有衍射現(xiàn)象，只是不明顯，不易觀察；孔A和障礙物D尺寸小于或接近波長(zhǎng)，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。]
10．C　[從B發(fā)出超聲波到接收到超聲波過(guò)程中，汽車A的運(yùn)動(dòng)情況如圖所示：
B發(fā)出超聲波時(shí)，A在C位置，小車反射超聲波時(shí)，A在D位置，B接收到超聲波時(shí)，A在E位置，經(jīng)分析可知tCD＝tDE，xCE＝20 m，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得xCD∶xDE＝1∶3，所以xCD＝5 m，xDE＝15 m，tCD＝ s＝1 s，可見(jiàn)B接收到返回的超聲波需2 s；對(duì)汽車A有Δx＝，解得a＝10 m/s2。由以上可知只有選項(xiàng)C正確。]
11．解析：(1)令x1＝3 m，x2＝1 m，波速為v，周期為T，由題意有
t1＝＝4 s，t2＝T＝7 s
解得T＝4 s，v＝1 m/s。
(2)該橫波波長(zhǎng)為λ＝vT＝4 m。
(3)由于λ＝4 m大于豎立蘆葦桿的直徑，所以當(dāng)波通過(guò)豎立的蘆葦桿時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
答案：(1)4 s　1 m/s　(2)4 m　(3)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象
12．解析：(1)由題意知周期T＝ s＝3 s
設(shè)波長(zhǎng)為λ，則
5λ＋＝24 m，λ＝ m
由v＝得
v＝ m/s＝ m/s。
(2)由于λ＝ m，大于豎立電線桿的直徑，所以此波通過(guò)豎立的電線桿時(shí)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
(3)由于λ＝ m>3 m，所以此波無(wú)論是通過(guò)直徑為3 m的橋墩，還是通過(guò)寬為3 m的涵洞，都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。
答案：(1) m　 m/s　(2)會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象　(3)能看到明顯的衍射現(xiàn)象　能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
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