2019-2020學(xué)年高中物理 第十二章 6 惠更斯原理練習(xí)（含解析）新人教版選修3-4

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1、6.惠更斯原理 基礎(chǔ)鞏固 1下列說(shuō)法正確的是(　　) A.只有平面波的波面才與波線垂直 B.任何波的波線都跟波面垂直 C.任何波的波線都能表示波的傳播方向 D.有些波的波面表示傳播方向 解析：任何波線都與波面互相垂直,A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;波線表示波的傳播方向,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：BC 2下列說(shuō)法正確的是(　　) A.同一波面上各點(diǎn)振動(dòng)情況一定相同 B.同一波面上各點(diǎn)振動(dòng)情況可以不同 C.空間某一點(diǎn)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 解析：某一時(shí)刻振動(dòng)相同的點(diǎn)連接而成的面叫波面,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;波面是平面的叫平面波,縱波也會(huì)形成波面

2、,故C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：A 3下列說(shuō)法正確的是(　　) A.在波動(dòng)現(xiàn)象中,介質(zhì)中任一波陣面上的點(diǎn),可看成是子波的波源 B.在波動(dòng)現(xiàn)象中,沿著傳播方向的波峰(或波谷)構(gòu)成的面是波陣面 C.對(duì)于球面波,其波陣面是以波源為球心的球面,波線是球的半徑 D.波動(dòng)在各向同性的均勻介質(zhì)中傳播時(shí),其波陣面的幾何形狀可能改變 答案：ABC 4在反射過(guò)程中,反射波跟入射波相同的量是(　　) A.波長(zhǎng) B.波速 C.頻率 D.振幅 解析：反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播,介質(zhì)決定了波速,因此波速不變。波的頻率由波源決定,因此波的頻率也不改變,根據(jù)公式v=λf,我們可知波長(zhǎng)也不改變。能量在傳播過(guò)

3、程中會(huì)逐漸減少,故振幅也會(huì)減小。所以A、B、C三項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：ABC 5下列敘述屬于波的反射現(xiàn)象的是(　　) A.夏日的雷聲有時(shí)會(huì)轟鳴不絕 B.隔墻有耳 C.在空房間里講話,會(huì)感到聲音更響 D.水波從深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)傳播方向發(fā)生改變 解析：雷聲轟鳴不絕是聲波在地面和云層之間的反射;隔墻有耳是波的衍射;聲波在房間里不斷地反射、疊加,會(huì)產(chǎn)生混響現(xiàn)象;水波從深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)傳播方向發(fā)生改變是波的折射現(xiàn)象。所以A、C兩項(xiàng)正確,B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：AC 6一列聲波從空氣傳入水中,已知水中聲速較大,則(　　) A.聲波頻率不變,波長(zhǎng)變小 B.聲波頻率不變,波長(zhǎng)變大

4、 C.聲波頻率變小,波長(zhǎng)變大 D.聲波頻率變大,波長(zhǎng)不變 解析：由于波的頻率由波源決定,因此聲波無(wú)論在空氣中還是在水中頻率都不變,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。又因聲波在水中速度較大,由公式v=λf可得,聲波在水中的波長(zhǎng)較大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。故正確選項(xiàng)為B。 答案：B 7機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時(shí)(　　) A.波長(zhǎng)不發(fā)生變化 B.波線不發(fā)生變化　 C.波速不發(fā)生變化 D.頻率不發(fā)生變化 解析：由于入射波與折射波在兩種不同的介質(zhì)中傳播,因此波速會(huì)發(fā)生變化。波的頻率由波源決定,即頻率不變,由公式v=λf,可知波長(zhǎng)發(fā)生變化,D項(xiàng)正確,A、C項(xiàng)錯(cuò)誤。波線代表了波的傳播方向,折射時(shí)傳

5、播方向會(huì)改變,B項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：D 8從障礙物反射回來(lái)的聲波要在原來(lái)的聲波消失后至少經(jīng)　　　　s到達(dá)人耳,人才能將回聲和原來(lái)的聲音區(qū)分開(kāi)來(lái)。因此人要聽(tīng)到回聲,在空氣中距離障礙物的距離至少為　　　　m。(空氣中的聲速為340 m/s)? 解析：回聲和原聲之間的時(shí)間間隔要超過(guò)0.1s,人才能區(qū)分原聲和回聲,這段時(shí)間里空氣中聲波的傳播路程為34m,因此人要聽(tīng)到回聲,在空氣中距離障礙物的距離至少為17m。 答案：0.1　17 能力提升 1下列哪些現(xiàn)象與波的反射有關(guān)(　　) A.在空谷中叫喊可以聽(tīng)到回聲 B.振動(dòng)的音叉在水面產(chǎn)生漣漪 C.夏日的雷聲轟鳴不絕 D.聲吶可以用來(lái)探測(cè)海底深

6、度 解析：回聲是由于聲波的反射而形成的,故選項(xiàng)A是波的反射,選項(xiàng)B是振動(dòng)產(chǎn)生波,并非波的反射,聲吶的工作原理就是波的反射,D項(xiàng)正確。雷聲轟鳴不絕是由于雷聲在地面與云層之間、云層與云層之間來(lái)回反射而形成的,C項(xiàng)正確。 答案：ACD 2聲波從聲源發(fā)出,在空中向外傳播的過(guò)程中(　　) A.波速在逐漸變小 B.頻率在逐漸變小 C.振幅在逐漸變小 D.波長(zhǎng)在逐漸變小 解析：該題考查聲波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí),波長(zhǎng)、頻率和波速是否變化的問(wèn)題。 聲波在空中向外傳播時(shí),不管是否遇到障礙物引起反射,其波速由空氣介質(zhì)決定。頻率(由振源決定)和波長(zhǎng)λ=vf均不變,所以A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。又因?yàn)闄C(jī)械波是傳遞

7、能量的方式,能量在傳播過(guò)程中會(huì)減小,故其振幅也就逐漸變小,C項(xiàng)正確。 答案：C 3由振源產(chǎn)生的向四周傳播的機(jī)械波,在傳播過(guò)程中出現(xiàn)的情況有(　　) A.波上各點(diǎn)振動(dòng)的頻率一定相同 B.在同一種均勻介質(zhì)中,離振源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的機(jī)械能越小 C.波上的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡就是波線 D.水面上形成的水波的波形是波線的客觀形狀 解析：機(jī)械波在傳播的過(guò)程中,頻率保持不變,波上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率與振源相同,A項(xiàng)正確;振源以波的形式向周?chē)鷤鬟f能量,而能量是向四周傳播的,在某一方向的能量會(huì)越來(lái)越少,B項(xiàng)正確;波傳播的僅是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式,波的質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨著波而遷移,C項(xiàng)錯(cuò)誤;水面上形成的水波是由一群振動(dòng)相同

8、的點(diǎn)組成的,是波面的客觀形狀,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：AB ★4同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播,某時(shí)刻的波形如圖,以下說(shuō)法正確的是(　　) A.聲波在水中波長(zhǎng)較大,b是水中聲波的波形 B.聲波在空氣中波長(zhǎng)較大,b是空氣中聲波的波形 C.水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高,a是水中聲波的波形 D.空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高,a是空氣中聲波的波形 解析：波的頻率取決于波源的振動(dòng)頻率,與介質(zhì)無(wú)關(guān),故同一音叉發(fā)出的聲波在水中傳播與在空氣中傳播時(shí)頻率相同。機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度只取決于介質(zhì)的性質(zhì),與波的頻率無(wú)關(guān),聲波在水中的傳播速度大于在空氣中的傳播速度,再由v=fλ知,聲波在水中的波長(zhǎng)較大,對(duì)應(yīng)于

9、題圖中波形b,故A正確。 答案：A 5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)0.5 s聽(tīng)到右邊山坡反射回來(lái)的聲音,又經(jīng)過(guò)1.5 s后聽(tīng)到左邊山坡反射回來(lái)的聲音,若聲速為340 m/s,則這個(gè)山谷的寬度約為(　　) A.170 m B.340 m C.425 m D.680 m 解析：右邊的聲波從發(fā)出到反射回來(lái)所用時(shí)間為t1=0.5s,左邊的聲波從發(fā)出到反射回來(lái)所用的時(shí)間為t2=2s。山谷的寬度s=12v(t1+t2)=12×340×2.5m=425m。故C正確。 答案：C ★6在高速公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車(chē)速的示意圖如圖甲所示,測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波

10、脈沖信號(hào),根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差,測(cè)出被測(cè)物體的速度。圖乙中p1、p2是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào),n1、n2分別是由汽車(chē)反射回來(lái)的信號(hào)。設(shè)測(cè)速儀勻速掃描,p1、p2之間的時(shí)間間隔Δt=1.0 s,超聲波在空氣中的傳播速度是v=340 m/s,若汽車(chē)是勻速行駛的,則根據(jù)圖乙可知,汽車(chē)在反射兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是　　　　m,汽車(chē)的速度是　　　　m/s。? 解析：由p1、p2之間的時(shí)間間隔Δt=1.0s,可將題圖乙中的刻度看作是時(shí)間標(biāo)度,由題圖可以確定所要求的時(shí)間,p1和n1之間的時(shí)間間隔t1=1.23Δt=0.4s 由超聲波脈沖發(fā)射和接收的時(shí)間間隔,可知汽車(chē)距測(cè)速儀的距離

11、。汽車(chē)第一次反射脈沖信號(hào)時(shí)距測(cè)速儀的距離s1=vt12=68m 同理可知,p2和n2之間的時(shí)間間隔t2=0.3s 汽車(chē)第二次反射脈沖信號(hào)時(shí)距測(cè)速儀的距離 s1=vt22=51m 汽車(chē)在兩次反射脈沖信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離為s=s1-s2=17m。 汽車(chē)兩次反射脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔為 t=Δt+t22-t12=0.95s 汽車(chē)的速度v=st=17.9m/s。 答案：17　17.9 7一列聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波長(zhǎng)為0.2 m。當(dāng)該聲波從空氣中以某一角度傳入介質(zhì)Ⅱ中時(shí),波長(zhǎng)變?yōu)?.6 m,如圖所示,介質(zhì)Ⅰ中的聲速是340 m/s。 (1)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時(shí)的頻率。 (2)

12、求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播的速度。 (3)若另一種聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度為1 400 m/s,按圖中的方向從介質(zhì)Ⅰ射入介質(zhì)Ⅱ中,求它在介質(zhì)Ⅰ和介質(zhì)Ⅱ中的頻率之比。 解析：(1)聲波在介質(zhì)Ⅰ中傳播時(shí),由v=λf得f=v1λ1=3400.2Hz=1700Hz,由于聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí),頻率不變,所以聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時(shí),頻率為1700Hz。 (2)由v=λf得聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度為v2=λ2f=0.6×1700m/s=1020m/s。 (3)波由介質(zhì)Ⅰ到介質(zhì)Ⅱ的過(guò)程中,只有頻率不變,故當(dāng)波從介質(zhì)Ⅰ進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ時(shí),其頻率之比為1∶1。 答案：(1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s　(3)1∶1 7