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

6.惠更斯原理 基礎鞏固 1下列說法正確的是(　　) 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項錯誤,B項正確;波線表示波的傳播方向,C項正確,D項錯誤。 答案：BC 2下列說法正確的是(　　) 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 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。 答案：A 3下列說法正確的是(　　) A.在波動現(xiàn)象中,介質(zhì)中任一波陣面上的點,可看成是子波的波源 B.在波動現(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.波動在各向同性的均勻介質(zhì)中傳播時,其波陣面的幾何形狀可能改變 答案：ABC 4在反射過程中,反射波跟入射波相同的量是(　　) A.波長 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,我們可知波長也不改變。能量在傳播過程中會逐漸減少,故振幅也會減小。所以A、B、C三項正確,D項錯誤。 答案：ABC 5下列敘述屬于波的反射現(xiàn)象的是(　　) A.夏日的雷聲有時會轟鳴不絕 B.隔墻有耳 C.在空房間里講話,會感到聲音更響 D.水波從深水區(qū)進入淺水區(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,會產(chǎn)生混響現(xiàn)象;水波從深水區(qū)進入淺水區(qū)傳播方向發(fā)生改變是波的折射現(xiàn)象。所以A、C兩項正確,B、D兩項錯誤。 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,波長變小 B.聲波頻率不變,波長變大 C.聲波頻率變小,波長變大 D.聲波頻率變大,波長不變 解析：由于波的頻率由波源決定,因此聲波無論在空氣中還是在水中頻率都不變,選項C、D錯誤。又因聲波在水中速度較大,由公式v=λf可得,聲波在水中的波長較大,故選項A錯誤,選項B正確。故正確選項為B。 答案：B 7機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)中時(　　) A.波長不發(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,可知波長發(fā)生變化,D項正確,A、C項錯誤。波線代表了波的傳播方向,折射時傳播方向會改變,B項錯誤。 答案：D 8從障礙物反射回來的聲波要在原來的聲波消失后至少經(jīng)　　　　s到達人耳,人才能將回聲和原來的聲音區(qū)分開來。因此人要聽到回聲,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間間隔要超過0.1s,人才能區(qū)分原聲和回聲,這段時間里空氣中聲波的傳播路程為34m,因此人要聽到回聲,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(　　) A.在空谷中叫喊可以聽到回聲 B.振動的音叉在水面產(chǎn)生漣漪 C.夏日的雷聲轟鳴不絕 D.聲吶可以用來探測海底深度 解析：回聲是由于聲波的反射而形成的,故選項A是波的反射,選項B是振動產(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、云層與云層之間來回反射而形成的,C項正確。 答案：ACD 2聲波從聲源發(fā)出,在空中向外傳播的過程中(　　) 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.波長在逐漸變小 解析：該題考查聲波在同一種介質(zhì)中傳播時,波長、頻率和波速是否變化的問題。 聲波在空中向外傳播時,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λ=vf均不變,所以A、B、D項錯誤。又因為機械波是傳遞能量的方式,能量在傳播過程中會減小,故其振幅也就逐漸變小,C項正確。 答案：C 3由振源產(chǎn)生的向四周傳播的機械波,在傳播過程中出現(xiàn)的情況有(　　) A.波上各點振動的頻率一定相同 B.在同一種均勻介質(zhì)中,離振源越遠的質(zhì)點振動的機械能越小 C.波上的質(zhì)點的運動軌跡就是波線 D.水面上形成的水波的波形是波線的客觀形狀 解析：機械波在傳播的過程中,頻率保持不變,波上質(zhì)點的振動頻率與振源相同,A項正確;振源以波的形式向周圍傳遞能量,而能量是向四周傳播的,在某一方向的能量會越來越少,B項正確;波傳播的僅是振動這種運動形式,波的質(zhì)點不會隨著波而遷移,C項錯誤;水面上形成的水波是由一群振動相同的點組成的,是波面的客觀形狀,D項錯誤。 答案：AB ★4同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中傳播,某時刻的波形如圖,以下說法正確的是(　　) A.聲波在水中波長較大,b是水中聲波的波形 B.聲波在空氣中波長較大,b是空氣中聲波的波形 C.水中質(zhì)點振動頻率較高,a是水中聲波的波形 D.空氣中質(zhì)點振動頻率較高,a是空氣中聲波的波形 解析：波的頻率取決于波源的振動頻率,與介質(zhì)無關,故同一音叉發(fā)出的聲波在水中傳播與在空氣中傳播時頻率相同。機械波在介質(zhì)中傳播的速度只取決于介質(zhì)的性質(zhì),與波的頻率無關,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,聲波在水中的波長較大,對應于題圖中波形b,故A正確。 答案：A 5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 m B.340 m C.425 m D.680 m 解析：右邊的聲波從發(fā)出到反射回來所用時間為t1=0.5s,左邊的聲波從發(fā)出到反射回來所用的時間為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速儀測量車速的示意圖如圖甲所示,測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號,根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差,測出被測物體的速度。圖乙中p1、p2是測速儀發(fā)出的超聲波信號,n1、n2分別是由汽車反射回來的信號。設測速儀勻速掃描,p1、p2之間的時間間隔Δt=1.0 s,超聲波在空氣中的傳播速度是v=340 m/s,若汽車是勻速行駛的,則根據(jù)圖乙可知,汽車在反射兩個信號之間的時間內(nèi)前進的距離是　　　　m,汽車的速度是　　　　m/s。  解析：由p1、p2之間的時間間隔Δt=1.0s,可將題圖乙中的刻度看作是時間標度,由題圖可以確定所要求的時間,p1和n1之間的時間間隔t1=1.23Δt=0.4s 由超聲波脈沖發(fā)射和接收的時間間隔,可知汽車距測速儀的距離。汽車第一次反射脈沖信號時距測速儀的距離s1=vt12=68m 同理可知,p2和n2之間的時間間隔t2=0.3s 汽車第二次反射脈沖信號時距測速儀的距離 s1=vt22=51m 汽車在兩次反射脈沖信號之間的時間內(nèi)前進的距離為s=s1-s2=17m。 汽車兩次反射脈沖信號的時間間隔為 t=Δt+t22-t12=0.95s 汽車的速度v=st=17.9m/s。 答案：17　17.9 7一列聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波長為0.2 m。當該聲波從空氣中以某一角度傳入介質(zhì)Ⅱ中時,波長變?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中傳播時的頻率。 (2)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,由v=λf得f=v1λ1=3400.2Hz=1700Hz,由于聲波在不同介質(zhì)中傳播時,頻率不變,所以聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時,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的過程中,只有頻率不變,故當波從介質(zhì)Ⅰ進入介質(zhì)Ⅱ時,其頻率之比為1∶1。 答案：(1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s　(3)1∶1 7