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

惠更斯原理及其應(yīng)用基礎(chǔ)夯實(shí)1.下列說(shuō)法中正確的是()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.只有橫波才有波面答案A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,故C、D兩項(xiàng)錯(cuò)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(yuǎn)處的人說(shuō)話B.醫(yī)生給病人做超聲波檢查C.雷達(dá)的工作原理D.潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況答案ABCD解析手扶耳旁聽遠(yuǎn)處的人說(shuō)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(dá)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?yàn)?)A.室內(nèi)空氣不流動(dòng)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(huì)吸收聲音答案B解析人說(shuō)話時(shí)產(chǎn)生聲波,聲波在傳播過(guò)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(guān)于波的認(rèn)識(shí),哪些是正確的()A.潛艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況,用的是波的反射原理B.隱形飛機(jī)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(dá)到隱形的目的C.雷達(dá)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(xiàng)中應(yīng)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(xiàng)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(guò)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(guò)水中蘆葦稈傳播屬于衍射現(xiàn)象。6.(多選)下列說(shuō)法正確的是()A.波發(fā)生反射時(shí)波的頻率不變,波速變小,波長(zhǎng)變短B.波發(fā)生反射時(shí)頻率、波長(zhǎng)、波速均不變C.波發(fā)生折射時(shí)波的頻率不變,但波長(zhǎng)、波速發(fā)生變化D.波發(fā)生折射時(shí)波的頻率、波長(zhǎng)、波速均發(fā)生變化答案BC解析波發(fā)生反射時(shí)是在同一介質(zhì)中,頻率、波長(zhǎng)、波速均不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;波發(fā)生折射時(shí),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(zhǎng)也發(fā)生變化,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)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(zhǎng)、頻率相等,波速不相等B.2與1的波速、頻率相等,波長(zhǎng)不相等C.3與1的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等D.3與1的頻率相等,波速、波長(zhǎng)均不相等答案D解析反射波的波長(zhǎng)、頻率、波速與入射波的都相等,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;折射波的波長(zhǎng)、波速與入射波的都不相等,但頻率相等,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。8.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聽到右邊山坡反射回來(lái)的聲音,又經(jīng)過(guò)1.5 s后聽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 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(lái)所用時(shí)間為t1=0.5 s,左邊的聲波從發(fā)出到反射回來(lái)所用的時(shí)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(jī)械波由介質(zhì)射入介質(zhì),在界面MN上發(fā)生偏折。下列說(shuō)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?guó)Q笛2 s后司機(jī)聽到回聲,此時(shí)汽車距山崖的距離多遠(yuǎn)?(v聲=340 m/s)答案325 m解析若汽車靜止問題就簡(jiǎn)單了,現(xiàn)汽車運(yùn)動(dòng),聲音傳播,如圖所示為汽車與聲波的運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖,設(shè)汽車由A到C路程為x1,C點(diǎn)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(zhǎng)為0.25 m。當(dāng)該聲波傳入某種介質(zhì)中時(shí),波長(zhǎng)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(shí)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(shí),由v=f得f= Hz=1 360 Hz由于聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí),頻率不變,所以聲波在該介質(zhì)中傳播時(shí),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(dāng)甲開了一槍后,乙在時(shí)間t后聽到第一聲槍響,則乙聽到第二聲槍響的時(shí)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(shí)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(shí)間,則t=,第二次聽到的槍聲應(yīng)為經(jīng)墻反射后的回聲,則t'=2t,故C項(xiàng)正確。13.一列水波由深水區(qū)進(jìn)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(shuō)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(zhǎng)不同B.波在淺水區(qū)與深水區(qū)中傳播時(shí),波速、頻率、波長(zhǎng)都相同C.深水區(qū)中的波速、波長(zhǎng)比淺水區(qū)中小D.深水區(qū)中的波速、波長(zhǎng)比淺水區(qū)中大答案D解析波由深水區(qū)進(jìn)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(dāng)波線a到達(dá)界面A點(diǎn),波線b設(shè)剛好到達(dá)B點(diǎn),此時(shí)AB與波線垂直,剛好在同一波面上,設(shè)經(jīng)t,b光線也剛到達(dá)界面上B'點(diǎn),此時(shí)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(shè)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(xiàng)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(shí)離墻的距離及蝙蝠所發(fā)出的超聲波的波長(zhǎng)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(cè)量云層的高度,在水平地面上與觀測(cè)者的距離為d=3.0 km處進(jìn)行一次爆炸,觀測(cè)者聽到由空氣直接傳來(lái)的爆炸聲和由云層反射來(lái)的爆炸聲時(shí)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(shè)云層下表面的高度為h,則由云層反射來(lái)的爆炸聲傳播距離為x=2,傳播時(shí)間為t1=,聲音直接傳來(lái)的時(shí)間為t2=。則t1-t2=t,將數(shù)據(jù)代入以上各式得h=2 km。- 5 -