2020_2021学年高中物理第二章机械波4惠更斯原理波的反射与折射课时评价含解析教科版选修3_4.doc

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1、惠更斯原理波的反射与折射(25分钟　50分)一、选择题(本题共5小题,每题4分,共20分)1.(2020·达州高二检测)下列说法中正确的是(　　)A.水波是球面波B.声波是球面波C.只有横波才能形成球面波D.只有纵波才能形成球面波【解析】选B。若波面是球面,则为球面波,与横波、纵波无关,由此可知B正确,C、D错误。由于水波不能在空间中传播,所以它是平面波,A不正确。2.如图所示1、2、3中分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则(　　)A.2与1的波长、频率相等,波速不等B.2与1的波速、频率相等,波长不等C.

2、3与1的波速、频率、波长均相等D.3与1的频率相等,波速、波长均不等【解析】选D。反射波2的波长、频率、波速与入射波1的波长、频率、波速都相等,A、B均错误;折射波3的波长、波速与入射波1的波长、波速都不等,但频率是相等的,C错误、D正确。【总结提升】波的反射和折射问题中的规律-6-/6(1)频率是由振源决定的。介质中各个质点的振动都是受迫振动,无论是发生反射还是折射,波的频率是不改变的。(2)波速是由介质决定的。波的反射是在同一种介质中传播的,因此波速不变;波的折射是在不同介质中传播的,因此波速改变。(3)波

3、长是由波速和频率共同决定的。在波的反射中,由于波的频率和波速均不变,根据公式λ=可知波长不改变;在波的折射中,当进入新的介质中波速改变,根据公式λ=可知波长也改变。3.同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播,某时刻的波形曲线如图所示。以下说法正确的是(　　)A.声波在水中波长较大,b是水中声波的波形曲线B.声波在空气中波长较大,b是空气中声波的波形曲线C.水中质点振动频率较高,a是水中声波的波形曲线D.空气中质点振动频率较高,a是空气中声波的波形曲线【解析】选A。波的频率取决于波源的振动频率,与介质无关,故同一

4、音叉发出的声波在水中传播时的频率与在空气中传播时的频率相同。但机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质,与波的频率无关,声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度。由v=λf知,声波在水中的波长应较大,对应题图中波形曲线b,故只有选项A正确。4.(多选)已知某声波在水中的速度v水大于在空气中的速度v空,该声波从空气射入水里,入射角i从零开始逐渐增大时,下列说法中正确的是(　　)A.比值不变B.比值不变-6-/6C.比值是一个大于1的常数D.比值是一个小于1的常数【解题指南】解答本题时应理解以下两点:(1)根据波

5、的折射定律可知=。(2)入射角改变时,折射角也随之改变,但由两种介质的性质决定,保持不变。【解析】选B、D。由波的折射定律知=,速度由介质决定,所以为由两种介质决定的常数,A错、B正确;又因为v水>v空,即是一个小于1的常数,C错、D正确。5.(多选)(2020·某某高二检测)下列叙述中正确的是(　　)A.空间点波源发出的球面波,其波面是一个球面,波线就是以波源为圆心的同心圆B.平面波的波线是一条直线,其波线相互平行C.根据惠更斯原理,波面各点都可看作一个子波源,子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面D.利用惠

6、更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定t+Δt时刻波面的位置【解析】选B、C、D。球面波的波线沿球面的半径方向,A错误;平面波的波线是一条直线,由于波线与波面垂直,故平面波的波线相互平行,B正确;由惠更斯原理可知,C正确;利用惠更斯原理,只要知道t时刻波面的位置和波速,就可确定另一时刻的波面的位置,D正确。二、非选择题(10分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。)6.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位,已知某超声波的频率为1.0×105Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图像如

7、图所示。(1)从该时刻开始计时,画出x=7.5×10-3m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)。-6-/6(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)。【解析】(1)T==1.0×10-5s,故所求图像如图所示。(2)由波形图读出波长λ=15×10-3m,由波速公式得v=λf①鱼群与渔船的距离为x=vt②联立①②式,代入数据得x=3000m答案:(1)见解析图　(2)3000m7.(7分)(2020·某某高二检测)当一个探险者进入一个山谷后,为了估

8、测出山谷的宽度,他吼一声后,经过0.5s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5s后听到左边山坡反射回来的声音,若声速为340m/s,则这个山谷的宽度约为(　　)A.170mB.340mC.425mD.680m【解析】选C。右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2s。山谷的宽度s=v(t1+t2)=×340×2.5m=425m;