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(共29張PPT)
機械波
第3課時波的反射、折射和衍射
基礎鞏固
1、圖中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、頻率相等，波速不等
B．2與1的波速、頻率相等，波長不等
C．3與1的波速、頻率、波長均相等
D．3與1的頻率相等，波速、波長均不等
【答案】d
【詳解】波1、2都在介質a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長均相等，A、B錯。波1、3是在兩種不同介質中傳播，波速不同，但波源沒變，因而頻率相等，由λ＝得波長不同，故C錯，D對。
2、如圖所示，正中有一O點是水面上一波源，實、虛線分別表示該時刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經過一段時間，水面上的波形發生明顯衍射的區域是(　　)
A．陰影Ⅰ區域　　　　
B．陰影Ⅱ、Ⅲ區域
C．陰影Ⅰ、Ⅱ區域
D．無明顯衍射區域
答案]　b
[詳解]　水波在傳播過程中遇到了小孔B，與水波波長相比，小孔B的尺寸比較小，所以能發生明顯的衍射現象，水面上的波能明顯進入陰影Ⅱ、Ⅲ區域；但與水波波長相比，A擋板的尺寸較大，不能發生明顯的衍射現象，所以水面上波分布于除陰影Ⅰ以外區域，故A、C、D錯誤，B正確。
基礎鞏固
3、下列關于機械波和機械振動說法正確的是（ ）
A．做簡諧振動的物體每次經過平衡位置時，加速度一定為零
B．機械波的頻率越小，經過障礙物的衍射現象就越好
C．物體做受迫振動時，驅動力的頻率越高，受迫振動的物體振幅越大
D．波源振動得越快，波就傳播得越快
【答案】b
【詳解】A．做簡諧振動的物體每次經過平衡位置時，加速度不一定為零，例如單擺擺動到平衡位置，具有豎直方向的向心加速度，故A錯誤；
B．根據 機械波的頻率越小，波長越長，越容易發生明顯的衍射現象，經過障礙物的衍射現象就越好，故B正確；
C．物體做受迫振動時，驅動力的頻率越接近物體的固有頻率，受迫振動的物體振幅越大，故C錯誤；
D．波的傳播速度由介質決定，與波源振動頻率無關，故D錯誤。
故選B。
4、某同學觀察到波長不同的水波通過三個寬度相同的狹縫時的現象，在甲、乙、丙三幅照片中，波長分別是狹縫寬度的 如下圖所示，下列說法正確的是（　　）
A．水波通過狹縫后波長變短
B．這是水波的衍射現象，有些波不能發生衍射現象
C．此現象可以說明，波長一定， 縫越窄衍射現象越明顯
D．此現象可以說明，縫寬一定，波長越長衍射現象越明顯
【答案】d
【詳解】A．水波通過狹縫后波長不變，選項A錯誤；
B．這是水波的衍射現象，衍射是波特有的性質，任何波都能發生衍射現象，選項B錯誤；
CD．該實驗的狹縫寬度相等，波長不等，則此現象可以說明，縫寬一定，波長越長衍射現象越明顯，選項C錯誤，D正確。
5.(2023·安徽省合肥市·月考試卷)下列關于波的衍射的說法正確的是( )
A. 衍射是機械波特有的現象
B. 對同一列波，縫、孔或障礙物的尺寸比波長小時有明顯衍射現象
C. 只有橫波才能發生衍射現象，縱波不能發生衍射現象
D. 聲波容易發生明顯衍射現象是由于聲波波長較大，頻率較高
【答案】b
【解答】
AC.所有波都能發生衍射現象，故AC錯誤；
B.發生明顯的衍射現象是有條件的，只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長差不多或比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現象，故B正確；
D.人耳能聽到的聲波的波長在1.7cm到17m之間，一般常見的障礙物或孔的大小可與之相比，所以聲波容易發生衍射現象，而聲波的波長越大，頻率越低，故D錯誤。故選B。
6.(2023·上海市市轄區·期中考試)下列說法正確的是( )
A. 波發生反射時，波的頻率不變，波速變小，波長變短
B. 波發生反射時，頻率不變、波長、波速均變大
C. 波發生折射時，波的頻率不變，但波長、波速發生變化
D. 波發生折射時，波的頻率、波長、波速均發生變化
【答案】c
【解析】解：AB、波發生反射時在同一介質中，則波速不變，波源不變，則頻率不變，由v=λf可知波長不變，故AB錯誤；
CD、波發生折射時，介質改變，波速發生變化，振源不變，波的頻率不變，由v=λf可知波長也發生變化，故C正確，D錯誤。
故選：C。
7.(2023·廣東省江門市·單元測試)根據波的反射和折射原理，以下說法正確的是 ( )
A. 聲波從空氣傳到平靜的湖面上，聲波只在水面處發生反射
B. 聲波從空氣傳到平靜的湖面上，聲波只在水面處發生折射
C. 聲波從空氣傳到平靜的湖面上時既發生反射又發生折射
D. 聲波從空氣傳到平靜的湖面上時既不發生反射又不發生折射
【答案】c
【解答】波從空氣傳到平靜的湖面上時既發生反射現象又發生折射現象，C正確，ABD錯誤。
8.(2023·湖北省黃岡市·月考試卷)小河中有一個實心橋墩P，A為靠近橋墩浮在水面上的一片樹葉，俯視如圖所示，小河水面平靜。現在S處以某一頻率拍打水面，使形成的水波能帶動樹葉A振動起來，可以采用的方法是（ ）
A. 提高拍打水面的頻率
B. 降低拍打水面的頻率
C. 無需拍打，A也會振動起來
D. 無論怎樣拍打，A都不會振動起來
【答案】b
【解答】拍打水面時，水波中的質點上下振動，形成的波向前傳播，提高拍打水面的頻率，則質點振動的頻率增加，波的頻率與振動的頻率相等，根據λ=v/f，波速不變，頻率增大，波長減小，衍射現象不明顯，反之降低頻率，波長增大，衍射現象更明顯．故ACD錯誤，B正確。
故選B。
拓展提升
1．觀察水面波衍射的實驗裝置如圖所示，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個波長，相鄰波紋間距離與AB間距相等。下列說法正確的是(　　)
A．水面波經過孔后波速減小
B．水面波經過孔后波紋間距離可能變大
C．若波源頻率增大，衍射現象更明顯
D．如果將孔擴大，可能觀察不到明顯的衍射現象
【答案】d
【詳解】在同一介質水中，波速不變，A錯誤；頻率由波源決定，保持不變，由λ＝可知波長不變，即水面波經過孔后波紋間距離不變，B錯誤；若波源頻率增大，波長變短，孔的尺寸大于波長，衍射現象會變得不明顯，C錯誤；如果將孔擴大，大于波長，衍射現象會變得不明顯，可能觀察不到明顯的衍射現象，D正確。
2、在水槽里放兩塊擋板，中間留一個狹縫，水波通過狹縫的傳播情況如圖所示。若在擋板后M點放置一乒乓球，乒乓球沒有振動起來，下列說法正確的是（　　）
A．為使乒乓球振動起來，可適當增加波源的振動頻率
B．為使乒乓球振動起來，可適當增加波源的振動振幅
C．為使乒乓球振動起來，可適當減小狹縫的寬度
D．乒乓球振動起來后，會隨水波的傳播向遠處運動
【答案】c
【詳解】A．增大波源的振動頻率，則波長會變小，衍射現象較之前比變得不明顯，故A錯誤；
B．適當增加波源的振動振幅，對衍射現象無影響，故B錯誤；
C．適當減小狹縫的寬度，衍射現象更加明顯，乒乓球的振動會變得比原來更明顯，故C正確；
D．乒乓球振動起來后，乒乓球在平衡位置附近振動，但不會向遠處傳播，故D錯誤。
故選C。
3．某橫波在介質中沿x軸傳播，圖甲為 時的波形圖，圖乙為P點（ 處的質點）的振動圖像，那么下列說法錯誤的是（　　）
A．該波向左傳播，波速為
B．質點L與質點N的運動方向總相反
C． 時，質點P處于平衡位置，并正在往y軸正方向運動
D．若該波波長越大，則越容易發生明顯的衍射
【答案】c
【詳解】A．由圖乙可知，0.75s時P點向y軸的負方向運動，該波的周期T為2s，則由圖甲可知，該波向左傳播，該波的波長 為4m，則該波的波速為 故A正確；
B．由圖甲可知質點L與質點N的平衡位置距離恰好半個波長，則質點L與質點N的運動方向總相反，故B正確；
C．由圖乙可知， 時，質點P處于平衡位置，并正在往y軸負方向運動，故C錯誤；
D．波的波長越大，越容易發生明顯的衍射，故D正確。
本題選錯誤的，故選C。
4.如圖所示，S_1、S_2為兩個振動情況完全一樣的波源，兩列波的波長為λ，它們在介質中產生干涉現象，S_1、S_2在空間共形成了5個振動加強的區域，如圖中實線所示。P是振動加強區域中的一點，從圖中可看出( )
A. S_1波在該區域的傳播速度比S_2波的大
B. P點到兩波源的距離差等于1.5λ
C. P點此時刻振動最強，過半個周期后振動變為最弱
D. S_1、S_2連線和加強區交點等間距，間距為半波長
【答案】d
【解析】解：、由題意可知，、在空間共形成了個振動加強的區域，圖中直線上各點到兩個波源的距離相等，則點到兩波源的距離差等于故B錯誤；
A、兩列波在同一介質中傳播，則傳播速度相等，故A錯誤。
C、點的振動始終加強，所以點此時刻振動最強，則過半個周期后，振動仍為最強。故C錯誤；
D、如圖，、連線和加強區交點到兩波源得波程差為得偶數倍，從左到右波程差分別是，，，根據幾何關系可知，、連線和加強區交點等間距，間距為半波長，故D正確。
5.如圖所示為兩列波傳播過程中某時刻的圖像，這兩列波頻率相同、相位差恒定，實線表示波峰，虛線表示波谷，相鄰實線與虛線間的距離為0.2m，波速為1m/s，在圖示范圍內可以認為這兩列波的振幅均為1cm，C點是B、D兩點連線的中點，則( )
A.圖示時刻A、B兩點的高度差為2cm
B. 圖示時刻C點正處在平衡位置且向下運動
C. F點到兩波源的路程差為零
D. 經過0.1s，A點的位移為零
【答案】d
【解析】
A.由于振幅均為，、兩點為振動加強點，兩點振幅均為，兩點高度差為，故A錯誤；
B.圖示時刻點為、兩點連線的中點，所以點處在平衡位置，根據“上下坡”法，點正向上運動，故B錯誤；
C.由圖可知，點為振動減弱點，點到兩波源的路程差為半個波長的奇數倍，故C錯誤；
D.因周期，經，點由波峰回到平衡位置，位移為零，故D正確。

6.(2023·貴州省六盤水市·期末考試)一聲波在空氣中的波長為40cm，速度為340m/s，當折射入介質1中后，波長變為100cm，下列說法中正確的是( )
A. 在空氣中的頻率為8.5Hz
B. 在空氣中的頻率為85Hz
C. 在介質1中的傳播速度為85m/s
D. 在介質1中的傳播速度為850m/s
【答案】d
【解析】解：AB.在空氣中的頻率為：f=v/λ=340/0.4 Hz=850Hz，故AB錯誤；
CD.根據波在不同介質中傳播頻率不變，進入介質1后的頻率還是850Hz，則傳播速度為v'=λf=1×850m/s=850m/s，故C錯誤，D正確。
故選：D。

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