人教版 (2019)选择性必修 第一册波的反射、折射和衍射课时练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册波的反射、折射和衍射课时练习，共6页。试卷主要包含了3-3，7 cm～17 m．，3s，B质点通过的总路程为0等内容，欢迎下载使用。
一：知识精讲归纳
考点一、波的反射和波的折射
1．反射现象：波遇到介质界面(如水遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象．
2．反射规律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角.
3．波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射.
4．水波的折射：水波在深度不同的水域传播时，在交界处发生折射.
考点二、波的衍射
1．波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象.
2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象.
3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象.
考点三、波的干涉
1．定义
频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫波的干涉．
2．稳定干涉条件
(1)两列波的频率必须相同．
(2)两个波源的相位差必须保持不变．
3．干涉的普遍性
一切波在一定条件下都能够发生干涉，干涉是波特有的现象．
技巧归纳：
一、波的反射和折射
1．波的反射遵从反射定律，即入射线、反射线及法线位于同一平面内，入射线、反射线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角．
2．波的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，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的．
3．波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变．
4．波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝eq \f(v,f)可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝eq \f(v,f)可知波长变大，反之变小．
1．衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射．衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件．
2．声波波长较长，一般在1.7 cm～17 m．
3．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况．
二、波的叠加
几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．
三：对波的干涉的理解
1．发生干涉的条件：(1)两列波的频率相同；(2)相位差恒定．
2．产生稳定干涉图样的两列波的振幅越接近，干涉图样越明显．
3．干涉图样及其特点
(1)干涉图样：如图所示．
(2)特点
①加强区和减弱区的位置固定不变．
②加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)．
③加强区与减弱区互相间隔．
四：振动加强点和减弱点的判断方法
1．条件判断法：频率相同、振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如下：设点到两波源的距离差为Δr，则当Δr＝kλ时为加强点，当Δr＝(2k＋1)eq \f(λ,2)时为减弱点，其中k＝0,1,2….若两波源振动步调相反，则上述结论相反．
2．现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点；若某点是平衡位置和平衡位置相遇，则让两列波再传播eq \f(1,4)T，看该点是波峰和波峰(波谷和波谷)相遇，还是波峰和波谷相遇，从而判断该点是加强点还是减弱点．
二：考点题型归纳
题型一：波的衍射和产生明显的衍射现象条件.
1．(2022·河南·范县第一中学高二阶段练习)如图所示，O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔。不考虑波的反射因素，则再经过一段时间后，关于水面上的波形分布情况，下列说法正确的是( )
A．整个区域都分布有水波 B．阴影Ⅰ以外区域分布有水波
C．阴影Ⅱ以外区域分布有水波 D．阴影Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都没有水波

2．(2022·河南·范县第一中学高二阶段练习)如图所示，在水槽中放两块挡板，挡板中间留一个狭缝，观察水波经过狭缝后的传播情况。已知水波的波长不变，但狭缝的宽度不同，甲图狭缝较宽，乙图狭缝较窄。下列说法正确的是( )
A．机械波经过狭缝后均沿直线传播 B．甲图狭缝宽度比波长大得较多，衍射现象比较明显
C．乙图狭缝宽度跟波长相差不大，衍射现象比较明显 D．甲、乙两图中波的衍射现象均不明显
3．(2022·江西·九江市同文中学高二阶段练习)一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示，位于平衡位置的质点A、B，介质中B质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A．该波沿x轴负向传播 B．A、B两点的速度和位移有可能在某个时刻均相同
C．再经过0.3s，B质点通过的总路程为0.1m D．若此波遇到一个宽0.3m的障碍物，则能发生明显衍射
题型二：波在经过小孔和障碍物的时候产生的衍射图像
4．(2020·福建·厦门外国语学校高二阶段练习)图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有明显振动，为使A处水面也能发生明显振动，可采用的方法是
A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小
C．移动N使狭缝的间距增大 D．在不移动M板的情况下，不能使A处发生明显振动

5．(2018·北京·临川学校高二阶段练习)如图所示为演示波的衍射的装置，S为水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测量图中A处水没有振动，为了使A处的水也能发生振动，下列措施：
①使波源的振动频率增大 ②移动N板使狭缝的间距增大 ③使波源的振动频率减小 ④移动N板使狭缝的间距减小
其中可行的有：( )
A．①②B．①④C．②③D．③④
6．(2022·全国·高二专题练习)如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样，由图可知，两列波的波长和频率的大小关系是( )
A．λA＞λB，fA＞fBB．λA＜λB，fA＜fB
C．λA＞λB，fA＜fBD．λA＜λB，fA＞fB
题型三：波的叠加问题
7．(2022·广东·高二阶段练习)空气中两列波长相同的简谐波发生干涉现象，在某一时刻P点恰好是两列波的波峰相遇的点，Q点恰好是两列波的波谷相遇的点，则( )
A．P点的振幅最大，Q点的振幅最小B．P、Q两点的振幅均是原两列波振幅之和
C．P点的振动频率大于Q点的振动频率D．P、Q两点始终处于最大位移和最小位移处
8．(2022·山东·新泰市第一中学高二期中)甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播，时的图像如图所示，若两列波的波速均为1m/s，则( )
A．时，F点的位移最大B．时，E、F、G三点的位移最大
C．时，F点的位移最大D．时，F点的位移最小
9．(2022·山东·广饶一中高二阶段练习)两列简谐横波分别沿x轴相向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于处．下列说法正确的是( )
A．时M点开始向上振动
B．若两波源只振动一个周期，在时，P质点将向上振动
C．若两波源一直振动，相遇以后Q点为振动加强点，其振幅为4cm
D．若两波源一直振动，相遇以后M点为振动加强点，其振幅为4cm
题型四：波产生稳定干涉条件
10．(2022·重庆巴蜀中学高二阶段练习)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法不正确的是( )
A．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化 B．不同质点振动的频率都相同
C．不同质点振动的相位都相同 D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同
11．(2022·江苏·盐城市盐都区教育局高二期末)如图，A、B为振幅相同的相干波源，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是( )
A．Q点始终处于波峰位置 B．R、S两点振动有时加强有时减弱
C．P、Q连线上各点振动始终加强 D．如果A、B两波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉图样
12．(2022·全国·高二课时练习)如图所示，在双曲线的两个焦点F1和F2上放置两个频率相同的波源，它们激起的波的波长为4 cm。就图中A、B、C、D四个质点的振动，下列说法正确的是( )
A．若A、B振动加强，则C、D振动一定减弱B．若A、B振动加强，则C、D振动一定加强
C．A、B、C、D一定振动加强D．A、B、C、D一定振动减弱
题型五：波的干涉图样、判断干涉加强区和减弱区
13．(2022·江苏·海门中学高二期中)两列完全相同的机械波在某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，此时( )
A．a、b连线中点振动减弱 B．a、b连线中点速度为0
C．a、b、c、d四点速度均为0 D．再经过周期c、d两点振动加强

14．(2022·湖南·高二阶段练习)波的衍射和干涉都是波特有的现象，图甲为水波的衍射实验，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是( )
A．甲图中挡板N向下移动一段距离，衍射现象变得明显 B．甲图中增大波源的振动频率，衍射现象变得明显
C．乙图中M、N两质点均为振动加强点 D．乙图中M质点经过四分之一个周期后的加速度为零
15．(2022·广东·中山市华侨中学高二期中)两列频率相同、振幅分别为5cm和7cm的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于K、M、N三点的下列说法中正确的是( )
A．质点K为振动减弱的点 B．质点N的振幅为2cm
C．经过一段时间，质点M、N的位移大小不可能相等 D．由图中时刻再经过半周期时，质点M的位移为零
三：课堂过关精练
一、单选题
16．(2022·浙江·温州市瓯海区第一高级中学)如图所示，两列波长与振幅都相同的横波，t=0时，沿x轴正方向传播的波正好传播到坐标原点，沿x轴负方向传播的波刚好传播到x=1m处。已知两列波的振幅均为5cm，波速均为5m/s，则下列说法正确的是( )
A．两波相遇后，原点是振动减弱的点 B．经0.4s，处于原点的质点运动的路程为2m
C．0.4s时，坐标在0~1m之间的质点位移都为0 D．在0~0.4s内，坐标在0~1m之间的质点的路程都为0
17．(2022·山东·夏津第一中学)关于机械波的传播现象，下列说法正确的是( )
A．一列机械波在不同介质中传播时，波长和频率都会发生变化
B．《红楼梦》中王熙凤的出现用“未见其人，先闻其声”来描写，这属于声波的衍射现象
C．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
D．两列波发生干涉时，振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移
18．(2022·全国·)如图甲所示，同一介质中两个波源M和N相距，起振后的振动图像分别如图乙和图丙所示，位于M、N之间的质点P到波源M的距离，已知波源M产生的简谐横波的速度，则以下判断正确的是( )
A．波源M产生的波的波长比波源N产生的波的波长长
B．波源M产生的波刚传播到P点时，质点P向y轴负方向运动的
C．两列波叠加后，P点的振幅是1 cm
D．两列波叠加后，M、N连线的中点处的振幅是1 cm
19．(2022·重庆·)下列关于机械振动与机械波的叙述，正确的是( )
A．单摆的摆动周期与单摆的摆长、摆球质量和重力加速度有关
B．频率相同的两列波发生稳定的干涉，振动加强点的位移始终最大
C．在教室里隔着门缝听到说话声，是由于声波的干涉现象造成的
D．弹簧振子做简谐振动，加速度增大的过程中，速度一定减小
20．(2022·辽宁沈阳·)如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它所发出的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是( )
A．质点a为振动减弱点，位移始终为零，
B．质点b为振动加强点，经过半个周期后变为振动减弱点
C．质点c到两波源的波程差为波长的一半
D．此时质点d既不是振动加强点也不是振动减弱点