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12.6 惠更斯原理
新提升·课时作业
基础达标
1．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】 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．
【答案】 B
2．在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为( )
A．室内空气不流动
B．室内声音多次反射
C．室内声音发生折射
D．室内物体会吸附声音
【解析】 在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内墙壁上经过多次反射而得到加强．
【答案】 B
3．(多选)下列说法正确的是( )
A．平面波的波线是平行的直线
B．平面波的波线不是平行的直线
C．球面波的波线是平行的直线
D．球面波的波线是沿半径方向的直线
【解析】 球面波的波线是沿半径方向的直线，而平面波的波线是垂直于波面的平行直线，故A、D正确．
【答案】 AD
4．(多选)如图所示，A、B分别t＝t1，t＝t2时，平面波的波面，下面说法正确的是( )
A．波面A和波面B互相平行
B．波面A上的各个质点的振动情况不一定相同
C．波面B上的各个质点的振动情况不一定相同
D．波面A上的各个质点的振动情况相同，波面B上的各个质点的振动情况也相同
【解析】 由波面的定义可得，D正确，B、C错误，平面波的波面与波源平行，故A对．
【答案】 AD
5．(多选)下列现象哪些是利用波的反射的( )
A．手扶耳旁听远处的人说话
B．医生给病人做超声波检查
C．雷达的工作原理
D．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
【解析】 手扶耳旁听远处的人说话是利用了声波的反射，超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射，雷达则是利用了电磁波的反射．选项都正确．
【答案】 ABCD
6．(多选)一列波从空气传入水中，保持不变的物理量是( )
A．波速 B．波长
C．频率 D．周期
【解析】 波的频率由波源决定，一列波从空气传入水中，频率不变，C、D正确，波速变大，A错．由v＝λf可知，B错误．
【答案】 CD
7．人耳只能区分相差0.1 s以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，障碍物的距离至少要大于(空气中声速为340 m/s)( )
A．34 m B．17 m
C．100 m D．170 m
【解析】 设障碍物至少和人相距为x，则应有2x＝vt，可得x＝＝ m＝17 m，故B对．
【答案】 B
8．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a，距离墙均为a，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为( )
A．听不到
B．甲开枪3t后
C．甲开枪2t后
D．甲开枪t后
【解析】 乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中，故t＝.
甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB，由几何关系可得：AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t′＝＝＝2t.
【答案】 C
9．医用B超仪发出的超声波频率为7.25×104 Hz，这种超声波在人体内传播的波长为2 cm，在给某患者的肝脏病变部分进行检测时(如图)，从探头发出的同一超声脉冲波经病变部分反射回到探头有两个信号，相隔时间为Δt＝32 μs，试计算患者病变部分的大小．
【解析】 超声脉冲波在进到病变区的前后界面上会发生两次反射，忽略波速在肝脏中的速度变化，则有：
v＝λf＝7.25×104×2×10－2 m/s＝1 450 m/s.
病变区厚度h＝v·Δt＝×1 450×32×10－6 m＝2.32 cm.
【答案】 2.32 cm
10．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m，此物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声，则海水深为多少米？
【解析】 本题是波的反射现象与v＝λf的综合应用，知道不同介质中同一列波的频率是定值为解决本题的关键，则波的频率f＝.
在海水中：v水＝λ水·f＝v气
＝4.5×340 m/s＝1530 m/s，
水的深度h＝v水·＝1530××0.5 m＝382.5 m.
【答案】 382.5 m
能力提升
1．小明和小刚每天上学途中都要经过一座铁桥．学习了波的知识之后，小明和小刚想到了一个测量桥长的方法，一人在铁桥的一端用锤子敲击一下，另一人在铁桥的另一端听传来的声音，结果发现经空气和桥声音传到另一端的时间差为2 s(声波在空气中传播速率v1＝340 m/s，在钢铁中的传播速率为4 900 m/s)，则桥长大约为( )
A．680 m B．9 800 m
C．730.7 m D．无法计算
【解析】 由题意可知：－＝2 s，解得l＝730.7m，C对．
【答案】 C
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短
B．波发生反射时，频率、波长、波速均不变
C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化
【解析】 波发生反射时，在同一种介质中传播，因此波长、波速和频率不变；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变．故B、C正确，A、D错误．
【答案】 BC
3．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为( )
A．170 m B．340 m
C．425m D．680 m
【解析】 右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.5 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝2 s．山谷的宽度s＝v(t1＋t2)＝×340×2.5 m＝425 m；故C正确．
【答案】 C
4．(多选)如图所示是声波从介质1进入介质2的折射情况，由图判断下列说法正确的是( )
A．若i>r，则声波在介质1中的传播速度大于声波在介质2中的传播速度
B．若i>r，则介质1可能是空气，介质2可能是水
C．若i>r，则介质1可能是钢铁，介质2可能是空气
D．在介质1中的传播速度v1与在介质2中的传播速度v2满足＝
【解析】 根据折射定律＝，故D错误，A正确；因为i>r，则v1>v2，若介质1是空气，则介质2不可能是水，因为声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度小，所以B错误，C正确．
【答案】 AC
5．蝙蝠有完善的发射和接收超声波的器官，一只蝙蝠以6.0 m/s的速度垂直于墙飞行，且发出f＝4.5×104 Hz的超声波，并经0.01 s接收到回声．若声速是340 m/s，求蝙蝠发射超声波时离墙的距离及蝙蝠所发出的超声波的波长是多少？
【解析】 s＝(v＋v′)t＝(340＋6)×0.01 m＝1.73 m
由v＝λf，得：λ＝＝ m＝7.56×10－3 m.
【答案】 1.73 m 7.56×10－3 m
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