2020-2021学年高中物理-第12章-机械波-6-惠更斯原理课时练习新人教版选修3-4.doc

2020-2021学年高中物理 第12章 机械波 6 惠更斯原理课时练习新人教版选修3-4

2020-2021学年高中物理 第12章 机械波 6 惠更斯原理课时练习新人教版选修3-4

年级：
姓名：

- 5 -

惠更斯原理
(25分钟　50分)

一、选择题(本题共3小题,每小题7分,共21分)
1.(多选)以下关于波的认识,正确的是 (　　)
A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的折射原理
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.雷达的工作原理是利用波的反射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象
【解析】选B、C、D。A、B、C选项中应用了波的反射现象;D选项是波的折射现象, 深水区域和浅水区域视为不同介质,故波的传播方向发生改变。故A错误,B、C、D正确。
2.声波是一种机械波,在空气中传播速度约为340 m/s,人能听到的声波频率在20 Hz到20 000 Hz之间,对于波长为34 m的声波,下列说法正确的是(　　)
A.在水中它比波长为20 m的声波传播得更快一些
B.不能产生明显的干涉和衍射
C.它不能被人听到
D.不能产生反射现象
【解析】选C。波速由介质决定,在同一介质中波速相同,故A错误;声波具有波的特性,能发生波的反射、干涉和衍射,故B、D错误。据v=λf可知,f= Hz=
10 Hz,所以该波为次声波,人不能听见,故C正确。故选C。
3.一列水波由深水区进入浅水区,入射波与界面夹角为45°,折射波与界面夹角为60°,则下列说法正确的是(　　)
A.波在深水区与浅水区的波速相同,频率不同,波长不同
B.波在浅水区与深水区中传播时,波速、频率、波长都相同
C.深水区中的波速、波长比浅水区中小
D.深水区中的波速、波长比浅水区中大
【解析】选D。波由深水区进入浅水区,频率不变,而波与界面的夹角由45°变为60°,如图所示。当波线a到达界面A点,设b波线刚好到达B点,此时AB与波线垂直,刚好在同一波面上,设经Δt,b光线也刚到达界面上B′点,此时a波已在浅水区传到A′处,B′A′刚好也是波面,且与波线垂直,由波线与界面的夹角知BB′>AA′,设该波在深水区的波速为v1,在浅水区波速为v2,则BB′=
v1·Δt,AA′=v2·Δt,所以有v1>v2,由v=λf知λ1>λ2,所以D选项正确。

二、非选择题(14分)
4.一架飞机水平匀速地从某同学头顶飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍?
【解析】设飞机在人头顶正上方时距地面的高度是h,发动机声传到地面所用的时间是t,声速是v声,有h=v声t。在这段时间t内,设飞机飞出x,飞机速度是v机,则有x=v机t。两式相比==cot60°=,即飞机速度约为声速的倍。
答案:倍

5.(15分)(1)(多选)(2020·佳木斯高二检测)下列说法正确的是 (　　)
A.对于波长一定的波,孔越大越容易通过,衍射现象越明显
B.蝙蝠可以发出并接收超声波来确定昆虫的位置
C.两个完全相同的波源形成稳定的干涉,某点到两波源距离之差为波长的奇数倍,该点为振动减弱点
D.向人体发射的频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流速度,是利用了多普勒效应
(2)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】(1)选B、D。对于波长一定的波,孔越大越容易通过,但因为孔的直径大于波长,所以孔越大衍射现象越不明显,A错误;蝙蝠就是利用超声波捕获昆虫的,所以蝙蝠可以发出并接收超声波来确定昆虫的位置,B正确;两个完全相同的波源形成稳定的干涉,到两波源距离之差为波长的整数倍的点都是加强点,C错误;向人体发射的频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流速度,就是“彩超”,利用的是多普勒效应,D正确。
(2)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)B、D　(2)1.73 m　7.56×10-3 m
【加固训练】
　　如图所示,图甲是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收信号间的时间差,测出被测物体的速度。图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔Δt=1.0 s,超声波在空气中的传播速度是v=340 m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图乙可知,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是______m,汽车的速度是______
m/s。 

【解析】设汽车在接收到P1、P2两个信号时距测速仪的距离分别为s1、s2,则有:2s1-2s2=vΔt′,其中Δt′=-=(-)Δt=0.1 s,则汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离为s1-s2== m=17 m。已知测速仪匀速扫描,由图乙记录数据可求出汽车前进(s1-s2)这段距离所用时间为
Δt″=Δt-=(1.0-) s=0.95 s,汽车运动的速度v′== m/s≈
17.9 m/s。
答案:17　17.9