高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 波的反射和折射巩固练习

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第2节 波的反射和折射巩固练习，共4页。

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⊙考点一 波的反射
1．(多选)下列哪些现象是由声音的反射形成的( )
A．夏天下雨时，我们总是先看到闪电，后听到雷声
B．北京天坛的回音壁的回音现象
C．同样高的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些
D．在火车站候车大厅中，我们有时听不清播音员的声音
BCD [先看到闪电，后听到雷声是由于光比声音传播得快，不是声音的反射，故A错；声音可以同光一样，具有反射现象，选项B、C、D中描述的都是声音的反射现象．]
2．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．425 mD．680 m
C [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＝eq \f(1,2)v(t1＋t2)＝eq \f(1,2)×340×2.5 m＝425 m；故C正确．]
3．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.
(1)该波的频率为__________Hz，在海水中的波速为__________m/s.
(2)若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？
(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声？
[解析] (1)由f＝eq \f(v,λ)得：f＝eq \f(340,1) Hz＝340 Hz.因波的频率不变，则在海水中的波速为v海＝λf＝4.5×340 m/s＝1 530 m/s.
(2)入射声波和反射声波用时相同，则海水深为
s＝v海eq \f(t,2)＝1 530×eq \f(0.5,2) m＝382.5 m.
(3)物体与声音运动的过程示意图如图所示．
设听到回声的时间为t，则
v物t＋v海t＝2s.
代入数据解得t＝0.498 s.
[答案] (1)340 1 530 (2)382.5 m (3)0.498 s
⊙考点二 波的折射
4．(多选)如图为某列波从介质1入射到介质2的波线分布，已知该波在介质1中的周期T1、频率f1、波长λ1、波速v1，在介质2中的周期T2、频率f2、波长λ2、波速v2，则下列判断正确的是( )
A．T1＞T2B．f1＞f2
C．v1＞v2D．λ1＞λ2
CD [折射现象中，折射前后，波的周期与频率不变，A、B错误；从题图可知入射角i大于折射角r，由折射定律公式eq \f(sin i,sin r)＝eq \f(v1,v2)得，v1＞v2，C正确；再结合v＝λf知，λ1＞λ2，D正确．]
5．如图是一列机械波从一种介质进入另一种介质时发生的现象，已知波在介质Ⅰ中的波速为v1，波在介质Ⅱ中的波速为v2，则v1∶v2为( )
A．1∶eq \r(2) B.eq \r(2)∶1
C.eq \r(3)∶eq \r(2) D.eq \r(2)∶eq \r(3)
C [根据题图可知入射角i＝60°，折射角r＝45°，由波的折射定律eq \f(sin i,sin r)＝eq \f(v1,v2)得eq \f(v1,v2)＝eq \f(sin 60°,sin 45°)＝eq \f(\r(3),\r(2)).故C对．]
6．如图所示为一束平面波从介质1进入另一种介质2的情形，则波从介质1进入介质2时波速将________(选填“增大”或“减小”)，其入射角和折射角的正弦之比为________．
[解析] 由公式eq \f(sin i,sin r)＝eq \f(v1,v2)可知，当v1＞v2时，i＞r，即折射角折向法线，折射角小于入射角；当v1＜v2时，i＜r，即折射角折离法线，折射角大于入射角；eq \f(sin i,sin r)＝eq \f(sin 30°,sin 60°)＝eq \f(\f(1,2),\f(\r(3),2))＝eq \f(\r(3),3).
[答案] 增大 eq \f(\r(3),3)
7．一列平面波，以30 °的入射角投射到两种介质的交界面，发生折射，折射角为45 °，若入射波的波长为10 cm，则折射波的波长是多少？
[解析] 根据折射定律eq \f(sin i,sin r)＝eq \f(v1,v2)，又因为v＝λf，f1＝f2，
有eq \f(sin 30°,sin 45°)＝eq \f(λ1f1,λ2f2)＝eq \f(λ1,λ2)＝eq \f(10,λ2)
所以λ2≈14.14 cm.
[答案] 14.14 cm
8.一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m．当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若介质Ⅰ中的声速为340 m/s.
(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；
(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度；
(3)若另一种声波在介质Ⅱ中的传播速度为1 400 m/s，按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中，求它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比．
[解析] (1)声波在介质Ⅰ中传播时，由v＝λf得：
f＝eq \f(v1,λ1)＝eq \f(340,0.2) Hz＝1 700 Hz，由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1 700 Hz.
(2)由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s.
(3)波由介质Ⅰ到介质Ⅱ的过程中，只有频率不变，故当波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ时，其频率之比为1∶1.
[答案] (1)1 700 Hz (2)1 020 m/s (3)1∶1