第3节 波的反射、折射和衍射

一、刷基础

1.以下关于波的认识,正确的是(      )(多选)

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.雷达利用了波的反射

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

答案:BCD
解析:

潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,声呐采用的是超声波,超声波的方向性好,遇到障碍物容易反射,故 $ \mathrm{A} $ 错误;隐形飞机机身表面涂有高效吸收电磁波的物质,使雷达屏幕上显示的反射信息很弱,从而达到隐形的目的,故 $ \mathrm{B} $ 正确;雷达利用了波的反射,故 $ \mathrm{C} $ 正确;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,故 $ \mathrm{D} $ 正确.


2.如图所示,1、2、3分别表示入射波、反射波、折射波的波线,则(      )

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A.2与1的波长、频率相等,波速不等

B.2与1的波速、频率相等,波长不等

C.3与1的波长、频率、波速相等

D.3与1的频率相等,波速、波长均不等

答案:D
解析:

反射波的波长、频率、波速与入射波的都相等,故 $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{B} $ 错误;折射波的波长、波速与入射波的不相等,但频率相等,故 $ \mathrm{C} $ 错误, $ \mathrm{D} $ 正确.


3.关于波的折射现象,下列说法正确的是(      )

A.一切波都能发生折射现象

B.发生折射时,波的传播方向一定会发生改变

C.折射是机械波特有的现象

D.波发生折射时,波长、频率和波速都会发生变化

答案:A
解析:

理论和实验证明,一切波都能发生折射现象, $ \mathrm{A} $ 正确;波的传播方向与两种介质的接触面垂直时,传播方向不变, $ \mathrm{B} $ 错误;光波也能发生折射,折射不是机械波特有的现象, $ \mathrm{C} $ 错误;波从一种介质进入另一种介质时,频率不变,波速和波长均发生变化, $ \mathrm{D} $ 错误.


4.下列关于波的衍射的说法正确的是(      )

A.波要发生衍射现象必须满足一定的条件

B.机械波频率较大时,绕过障碍物时衍射不明显

C.对同一列波,缝、孔或障碍物的尺寸越大,衍射现象越明显

D.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象

答案:B
解析:

衍射是波特有的现象,一切波都能发生衍射现象,只有发生明显衍射现象才需满足一定的条件,故 $ \mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{D} $ 错误;机械波在某种介质中传播时,速度不变,根据 $ v=\lambda f $ ,可知频率越大,波长越短,绕过同一障碍物时衍射现象越不明显,故 $ \mathrm{B} $ 正确;对同一列波,缝、孔或障碍物的尺寸越大,衍射现象越不明显,故 $ \mathrm{C} $ 错误.


5.某同学观察到波长不同的水波通过三个宽度相同的狭缝时的现象拍下了甲、乙、丙三幅照片,三幅照片中的波长分别是狭缝宽度的 $ \dfrac{7}{10} $ 、 $ \dfrac{5}{10} $ 、 $ \dfrac{3}{10} $ ,下列说法正确的是(      )

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A.水波通过狭缝后波长变短

B.照片中是水波的衍射现象,有些波不能发生衍射现象

C.此现象可以说明,波长一定时,缝越窄衍射现象越明显

D.此现象可以说明,缝宽一定时,波长越长衍射现象越明显

答案:D
解析:

衍射不改变波的波长,故水波通过狭缝后波长不变, $ \mathrm{A} $ 错误;衍射是波特有的性质,任何波都能发生衍射现象, $ \mathrm{B} $ 错误;该实验的狭缝宽度相等,波长不相等,则此现象可以说明,缝宽一定时,波长越长,衍射现象越明显, $ \mathrm{C} $ 错误, $ \mathrm{D} $ 正确.


6.某同学使用如图所示的实验装置观察水面波衍射, $ AC $ 、 $ BD $ 是挡板, $ AB $ 是一个孔, $ O $ 是波源.图中曲线中,每两条相邻波纹之间距离是一个波长,波经过孔之后,下列描述正确的是(      )

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A.不能观察到明显的波的衍射现象

B.挡板前后波纹间距离相等

C.如果将孔 $ AB $ 扩大,则一定能观察到明显的衍射现象

D.如果孔的大小不变,使波源频率减小,则不能观察到明显的衍射现象

答案:B
解析:

由题图可知,孔的尺寸与水波的波长差不多,故此时能观察到明显的波的衍射现象,故 $ \mathrm{A} $ 错误;波通过孔后,波速、频率、波长不变,则挡板前后波纹间的距离相等,故 $ \mathrm{B} $ 正确;如果将孔 $ AB $ 扩大,若孔的尺寸远大于水波的波长,可能观察不到明显的衍射现象,故 $ \mathrm{C} $ 错误;如果孔的大小不变,使波源频率减小,因为波速不变,根据 $ \lambda =\dfrac{v}{f} $ ,可知波长变大,仍能观察到明显的衍射现象,故 $ \mathrm{D} $ 错误.