机械波
3 波的反射、折射和衍射
1．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 m D．680 m
2．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )
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的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
3．同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图所示，以下说法正确的是( )
A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线
B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线
C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线
D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线
4．(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
5．下列现象不属于波的明显衍射现象的是( )
A．“隔墙有耳”
B．“空山不见人，但闻人语声”
C．河中芦苇后面没有留下无波的区域
D．池中假山前有水波，假山后无水波
6．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．不能产生明显的衍射
C．它不能被人听到
D．不能产生反射现象
7．发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中，如图所示，笔对波的传播( )
A．有影响，水波发生明显衍射现象
B．有影响，水波不发生明显衍射现象
C．无影响，水波发生明显衍射现象
D．无影响，水波不发生明显衍射现象
8．(2024年唐山模拟)机械波在深度不同的A、B两部分水中传播某时刻的波形如图所示，图中明亮区域中间位置为波峰，A部分中波峰间距是B部分中波峰间距的2倍，已知B部分中波速为0.6 m/s.则该机械波( )
A．在B部分中更容易发生衍射现象
B．在A部分中的波速为0.3 m/s
C．由A部分进入B部分频率变大
D．在两部分交界面发生了折射现象
9．(多选)如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长．则( )
A．水面波经过孔后波速不变
B．水面波经过孔后波纹间距离可能变大
C．若波源频率增大，衍射现象更明显
D．如果将孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象
10．(多选)如图所示，S为水平面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板间有一狭缝，此时测得图中A处没有振动，下列说法正确的是( )
A．使波源的振动频率减小，可以使A处的水振动起来
B．使波源的振动频率增大，可以使A处的水振动起来
C．移动N板使狭缝间距增大，可以使A处的水振动起来
D．当A点振动后，挡板两边的波纹间距相等
11．(2024年盐城期中)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，在甲、乙、丙三幅照片中，波长分别是狭缝宽度的，，，如图所示，下列说法正确的是( )
A．水波通过狭缝后波长变短
B．这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象
C．此现象可以说明，波长一定， 缝越窄衍射现象越明显
D．此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显
12．(2024年广西测试)湖面上停着甲、乙两条小船，两船相距24 m．有一列水波在湖面上传播，使每条船每分钟上下浮动20次．当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰．
(1)此水波的波长为多少？波速为多少？
(2)若该波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？
(3)若该波经过一跨度为30 m的桥洞，桥墩直径为3 m，桥墩处能否看到明显衍射？
答案解析
1.【答案】C 【解析】由d＝v·＋v·，可得山谷的宽度约为d＝425 m，故C正确．
2.【答案】D 【解析】波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错误．波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝得波长不同，故C错误，D正确．
3.【答案】A 【解析】波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故相同音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同．机械波在介质中传播的速度只取决于介质的性质．声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度，由v＝λf知，声波在水中的波长较大，对应于题图中波形曲线b.故A正确．
4.【答案】BCD 【解析】A、B、C选项中应用了波的反射现象，故A错误，B、C正确；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D正确．
5.【答案】D 【解析】假山前有水波，假山后无水波，说明波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍射现象，故D正确．
6.【答案】C 【解析】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、折射和衍射，故B、D错误；根据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．
7.【答案】C 【解析】由波的衍射现象可知，当圆珠笔插入水中，笔尖的长度远小于水波的波长时，水波会发生明显的衍射现象，即笔对波的传播没有影响，故C正确，A、B、D错误．
8.【答案】D 【解析】因A部分中波峰间距是B部分中波峰间距的2倍，可知波在A部分中的波长等于B部分的波长的2倍，λA＝2λB，则在A部分中更容易发生衍射现象，A错误．波在两部分中传播时周期和频率不变，则λA＝vAT，λB＝vBT，在A部分中的波速为vA＝1.2 m/s，B、C错误；波在两种介质中的传播速度不相等，则在两部分交界面发生了折射现象，D正确．
9.【答案】AD 【解析】根据波速由介质来决定，可知水面波经过孔后波速不变，故A正确；水面波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B错误；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据λ＝知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故C 错误；如果将孔AB扩大，孔的尺寸远大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故D正确．
10.【答案】AD 【解析】A处质点没有振动，说明水波没有衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若要使A处质点振动起来，可增大水波的波长，即使波源的振动频率减小，或移动N板使狭缝间距减小，故A正确，B、C错误；当A点振动后，挡板两边的波振动频率相同，波速大小相等，由v＝λf知波长相等，则波纹间距相等，故D正确．
11.【答案】D 【解析】水波通过狭缝后波长不变，A错误；这是水波的衍射现象，衍射是波特有的性质，任何波都能发生衍射现象，B错误；该实验的狭缝宽度相等，波长不等，则此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显，C错误，D正确．
12.解：(1)由题意知，周期T＝ s＝3 s，
设波长为λ，则5λ＋＝24 m，
所以λ＝ m，
由v＝得v＝ m/s＝ m/s.
(2)由于λ＝ m，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象．
(3)由于λ＝ m>3 m，所以此波通过直径为的桥墩时，能发生明显的衍射现象，桥墩处可以看见明显的衍射．
