惠更斯原理(20分鐘50分)一、選擇題(本題共3小題，每小題7分，共21分)1.一列聲波從空氣傳到水中，已知聲波在水中的聲速較大，則下列說法中正確的是()A.聲波頻率不變，波長變小B.聲波頻率不變，波長變大C.聲波頻率變小，波長變大D.聲波頻率變大，波長變小【解析】選B。聲波從空氣傳到水中，只有頻率不變，由v=f可得變大，故B正確。2.(多選)在波的反射中，關(guān)于入射角，下列說法中正確的是()A.入射波面與法線的夾角為入射角B.入射波面與界面的夾角為入射角C.入射波線與法線的夾角為入射角D.反射角跟入射角相等【解析】選C、D。根據(jù)入射角的定義知，C正確，A、B錯誤，由波的反射規(guī)律知，D正確。3.(多選)關(guān)于波的反射與折射，下列說法正確的是()A.波發(fā)生反射時，波的頻率不變，波速變小，波長變短B.波發(fā)生反射時，波的頻率、波長、波速均不變C.波發(fā)生折射時，波的頻率、波長、波速均發(fā)生變化D.波發(fā)生折射時，波的頻率不變，但波長、波速均發(fā)生變化【解析】選B、D。波發(fā)生反射時，在同一種介質(zhì)中運動，因此波長、波速和頻率不變；波發(fā)生折射時，頻率不變，波速變，波長變。故B、D正確，A、C錯誤。【補償訓練】(多選)圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則下列說法中正確的是()A.1與2的波長、頻率相等，但波速不等B.1與2的波速、頻率、波長均相等C.2與3的波速、頻率、波長均相等D.2與3的頻率相等，波速、波長均不等【解析】選B、D。波1、2都在介質(zhì)a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長均相等，A錯，B對；2、3是在兩種不同介質(zhì)中傳播，波速不同，但波源沒變，因而頻率相等，由v=f得波長不同，故C錯，D對。二、非選擇題(14分)4.一架飛機水平勻速地從某同學頭頂飛過，當他聽到飛機的發(fā)動機聲從頭頂正上方傳來時，發(fā)現(xiàn)飛機在他前上方約與地面成60角的方向上，據(jù)此可估算出此飛機的速度約為聲速的多少倍？【解析】設(shè)飛機在人頭頂正上方時距地面的高度是h，發(fā)動機聲傳到地面所用的時間是t，聲速是v聲，有h=v聲t。在這段時間t內(nèi)，設(shè)飛機飛出x，飛機速度是v機，則有x=v機t。兩式相比v機v聲=xh=cot60=33，即飛機速度約為聲速的33倍。答案:33倍(1)(5分)(多選)下列說法正確的是()A.波在介質(zhì)中傳播的過程中，振動相同的點連接起來組成的面就叫作波面B.波線是用來表示波的傳播方向的，波線與波面總是垂直的C.無論是球面波，還是平面波，同一波面上各點的振動情況完全一樣D.波面上的各點都可以看作一個個新的小波源，稱為子波，子波在前進方向上任意時刻形成的包絡(luò)面，就是新的波面E.同一波面上的兩個位置的質(zhì)點振動步調(diào)可能相反(2)(10分)隨著我國經(jīng)濟的快速增長，旅游事業(yè)迅速發(fā)展，其中回歸大自然的濱海游、生態(tài)游等休閑度假游備受人們的喜愛。如圖所示，一艘汽船以4 m/s 的速度在無風河面上航行，船上發(fā)出一聲鳴笛，旅客在3 s后聽到前方懸崖反射回來的聲音，問懸崖離汽船原來位置有多遠？【解析】(1)選B、C、D。振動相同的點在同一時刻組成的面，叫作波面，故A項錯誤；波線表示波的傳播方向，在同一種介質(zhì)中傳播時，波線與波面總是垂直，表示為一條直線，在不同介質(zhì)中傳播時，表示為折線或曲線，但總跟在對應介質(zhì)中的波面垂直，故B項正確；波面是同一時刻各點連線組成的，其上各點振動情況一樣，可以看作相同的一個個新的小波源，這些波向前傳播情況一樣，經(jīng)過相同時間到達的位置的連線又可以連接成一個面，就形成新的波面，故C、D項均正確，E項錯誤。(2)如圖所示，汽船發(fā)出鳴笛聲于B處，旅客聽到回聲位置在A處，即3 s內(nèi)汽船前進了A、B間距離l，則聲波經(jīng)過2s-l的距離。v聲t=2s-l=2s-v船t，得s=(v聲+v船)t2=(340+4)32 m=516 m。答案:(1)B、C、D(2)516 m【補償訓練】如圖所示，圖甲是高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖，測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收信號間的時間差，測出被測物體的速度。圖乙中P1、P2是測速儀發(fā)出的超聲波信號，n1、n2分別是P1、P2由汽車反射回來的信號。設(shè)測速儀勻速掃描，P1、P2之間的時間間隔t=1.0 s，超聲波在空氣中的傳播速度是v=340 m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖乙可知，汽車在接收到P1、P2兩個信號之間的時間內(nèi)前進的距離是_m，汽車的速度是_m/s?！窘馕觥吭O(shè)汽車在接收到P1、P2兩個信號時距測速儀的距離分別為s1、s2，則有:2s1-2s2=vt，其中t=tP1n1-tP2n2=(1230-930)t=0.1 s，則汽車在接收到P1、P2兩個信號的時間間隔內(nèi)前進的距離為s1-s2=vt2=3400.12 m=17 m。已知測速儀勻速掃描，由圖乙記錄數(shù)據(jù)可求出汽車前進(s1-s2)這段距離所用時間為t=t-t2=(1.0-0.12) s=0.95 s，汽車運動的速度v=s1-s2t=170.95 m/s17.9 m/s。答案:1717.9