高中物理 第2章 机械波 第2节 波的反射和折射教师用书 鲁科版选(2)

【答案】 ABD

6.如图2­2­6所示，某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时产生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°.该波的折射角为________．

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图2­2­6

【解析】 由反射定律可得反射角为60°，由题图的几何关系可得折射角为r ＝30°.

【答案】 30°

7.如图2­2­7是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质Ⅰ中的波速为v 1，波在介质Ⅱ中的波速为v 2，则v 1∶v 2为________．

图2­2­7

【解析】 由折射定律知：

v 1v 2＝sin 60°sin 45°＝32

. 【答案】 32

8．人耳只能区分相差0.1 s 以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，人离障碍物的距离至少要大于________．(已知声音在空气中的传播速度为340 m/s)

【解析】 从人讲话到声音传到人耳的时间取0.1 s 时，人与障碍物间的距离最小．单程考虑，声音从人传到障碍物或从障碍物传到人耳时t ＝0.12

s ＝0.05 s ，故人离障碍物的最小距离x ＝vt ＝340×0.05 m＝17 m.

【答案】 17 m

[能力提升]

9．有一辆汽车以15 m/s 的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛 2 s 后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v 声＝340 m/s)

【导学号：78510022】

【解析】 现汽车运动，声音传播，如图所示为汽车与声波的运动过程示意图，设汽车由A 到C 路程为x 1，C 点到山崖B 距离为x ；声波由A 到B 再反射到C 路程为x 2，因汽车与声波运动时间同为t ，则有x 2＝x 1＋2x ，

即v 声t ＝v 汽t ＋2x ，

9

所以x ＝v 声－v 汽t 2＝－2 m ＝325 m.

【答案】 325 m

10．一列平面波，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sin i sin r ＝v 1v 2

，又因为v ＝λf ，f 1＝f 2， 有sin 30°sin 45°＝λ1f 1λ2f 2＝λ1λ2＝10λ2

所以λ2≈14.14 cm.

【答案】 14.14 cm

11．一列声波在介质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2­2­8所示，若介质Ⅰ中的声速为

340 m/s.

图2­2­8

(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 ＝v 1

λ1＝3400.2 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v 2＝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