惠更斯原理学案

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1、- - 0 - 第十二章第十二章 机械波机械波12.6 惠更斯原理惠更斯原理【自主预习自主预习】 1在波的传播过程中，某时刻任何振动状态_的介质质点所组成的圆叫波面，而 与波面垂直的那些线代表了波的_，叫做波线 2介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的_，其后任意时刻，这些子 波在波前进方向的_就是新的波面，这就是惠更斯原理 3利用惠更斯原理可以确定_，可以解释波的衍射现象中 _，不能解释波的_，所以无法说明衍射现象与狭缝或障 碍物的_的关系 4波遇到介质界面会_继续传播的现象叫波的反射现象，机械波发生反射时 与光的反射规律类似，即_波从一种介质射入另一 种介质时，波的_发生改变的现象叫

2、波的折射现象 5关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是( ) A同一波面上的各质点振动情况完全相同 B同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同 C球面波的波面是以波源为中心的一个个球面 D无论怎样的波，波线始终和波面垂直 6下列说法正确的是( ) A入射波面与法线的夹角为入射角 B入射波面与界面的夹角为入射角 C 入射波线与法线的夹角为入射角 D入射角跟反射角相等 7对于波的认识，下列说法中正确的是( ) A潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B隐形飞机的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雷雨天雷声轰鸣不绝是波的多次反射 D水波从深水区传到

3、浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象【自主预习自主预习】答案： 1相同 传播方向 2波源 包络面 3波的传播方向 波的传播方向 强度 大小 4返回来 反射角等于入射角 传播方向 5ACD 6.CD 7.ABCD 【典型例题典型例题】 知识点一 对波面和波线的理解 【例例 1 1】下列说法中正确的是( ) A水波是球面波 B声波是球面波 C只有横波才能形成球面波 D只有纵波才能形成球面波 【答案答案】B 该题考查了波面，根据球面波的定义可知：若波面是球面则为球面波，与是横波 还是纵波无关，故C、D不正确，由此可知B正确由于水波不能在空间中传播，所以它是平面 波，A不正确 点评 波源发出的波能

4、在三维空间中传播，就能形成球面波，例如地震波选修选修 3-4- - 1 - 【例例 2 2】下列说法中不正确的是( ) A只有平面波的波面才与波线垂直 B任何波的波线与波面都相互垂直 C任何波的波线都表示波的传播方向 D有些波的波面表示波的传播方向 【答案答案】AD任何波的波线都与波面相互垂直，波线表示波的传播方向，故B、C正确，选A、D.点评 波线代表波的传播方向且波线与波面垂直知识点二 波的反射、折射现象中各物理量的变化 【例例 3 3】图 1 中 1、2、3 分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )图 1 A2 与 1 的波长、频率相等，波速不等 B2 与 1 的波速、频率相等，波

5、长不等 C3 与 1 的波速、频率、波长均相等 D3 与 1 的频率相等，波速、波长均不等 【答案答案】D 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；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 得波长不同，v f 故C错，D对 点评 波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关波速由介质决定，介质发生变化波 速可能发生变化，由 vf 知波长就会发生变化方法技巧练 波的反射的应用技巧 【例例 4 4】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

6、340 m/s) 【答案答案】解析 若汽车静止问题就简单了，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 x1，C 点到山崖 B 距离为 x；声波由 A 到 B 再反射到 C 路程为 x2，则有 x2x12x，因汽车与声波运动时间同为 t，则v声tv汽t 2x所以 x m325 mv声v汽t 234015 2 2 【例例 5 5】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， 此物体在海面上发出的声音经 0.5 s听到回声，则海水深为_m.- - 2 - 【答案答案】解析 声音在空气和海水中传播时频率

7、是相同的，由 vf 可知，则 v水v气 v水气 水3404.5 m/s1 530 m/s，海水的深度为 h 1 5300.5 m382.5 m.vt 21 2 方法总结 在利用波的反射解决一些问题时，注意波的反射规律与初中学习的光的反射规律类 似【课后练习课后练习】 1 .对于惠更斯原理的理解正确的是( )A惠更斯原理能够解释所有的波的现象B子波的波速与频率等于初级波的波速和频率C用惠更斯原理不能解释波的衍射现象D同一波面上的两个位置的质点振动步调也可能相反2. (2013唐山检测)下列哪些现象不属于反射现象( )A回声B夏日雷声轰鸣不绝C水波绕过水中芦苇秆传播D在空房中讲话感到声音更响3 .

8、下列说法中正确的是( )A水波是球面波B声波是球面波C只有横波才能形成球面波D只有纵波才能形成球面波4. 下列说法正确的是( )A声波的反射遵守与光波反射类似的反射定律B声波发生折射时，频率、波长、波速均要改变C声波是纵波D一个剧院满座时交响乐混响时间比空座时长5. 以下关于波的认识，哪些是正确的( )A潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理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- - 3 - 6 .(2013潍坊高二检测)对于波的折射现象下列说法正

9、确的是( )A当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线B当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变C在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变D波发生折射时一定不会发生反射现象7 .(2013济宁高二检测)小明和小刚每天上学途中都要经过一座铁桥学习了波的知识之后，小明和小刚想到了一个测量桥长的方法，一人在铁桥的一端用锤子敲击一下，另一人在铁桥的另一端听传来的声音，结果发现经空气和桥声音传到另一端的时间差为 2 s(声波在空气中传播速度v1340 m/s，在钢铁中的传播速率为 4 900 m/s)，则桥长大约为( )A680 m B9 800 mC730.7 mD无法计算8

10、 .对于波面和波线的说法中正确的是( )A波面一定是球面(形状)B波线一定是平行直线C波线有的时候与波面垂直，有的时候与波面平行D不同波面上的各点振动周期相同9. 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( )A170 m B340 m C425 m D680 m10 .利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，当它向选定的方向发射出频率为 5.8104 Hz 的超声波后，经过 0.64 s 收到从鱼群反

11、射回来的反射波，已知 5.8104 Hz 的超声波在水中的波长为 2.5 cm，则这群鱼跟渔船的距离为_m.11. 一个观察者在高处用望远镜注视在地上的木工以每秒 2 次的频率击钉子，他听到声音时恰好看到击锤动作，若观察者距木工 680 m，当木工停止击锤后，他还能听到几次击钉声？(声波在空气中的传播速度为 340 m/s)- - 4 - 图 126212 .(2013临川质检)如图 1262 所示，一只汽船以 4 m/s 的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在 3 s 后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来的位置有多远？参考答案 【课后练习课后练习】 1.【解析】 惠更斯原

12、理不能够解释所有的波的现象，有一定的局限性，A 错波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，B对用惠更斯原理能够解释波的衍射现象，C 错同一波面上的两个位置的质点振动情况一定相同，D 错 【答案】 B2.【解析】 水波绕过水中芦苇秆传播属于衍射现象 【答案】 C3.【解析】 若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知 B 正确，C、D 错误由于水波不能在三维空间中传播，所以它不是球面波，A 不正确 【答案】 B4.【解析】 声波发生折射时，频率不改变；一个剧院满座时声音在传播过程中经多次反射，能量损失得更快 【答案】 AC5.【解析】

13、A、B、C 选项中应用了波的反射现象；D 选项中应用了波的折射现象，深水区和浅水区可视为不同介质，故波的传播方向发生改变，选项 D 正确 【答案】 ABCD6.【解析】 当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线，A 对当波垂直界面入射时，传播方向尽管不改变，但由于介质发生改变，波速和波长都改变，但周期、频率不变，B错，C 对波发生折射时也可以在两种介质界面上发生反射现象，D 错 【答案】AC7.【解析】 由题意可知：2 s，解得l730.7 m，C 对 【答案】Cl 340 m/sl 4 900 m/s8.【解析】 波面可以是球面(形状)，也可以是平面(形状)，A 错波线可以是平行直线，如平

14、面波波线，也可以不是平行直线，如球面波波线，B 错波线总是与波面垂直，C 错不同波面上的各点振动周期相同，都等于波源的周期，D 对 【答案】 D9.【解析】 右边的声波从发出到反射回来所用时间为t10.5 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t22 s山谷的宽度sv(t1t2) 3402.5 m425 m，故 C 正1 21 2确【答案】 C- - 5 - 10.【解析】 超声波在水中的传播速度为vf2.51025.8104 m/s1.45103 m/s.所以鱼群到船的距离svt 1.451030.64 m464 m.【答案】 4641 21 211.【解析】 题中木工击钉子产生的声波属于一种时间短暂的“脉冲波” ，如图所示，设脉冲的间距为d，由于声速是v340 m/s，木工击钉频率为f2 Hz.所以d v f340 2m170 m因此在 680 m 距离内有n4 个脉冲间隔，也就是说木工停止击钉后还能听到680 1704 次击钉声 【答案】 4 次12.【解析】 如图所示，设船发出鸣笛声于B处，旅客听到回声位置在A处，即 3 s 内汽船前进了A、B间距离l，则声波经过 2sl的距离v声t2sl2sv船t，得s m（v声v船）t 2（3404） 3 2516 m.【答案】 516 m