惠更斯原理 习题

12. 6 惠更斯原理习题
基础夯实
1．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：AD
解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，选项A错误，选项B正确，波线表示波的传播方向，选项C正确，D错误。

2．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：B
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。

由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A不正确。

3．(2012·聊城模拟)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
答案：ABCD
解析：A、B、C选项中应用了波的反射现象；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。

4．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则()
A．声波频率不变，波长变小
B．声波频率不变，波长变大
C．声波频率变小，波长变大
D．声波频率变大，波长不变
答案：B
解析：波在传播过程中频率不变，由λ＝v
f知水中波长大，故B
选项正确。

5．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的________提高耳的接收能力。

答案：反射
6．为什么在空房间里讲话感觉到声音特别响
解析：声波在空房间里遇到墙壁、地面、天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳。

所以，人在空房间里讲话感觉声音特别响，而普通房间里的幔帐、沙发、衣物等会吸收声波，使反射不够强，所以人在普通房间里讲话不如在空房间里讲话响。

7．某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340m/s，那么他至少要离障碍物多远(原声与回声区分的
最短时间为s)
答案：17m
解析：在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在s以上，人才能辨别出回声则应有2s＝vt，可得他至少要离
障碍物的距离为s＝vt
2＝
340×
2m＝17m。

8.
我国第24次南极科考队经过长达13天，4000多海里航行，已安全到达中国南极长城站，在考察途中“雪龙号”(如图所示)经历了各种考验，并进行了海冰观测、地磁观测、气象观测、极光及高空物理观测，在海面上航行时，它还不时地探测海洋的深度，在它上面配有一种十分先进的声纳探测系统，其原理是：向海底发射超声波，超声波就会从海底反射回来，通过这种方式测海底深度，已知超声波在海水中认为是匀速直线运动，且知其速度为1400m/s，船静止时测量，从发射超声波到接收反射所用的时间为7s，试计算“雪龙号”所在位置的海水深度
答案：4900m
解析：超声波的运行可认为匀速直线运动，则传播距离为x ＝vt
＝1400×7m ＝9800m ，又因为海水深度为声波距离的一半，所以h ＝x 2
＝98002m ＝4900m 。

能力提升
1．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
答案：ACD
2．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a ，距离墙均为3a ，当甲开了一枪后，乙在时间t 后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为( )
A ．听不到
B ．甲开枪3t 后
C ．甲开枪2t 后
D ．甲开枪3＋72t 后
答案：C
解析：乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳
中，故t ＝2a v 。

甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB，由几何关系可得：
AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t′＝AC＋CB
v＝
4a
v
＝2t。

3．声波在空气中传播速度v1＝340m/s，在钢铁中的传播速度为4900m/s，一人用锤子敲击一下铁桥的一端而发出声音，经空气和桥传到另一端的时间差为2s，则桥长________m，空气中和钢铁中声波的频率之比是________，波长之比是________。

答案：730.7m；1:1；17:245
4．一列声波在空气中的波长为34 cm，传播速度为340 m/s，这列声波传入另一介质时，波长变为68 cm，它在这种介质中的传播速度是多少该声波在空气中与介质中的频率各是多少
答案：680 m/s1000Hz1000Hz
解析：在空气中fλ＝v，f＝v
λ＝
340 m/s
34×10－2m
＝1000 Hz，在介质中fλ′
＝v′，v′＝1000×68×10－2 m/s＝680 m/s。

5．(2012·曲阜质检)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 s 听到回声，则海水深为多少米
答案：382.5 m
解析：本题是波的反射现象与v ＝λf 的综合应用，知道不同介质中同一列波的频率是定值为解决本题的关键，
则波的频率f ＝v 气λ气。

在海水中：v 水＝λ水λ气
v 气 海水的深度h ＝v 水·t 2＝1 530×12×0.5 m ＝382.5 m 。

6．(2010·洛阳市高二检测)某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs 后收到反射波；隔后再发出一个脉冲，经198μs 收到反射波，已知无线电波传播的速度为c ＝3×108m/s ，求飞机的飞行速度v 。

答案：375m/s
解析：由于cv ，故可不考虑电磁波传播过程中飞机的位移；设雷达两次发射电磁波时飞机分别位于x 1、x 2处，则第一次：2x 1＝ct 1，第二次：2x 2＝ct 2
飞机的飞行速度：v ＝x 1－x 2Δt 且Δt ＝
代入数据解得：v ＝375m/s
7．一木匠在房顶上用铁锤钉钉子，有一位过路者在观察，他看到锤子举到最高点时，也恰好听到敲打声，他抬手看了看手表，木匠敲了8下用4 s ，他便很快估计出他到木匠的最小距离不小于85 m ，设声速为340 m/s ，木匠上举和向下放锤的时间相等，说说旁观者用
的方法，写出他到木匠距离的表达式。

答案：x ＝85(2n ＋1)m(n ＝0,1,2，…)
解析：由题意知木匠举锤的时间为t ＝14 s ，最短距离x ＝vt ＝
340×14 m ＝85 m 。

而由于敲打的周期性，敲击声跟锤子举到最高点之
间的时间为t ＝14(2n ＋1) s ，因而可能的距离为x ′＝vt ′＝85(2n ＋1) m(n
＝0,1,2，…)。