《2025年人教金学典同步解析与测评高中物理选择性必修第一册人教版》

5. 水波的传播速度跟水的深度有关，其关系为 $ v = \sqrt{gh} $，式中 $ h $ 为水的深度，$ g $ 为重力加速度。如图 3.3 - 4 甲所示是一池塘的剖面图，A、B 两部分水深不同，图 3.3 - 4 乙是从上往下俯视看到的从 $ P $ 处向外传播的水波波形（弧形实线代表波峰），深水区 B 水波波长是浅水区 A 水波波长的两倍。若已知浅水区 A 处水深 $ 20cm $，那么深水区 B 处的水深是多少？

答案： 5.0.8m
[解析]浅水区、深水区相当于两种不同的介质，水波由浅水区进入深水区，相当于波的折射，频率f不变，由$v = \lambda f，$可知两个区域波速之比，从而求得水深的关系。

6. 我们研究水波发生明显衍射的条件时，如果保持障碍物的大小不变，改变波源的频率，是否会影响观察到的衍射现象？为什么？

答案： 6.会影响。这是因为波源的频率决定波的频率，波源的频率改变了，波的频率就会改变，而波速是由介质决定的，在水中的波速是一定的，由$\lambda = \frac{v}{f}$知，频率改变，波长就会改变，而障碍物的尺寸不变，因而会影响观察到的波的衍射现象。

7. （多选）下列为水波的衍射现象，$ S $ 为波源，$ d $ 为挡板上的小孔宽度，相邻弧线间距为一个波长，其中符合事实的是（ ）。

答案： 7.BC
[解析]水波发生衍射现象时，由于频率不变，则周期也不变，绕过阻碍物继续向前传播时，由于波速不变，则波长也不变，当小孔的尺寸与波长相等或比波长小时，衍射现象明显，故选B、C。

1. （多选）如图 3.3 - 5 所示，$ S $ 点是平静水面上的波源，M、N 是水面上的两块挡板，其中 M 板固定，N 板可以左右移动，两板之间有一狭缝。当波源 $ S $ 沿垂直于水面的方向持续振动时，水面上的质点 $ A $ 没有发生明显的振动。为了使质点 $ A $ 能够明显地振动起来，可采用的方法是（ ）。

A.适当减小波源 $ S $ 的振动频率
B.适当增大波源 $ S $ 的振动频率
C.将 $ N $ 板向左移动适当的距离
D.将 $ N $ 板向右移动适当的距离

答案： 1.AC
[解析]波长越长、障碍物尺寸越小，越容易发生明显的衍射现象。由于波速恒定，减小频率可以增大波长。
方法总结
(1)衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。
(2)波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多是发生明显衍射现象的条件。
(3)波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出与原来同频率的波在孔(障碍物)后传播，就偏离了原来的直线方向，因此波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。

2. 声波属于机械波。下列关于声波的描述，正确的是（ ）。

A.同一列声波在各种介质中的波长是相同的
B.声波的频率越高，它在空气中传播的速度越快
C.声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射
D.人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉

答案： 2.C
[解析]波的频率由波源决定，同一列声波在各种介质中的频率相同，但波速不同，故同一列声波在不同介质中的波长不相同；机械波的传播速度由介质决定，与频率无关；衍射是波所特有的现象，声波绕过障碍物继续传播的现象就是衍射；根据波的叠加原理，不同的波相遇时发生叠加再分开时各自独立传播互不影响，故人能辨别不同乐器同时发出的声音，干涉是两列波相遇时发生的。