波的反射折射和衍射高二物理精品讲义(人教版选择性)(学生版)

3.3 波的反射、折射和衍射课程标准课标解读 1.通过演示实验，知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射现象。

2.通过比较波的反射和折射，知道反射波和折射波的频率、波速和波长的变化关系。

3.通过观察，理解波发生明显衍射的条件 ，并能用该条件解释相关物理现象。

1. 知道什么是波的反射与折射现象，知道发生波的反射与折射现象的条件。

并能进行简单的计算。

2.知道什么是波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件。

知识点01 波的反射与折射一、波的反射1．反射现象波遇到介质界面会返回来继续传播的现象．2．反射角与入射角(1)入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α.(2)反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β.3．反射定律反射波线、法线、入射波线在同一平面内，且反射角等于入射角．知识精讲目标导航注意：反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少．二、波的折射1．波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射．2．一切波都会发生折射现象．【即学即练1】机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射，如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的是（）A．入射线与反射线一定在同一平面内，法线与这一平面垂直B．入射线与反射线可能在法线同侧C．“回声”是声波的反射现象D．“回声”是声波的折射现象【即学即练2】如图所示，图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是（）A．使波源的频率增大B．使波源的频率减小C．使波源的周期减小D．移动N使狭缝的间距增大知识点02 波的衍射1．定义波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射．2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象．3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象．【即学即练3】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能力拓展考法01波的衍射1．产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长小．2．理解(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，不会出现“不发生衍射现象”的说法．(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．【典例1】下列说法中正确的是（）A．衍射是一切波特有的现象B．障碍物或孔越大越易产生衍射C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象D．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象分层提分题组A 基础过关练一、单选题1．如图所示是水波遇到小孔后的图像，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图像是（）A．B．C．D．2．发波水槽中产生一列水波，用一支圆珠笔插入水中，如图所示，笔对波的传播（）A．有影响，水波发生明显衍射现象B．有影响，水波不发生明显衍射现象C．无影响，水波发生明显衍射现象D．无影响，水波不发生明显衍射现象3．如图，是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，相邻波纹间距离与AB间距相等。

下列说法正确的是（）A．水面波经过孔后波速减小B．水面波经过孔后波纹间距离可能变大C．若波源频率增大，衍射现象更明显D．如果将孔扩大，可能观察不到明显的衍射现象4．如图所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是（）A．水波只要进入∠CAE和∠DBF区域就叫波的衍射B．水波只要进入∠CAA′和∠DBB′区域就叫波的衍射C．水波必须充满∠CAE和∠DBF区域才叫波的衍射D．水波必须充满∠CAA′和∠DBB′区域才叫波的衍射5．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是（）A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率B．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率C．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率【答案】D6．如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样，由图可知，两列波的波长和频率的大小关系是（）A．λA＞λB，f A＞f B B．λA＜λB，f A＜f BC．λA＞λB，f A＜f B D．λA＜λB，f A＞f B7．古语云：“但闻其声，不见其人”，这一现象是声波的A．反射B．折射C．干涉D．衍射8．下列说法中错误的是（）A．衍射是一切波特有的现象B．障碍物或孔越小越易产生衍射C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象D ．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象9．声波能绕过某一建筑物而传播，这是因为声波（ ）A ．是纵波B ．是机械波C ．发生了衍射现象D ．穿透力强10．水槽内有一振源振动时产生的水波通过一个空隙发生衍射现象，为了使衍射现象更明显，可采用的方法是（ ）.A ．增加空隙宽度B ．减小空隙宽度C ．增加振源的振动频率D ．减小振源的振动波长11．一列水波穿过小孔产生衍射，衍射后的水波（ ）.A ．波长增大B ．周期增大C ．频率减小D ．振幅减小12．振源S 在O 点做沿竖直方向的简谐运动，频率为5Hz 0t =，时刻向右传播的简谐横波如图所示，则以下说法错误的是（ ）A ．该横波的波速大小为10m/sB ．0t =时，1m x =处的质点振动方向向下C ．0.5s t =时，3m x =处的质点处在平衡位置且振动方向向下D ．传播过程中该横波遇到小于1m 的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象13．如图所示，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，0t =时刻，该波传播到x 轴上的质点B 处，质点A 在负的最大位移处。

在t =0.3s 时，质点A 恰第二次出现在正的最大位移处，则（ ）B ．该波的波速等于10m/sC ．t =0.6s 时，质点B 在平衡位置处且向下运动D ．该简谐横波遇到宽为0.8m 的障碍物时，不能发生明显衍射现象二、多选题14．下列叙述属于波的反射现象的是（）A．夏日的雷声有时会轰鸣不绝B．在空房间里讲话，会感到声音更响C．墙里讲话墙外听D．讲话者又听到自己的回声15．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m，在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。

某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法正确的有（）A．假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响B．假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响C．假设波浪的波长约为55 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响D．假设波浪的波长约为55 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响16．一列水波通过某孔的实际情况如图所示，现把孔的尺寸变小，或者把水波的波长变大，水波通过孔后的假想情况如图四幅图所示，其假想错误的图示有（）A．孔变小B．孔变小C．波长变大D．波长变大17．如图为演示波的衍射装置，S为水平面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板间有一狭缝，此时测得图中A处没有振动，下列说法正确的是( )A．使波源的振动频率增大，可以使A处的水振动起来B．使波源的振动频率减小，可以使A处的水振动起来C．移动N板使狭缝间距增大，可以使A处的水振动起来D．当A点振动后，挡板两边的波纹间距相等18．关于波的衍射现象下列说法正确的是( )A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B．只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时会观察到明显的衍射现象C．只有波才有衍射现象D．以上说法均不正确19．下列关于波的衍射的说法正确的是( )A．衍射是一切波特有的现象B．对同一列波，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长20．如图，下列各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（A、B图）或障碍物（C、D图），其中能发生明显衍射现象的有（）A．B．C．D．21．如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射。

下列措施可能使波发生较为明显衍射的是（）A．增大波源的振动频率B．减小波源的振动频率C．增大障碍物的长度D．减小障碍物的长度题组B 能力提升练一、单选题1．小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视如图所示。

现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A明显振动起来，可以采用的方法是（）A．以较低的频率拍打水面B．以较高的频率拍打水面C．只要拍打，A就会明显振动D．无论怎样拍打，A都不会明显振动2．如图所示是观察水面波衍射的实验装置。

AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源。

图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是（）A．此时能明显观察到波的衍射现象B．频率不变，则AB孔越大，挡板后面的相邻波纹间距越大C．频率不变，将孔扩大，可观察到更明显的衍射现象D．孔的大小不变，使波源频率增大，可观察到更明显的衍射现象3．如图所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（）A．经过0.05s时，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离B．经过0.15s，P质点沿x轴的正方向移动了3mC．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，能发生明显衍射现象4．小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。

现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（）A．无论怎样拍打，A都能振动起来B．无论怎样拍打，A都不会振动起来C．降低拍打水面的频率D．提高拍打水面的频率5．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法正确的是（）A．从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置aC．若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50HzD．若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象二、多选题6．一列简谐横波在同一介质中传播，图甲是某时刻的波形图，图乙是从该时刻起质点A的振动图像，下列说法正确的是（）A．从该时刻起，质点P将比质点Q先回到平衡位置t ，P质点通过的路程为12mB．从该时刻起，再经过Δ 1.2sC．若该波的频率变为2.5Hz，则波速变为50m/sD．若该波遇到尺寸为5m的障碍物，能发生明显的衍射现象7．在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子其振动图象如图所示，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔直径d应为( )A．2 cm B．1cm C．小于2cm D．小于1 cm8．如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）A．此时能观察到明显的波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象9．一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时的波动图象如图甲所示，该波传播路径上某质点的振动图象如图乙所示。