第三章 第4节 波的反射与折射（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

第4节　波的反射与折射 课程内容要求 核心素养提炼 1.了解波的反射、折射现象及遵循的规律． 2．观察波的反射、折射，了解波的传播特征． 1.物理观念：波的反射、折射． 2．科学思维：能解释有关波的反射、折射现象． 3．科学探究：观察水波的反射、折射现象． 1．波的反射：波在传播的过程中，遇到两种介质的界面时返回到原介质继续传播的现象． 2．波面：波传播过程中，相位相同的点组成的面． 3．波线：与波面垂直，用来表示波的传播方向． 4．波的反射定律 反射波线与入射波线和法线位于同一平面内，反射波线与入射波线位于法线的两侧；反射角等于入射角．(如图所示) 1．折射现象 波在传播过程中，由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，如图所示． 2．波的折射规律 折射波的频率与入射波的频率相同，而波长和波速都发生了变化． [判断](对的画“√”，错的画“×”) (1)蝙蝠可以通过声波的反射来判断前方是否有障碍物．(√) (2)波由一种介质进入另一种介质时传播方向一定不变．(×) 探究点　波的反射、折射问题 (1)人对着山崖或高墙说话时，能听到回声；夏日的雷声在云层间轰鸣不绝，这属于什么现象？ 提示　声波的反射现象． (2)如图是某波传播时的示意图(带箭头的直线表示波线)，波由介质Ⅰ进入介质Ⅱ时频率发生变化吗？波长呢？ 提示　频率不变，波长改变． 1．波的反射、折射现象的对比 　　　 波的反射 波的折射 传播方向 改变 改变 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ 不变 改变 2.回声测距 (1)当声源不动时，声波遇到了静止的障碍物会被反射回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，所用的时间相等．设经过时间t听到回声，则声源与障碍物的距离为s＝v声. (2)当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v). (3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v). 如图所示，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则下列说法正确的是(　　) A．反射波与入射波的波长、频率相等，波速不相等 B．反射波与入射波的波速、频率相等，波长不相等 C．折射波与入射波的波速、频率、波长均相等 D．折射波与入射波的频率相等，波速、波长均不相等 D　[入射波与反射波都在介质a中传播，故它们的频率、波速、波长均相等，A、B错误．入射波与折射波在两种不同介质中传播，波速不同，但波源不变，因而频率相等，由λ＝得波长不同，故C错误，D正确．] “雪龙2号”(如图所示)是我国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船，它能进行海冰观测、地磁观测、气象观测、极光及高空物理观测，它还可以探测海洋的深度，在它上面配有一种十分先进的声呐探测系统，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可认为做匀速直线运动，且知其速度为1 400 m/s，船静止时测量，从发射超声波到接收到反射波所用的时间为7 s，试计算“雪龙2号”所在位置的海水深度． 解析　超声波的传播可认为匀速直线运动，则传播距离为x＝vt＝1 400×7 m＝9 800 m，又因为海水深度为声波距离的一半，所以海水深度h＝＝ m＝4 900 m. 答案　4 900 m [训练1]　人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音要洪亮，是因为(　　) A．室内空气不流动　　　　 B．室内声音多次反射 C．室内声音发生折射 D．室内物体会吸附声音 B　[人在室内听到的声音洪亮是因为声波在室内被室内物体、墙壁反射甚至经过多次反射而得到加强．B项正确．] [训练2]　一架飞机水平匀速地从一名同学头顶飞过，如图所示，当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上，则此飞机的速度与声速之比为多少？ 解析　设飞机在人头顶正上方时距离地面的高度是h，发动机声传到地面所用的时间是t，声速是v声，有h＝v声t.在这段时间t内，设飞机水平飞行的路程为x，飞机速度是v机，则有x＝v机t.两式相比得＝＝cot 60°＝. 答案　 1．(波的反射)(多选)下列现象中利用波的反射的是(　　) A．在水里的人能听到岸上的声音 B．医生给病人做超声波检查 C．汽车通过倒车雷达探测车后的障碍物 D．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况 BCD　[在水里的人能听到岸上的声音是利用了声波的折射，超声波检查身体、汽车的倒车雷达和潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射，B、C、D正确，A错误．] 2．(波的反射和折射)(多