内容正文:
4 波的反射与折射
第三章 机械波
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第三章 机械波
物理·选择性必修 第一册(配JK版)
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目
录
预习案
01
探究案
02
CONTENTS
提升案
03
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第三章 机械波
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预习案 必备知识·问题导学
01
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同一平面内
法线两侧
等于
传播方向
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探究案 关键能力·互动探究
02
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提升案 随堂演练·基础落实
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谢谢观看
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[学业要求与核心素养]
物理观念
科学思维
知道波传播到两种介质的交界面时会发生反射、折射现象。
观察现象会用波的反射和折射来解释。
一、波的反射现象
1.反射现象:波在传播的过程中,遇到两种介质的界面时________到原介质继续传播的现象叫作波的反射。
2.反射规律:反射线、法线、入射线在______________,反射线、入射线分居____________,反射角________入射角。
二、波的折射现象
波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波____________发生偏折的现象叫波的折射。
探究点 波的反射和折射
1.频率f由波源决定,故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率,即波源的振动频率相同。
2.波速v由介质决定,因反射波与入射波在同一介质中传播,故波速不变;而折射波与入射波在不同介质中传播,所以波速变化。
3.据v=λf知,波长λ与v及f有关,即与介质及波源有关,反射波与入射波在同一介质中传播,波速、频率相同,故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播,f相同,v不同,故λ不同。
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有多远?(v声=340 m/s)
[解析] 画出汽车与声音运动过程示意图如图所示,设汽车由A到C位移为x1,C到山崖B距离为x2,设汽车鸣笛到司机听到回声时间为t,则
t=2 s
则:eq \f(x1,v车)=eq \f(x1+2x2,v声)=t
解得x2=eq \f(v声·t-x1,2)=eq \f(v声·t-v车t,2)=eq \f(340-15×2,2) m=325 m。
[答案] 325 m
1.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。
(1)该波的频率为____________Hz,在海水中的波速为____________m/s。
(2)若物体在海面上向海水发出的声音经1.5 s后听到回声,则海水深为多少?
解析 (1)由f=eq \f(v,λ)得,该波的频率f=eq \f(340,1)Hz=340 Hz,因为波从空气进入海水,频率不变,则在海水中的波速
v海=λ海·f=4.5×340 m/s=1 530 m/s。
(2)入射波和反射波用时相同,则海水深为
h=v海·eq \f(t,2)=1 530×1.5/2 m=1 147.5 m。
答案 (1)340 1 530 (2)1 147.5 m
2.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( )
A.170 m
B.340 m
C.425 m
D.680 m
解析 右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5 s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2 s。山谷的宽度425 m。
答案 C
1.对于波长为100 m的声波,下列说法正确的是( )
A.在同一介质中,比波长为20 m的声波传播快
B.在空气中的频率比在水中大
C.声波能发生折射,但折射后频率发生变化
D.声波能发生反射,但反射后波速不变
答案 D
2.(多选)下列现象属于声波反射现象的是( )
A.隔着墙能听到房间外面有人讲话
B.音响设备制作时要考虑混合效应
C.夏日的雷声有时轰鸣不绝
D.在水里的人能听到岸上的声音
答案 BC
3.(多选)下列说法正确的是( )
A.波发生反射时,波的频率不变,波速变小,波长变短
B.波发生反射时,频率、波长、波速均不变
C.波发生折射时,波的频率不变,但波长、波速发生变化
D.波发生折射时,波的频率、波长、波速均发生变化
解析 波发生反射时,在同一种介质中运动,因此波长、波速和频率不变;波发生折射时,频率不变,波速变,波长变。
答案 BC
4.已知空气中的声速为340 m/s。现有几种声波:①周期为0.05 s,②频率为104 Hz,③波长为10 m。它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生显著的衍射现象的是( )
A.①和②
B.②和③
C.①和③
D.都可以
解析 ①②③三种声波的波长分别为λ1=340×0.05 m=17 m,λ2=0.034 m,λ3=10 m,根据发生明显衍射现象的条件可知,①③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多,能产生明显的衍射现象,故选项C正确。
答案 C
5.甲、乙两人平行站在一堵墙前面,二人相距2a,距离墙均为eq \r(3)a,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eq \f(\r(3)+\r(7),3)t后
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=eq \f(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所示,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t′=eq \f(4a,v)=2t。
答案 C
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