第3章 3 波的反射、折射和衍射-【精彩三年】2024-2025学年高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 3 波的反射、折射和衍射 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 科学思维:认识波动中建 1.知道波的反射和折射现 1. 理解波的反射、折射和 象。 构物理模型的方法。 衍射。 科学探究:通过实验,了 2. 通过实验,了解波的行 2.掌握波发生明显衍射现 解波的反射、折射和衍射 射现象 象的条件 现象 教材整体初识 构建与探源 知识点一 波的反射和折射 1. 波的反射:波在传播过程中遇到障碍物会返回来继续传播的现象。 2. 波的折射:波从一种介质进入另一种介质时,传播 方向 发生改变的现 象。 3. 波向前传播时,在两介质的界面上同时发生了反射现象和折射现象,如图 所示,一些物理量相应发生变化,比较如下: 介质/ 介质I 介质II 介质II 现象 波的反射 波的折射 传播方向 改变(i-) 改变(r学i) 频率f 不变 不变 不变 波速 改变 波长 不变 改变 (1)波的频率是由波源决定的。介质中各个质点的振动都是受迫振动,因 此不论是反射还是折射,波的频率是不改变的 (2)波速是由 介质 决定的。波反射时是在同一介质中传播,因此波速不变; 波折射时是在不同介质中传播,因此波速改变。 (3)由o一知,波长是由频率和波速共同决定的。在波的反射中,由于波的 独家授权侵权必究 ← 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.2xxk.oom 您身边的互联网+教辅专家 频率和波速均不变,根据公式1一f可知波长不变;在波的折射中,波进入新的介 质后波速改变,由一vf可知波长改变。 [思辨 1. 判断题(正确的打“”,错误的打“x”) (1)反射波的波长、频率、波速都跟入射波的相同。(V) (2)一切波都会发生折射现象。(V) (3)在波的折射中,波的频率不改变,波速和波长都发生了变化。( 2. 思考题:人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话的声音听起来要洪亮. 原因是什么? 答案:室内声音被多次反射。 知识点二 波的衍射 1. 定义:波可以绕过障碍物 继续传播的现象叫波的衍射。 2. 波的衍射实质:波传到小孔(障碍物)处时,小孔(障碍物)仿佛一个新波源 由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播,就偏离了直线方向。 3. 发生明显衍射的条件: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。 4. 一切波都能发生衍射,只是有的明显,有的不明显而已。 [思辨 1. 判断题(正确的打“”,错误的打“x”) (1)衍射是波特有的现象。( (2)在水里的人能听到岸上的声音,这是波的衍射现象。( x) (3)波的直线传播是在衍射不明显时的近似情况。( V) (4)波长较长的波容易发生明显衍射。( V) 2. 思考题:你知道谚语“墙里说话墙外听”是什么意思吗?这个谚语的意思 是人在墙里说话,须防备墙外有人窃听。为什么人在墙里说话,墙外人就可以听 到呢? 答案:发生了衍射现象。 命题整体感知 尝试与研析 独家授权侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxxk.com . 您身边的互联网+教辅专家 类型 波的反射和折射及应用 例1某物体发出的声音在空气中的波长为&一1m、波速为340m/s,在海水中 的波长为一4.5m。 (1)该波的频率为 340 Hz,在海水中的波速为 1530 m/s。 (2)若物体在海面上发出的声音经过一0.5s听到回声,则海水深度为多少 答案:382.5m 【解析】(1)由/=v得f=340Hz:因波的频率不变,则在海水中的波速为 -4f-4.5×340m/s-1530m/s。 (2)入射声波和反射声波在海水中的传播时间相同:则海水深为万三v海t2-) 530×0.25m-382.5m。 I活学活用 图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,则(D) 介质a 介 A.2与1的波长、频率相等,波速不相等 B. 2与1的波速、频率相等,波长不相等 C. 3与1的波速、频率、波长均相等 D. 3与1的频率相等,波速、波长均不相等 【解析】波发生反射时,在同一种介质中传播,因此波长、波速和频率均不 变,故选项A、B错误;波发生折射时,频率不变,波速和波长发生变化,故选 项C错误,选项D正确。 类型二 _波的衍射 一角度1:发生明显衍射现象的条件 例2如图所示,O是水面上一波源,实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷, 4是挡板,B是小孔。不考虑波的反射因素,则再经过一段时间后,关于水面上的 波形分布情况,下列说法正确的是( B) 独家授权侵权必究 · 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.2xxk.com 您身边的互联网+教辅专家 A. 整个区域都分布有水波 B. 阴影I以外区域分布有水波 C. 阴影II以外区域分布有水波 D. 阴影I、II、III区域都没有水波 【解析】由题图看出挡板A的宽度比波长大很多,故衍射现象不明显,I区 没有水波;B孔的宽度与波长差不多,衍射现象明显,故II区、III区都有水波 题图中空白区域水波可直接传到,故选B。 I活学活用 在水波的衍射实验中,若打击水面的振子振动的频率是5Hz,水波在水波 中的传播速度是0.05m/s,为观察到明显的衍射现象,小孔直径a应( D) A. 等于10cm B. 等于5m C. 大于等于1cm D. 小于等于1cm 【解析】设水波波长为A,当d<时会发生明显的衍射,由题意知水波的波 长1=vf=0.055m-0.01m=1cm,即孔直径d<1cm,故选D. 角度2:衍射的综合应用 例3[2023镇海中学检测]在水糟里放两块挡板,中间留一个狭缝,观察水波 通过狭缝后的传播情况,图(一)是保持水波的波长不变,改变狭缝的宽度,观察水 波的传播情况变化;图(二)是实验时拍摄的波长不同的水波通过宽度一定的狭缝的 照片,在甲、乙、丙三幅照片中,水波的波长分别是狭缝宽度的710、510、310 对比这三张照片,观察衍射现象与波长、狭缝宽度的关系。该实验现象表明( B) 甲 乙 图(一)波长一定的水波通过宽度不同的狭缝 独家授权侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 甲 乙 丙 图(二)波长不同的水波通过宽度一定的狭缝 A.只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小,才能观察到明显的衍射现象 B. 只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小,才能观 察到明显的衍射现象 C. 由图(二)丙图可以得出,波长比狭缝小太多就不会发生衍射现象 D. 由图(一)甲可以看出,狭缝宽度再增加就不会发生衍射现象 【解析】由图(一)可知,波长一定时,狭缝越窄,衍射现象越明显,由图(二 )可知,狭缝一定,波长越大,衍射现象越明显,只有缝、孔的宽度或障碍物的尺 寸跟波长相差不多或比波长更小,才能观察到明显的衍射现象,选项A错误,B 正确:由图(二)丙图可以得出,波长比狭缝小太多同样会发生衍射现象,只是衍射 现象不明显,选项C错误:由图(一)甲可以看出,狭缝宽度再增加也会发生衍射 现象,只是衍射现象不明显,选项D错误 I活学活用 某同学使用下图所示的实验装置观察水面波衍射,AC、BD是挡板:4B是一 个孔,O是波源。图中曲线中,每两条相邻波纹之间距离是一个波长,波经过孔 之后,下列描述正确的是(D) A. 不能观察到明显的波的衍射现象 B. 挡板前后波纹间距离不相等 C. 如果将孔4B扩大,仍可能观察到明显的衍射现象 独家授权 侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 D.zxXk.com) 您身边的互联网+教辅专家 D. 如果孔的大小不变,使波源频率减小,仍能观察到明显的衍射现象 【解析】由题图可知,孔的尺寸与水波的波长差不多,故此时能观察到明显 的衍射现象,故A错误;波通过孔后,波速、频率、波长均不变,则挡板前后波 纹间的距离相等,故B错误;如果将孔AB扩大,若孔的尺寸远大于水波的波长 可能观察不到明显的衍射现象,故C错误;如果孔的大小不变,使波源频率减小, 因为波速不变,根据1一v,可知波长增大,仍能观察到明显的衍射现象,故D正 确。 一本课点睛(教师用书独有) 1. 波的反射:波在传播过程中遇到障碍物会返回来继续传播的现象。 2. 波的折射;波从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变的现象 3. 波的衍射:波可以绕过障碍物继续传播的现象。 (1)一切波都能发生衍射,只是有的明显,有的不明显 (2)发生明显衍射的条件: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。 温馨说明:课后请完成高效作业2 独家授权侵权必究