3.3 波的反射、折射和衍射 讲义 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册同步考点题型练

目录 第17课时　波的反射、折射与衍射 1 考点一　波的反射和折射 1 考点二　波的衍射 2 巩固训练·提升能力 3 第17课时　波的反射、折射与衍射 考点一　波的反射和折射 例题分析·考点题型 【例题1】（单选） 一列波从一种介质进入另一种介质时(    ) A. 波速、频率和波长均不变 B. 波速不变，频率和波长均发生变化 C. 频率不变，波速和波长均发生变化 D. 波速、频率和波长均发生变化 【答案】C  【解答】波的频率由波源决定，当波从一种介质进入另一种介质时，频率不变。波速由介质决定，不同介质，波速不同，由公式知，不变，变化，则变化。故C正确，ABD错误。 故选：。 【变式训练1】（单选）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 【答案】C  【解析】波的反射遵守波的反射定律，即反射线在入射线和法线所决定的平面内，分居法线两侧，、两项错误；声波遇到障碍物时可发生反射，形成回声，因此“回声”是声波的反射现象，项正确，项错误。 【变式训练2】（多选）潜艇是利用声呐系统探测敌舰的位置，图甲中潜艇声呐系统产生的脉冲信号遇到敌舰，反射信号被接收器接收。图乙是接收器的显示屏，屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号，显示屏右侧脉冲信号早于左侧脉冲信号，且横向每格代表的时间间隔相同。若潜艇发射的是频率的脉冲信号，声波在海水中传播的速度为，则敌舰离潜艇的距离可能为(    ) A. B. C. D. 【答案】BC  【解析】由题可知，相邻的两个脉冲时间间隔为，由示波器图像可知，从发射到接收信号经历的时间为其中、、，故敌舰和潜艇的距离，故A、项错误，、项正确。 故选BC。 考点二　波的衍射 例题分析·考点题型 【例题1】（单选）下列现象属于波的衍射的是(    ) A. 敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来 B. 挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另外几个也跟着一起振动起来 C. 打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间 D. 水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝能不受影响地继续向前传播 【答案】D  【解答】A.敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉也响起来，这种现象是共振现象，故 A错误； B.挂在同一个水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另外几个也跟着一起振动，这种现象是受迫振动，故B错误； C.打雷时，经常听到雷声轰鸣不绝，这是雷声经过多次反射造成的，故C错误； D.水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝能不受影响地维续向前传播，属于波的衍射现象，故D正确。 【变式训练1】（单选）小河中有一个实心桥墩，为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视如图所示，小河水面平静。现在处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶振动起来，可以采用的方法是(    ) A. 提高拍打水面的频率 B. 降低拍打水面的频率 C. 无需拍打，也会振动起来 D. 无论怎样拍打，都不会振动起来 【答案】B  【解答】拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，根据，波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显．故ACD错误，B正确。  故选B。 【变式训练2】（多选）如图所示，挡板固定，挡板可自由移动，将、两板间空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样。实验中观测到点水面没有振动，为了使点处能发生振动，可采用的办法是(    ) A. 增大波源的频率 B. 增大波源的周期 C. 将板向下移动一些 D. 将板向上移动一些 【答案】BC  【解析】 点的水没有振动起来，说明波的衍射不够明显，原因是波长太小或  、  间的缝太宽，所以要想使点的水振动起来，可增大水波的波长或减小  、  间的缝的宽度，由  可知，减小波源的频率或者增大波源的周期可使水波的波长增大；将  板下移可使  、  间的缝的宽度减小。 故选BC。 巩固训练·提升能力 一、单选题。 1.多姿多彩的波点缀着人类的生活。下列关于机械波的说法正确的是(    ) A. 波的频率与波速无关 B. 两个相邻且均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长 C. 对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 D. 潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理 【答案】A  【解析】A、波的频率由波源所决定，波速由介质所决定，故频率与波速无关，故A正确； B、两个相邻且均处于平衡位置的质点间的距离为半个波长，故B错误； C、质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波，所以质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反，故C错误； D、潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的反射原理，故 D错误。 故选A。 2.关于波的反射与折射，下列说法正确的是(    ) A. 入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变 B. 入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变 C. 入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变 D. 入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变 【答案】A  【解答】入射波与反射波在同种介质中波速相同，频率由波源决定，频率相同，由知波长相同，故A正确，B错误； 因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，故CD错误。 故选A。 3.太平广记中记载到“魏时，殿前钟忽大鸣，震骇省署”，查其原因后得知“此蜀铜山崩，故钟鸣应之也”。下列四幅图对应的情境中涉及的物理原理与“山崩钟鸣”原理相同的是(    ) A. 图为玻璃杯在音波的作用下碎裂 B. 图为扬声器表面的碎屑随播放而跳动 C. 图为汽车底部的减震器随汽车行驶而振动 D. 图为飞行中的蝙蝠利用回声来判断障碍物的方位 【答案】A  【解析】“山崩钟鸣”原理属于声音的共振现象，与之原理相同的是选项，即图玻璃杯在音波的作用下碎裂是由声波的共振造成的。而选项说的都是物体在驱动力作用下的受迫振动，选项说的是波的反射现象。 故选A。 4.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，经过听到右边山坡反射回来的声音，又经过后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为，则这个山谷的宽度约为(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】右边的声波从发出到反射回来所用时间为，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为山谷的宽度，故C正确． 5.一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生图示的现象，这是水波的(    ) A. 反射现象 B. 折射现象 C. 衍射现象 D. 干涉现象 【答案】B  【解析】深度不同，则水压不同，水密度不同。水波在不同密度的水中传播速度不同，会发生折射现象。 故选B。 6.海浪从远海传向海岸，已知海浪的传播速度与海水的深度有关，海水越深，速度越大。一艘大船停泊在离岸较远处，振动的周期为，则(    ) A. 海浪拍打海岸的周期大于 B. 海浪从远海传向海岸，相邻波峰之间的距离变大 C. 悬挂在船上摆长为的单摆振动周期为 D. 让船停泊在离海岸更近处，海浪通过船体的衍射现象更明显 【答案】C  【解析】A.海浪的机械振动频率不变，即海浪拍打海岸的周期与振动周期相同为，所以A错误； B.根据得，海浪的波长，离海岸越近，波速越小，则波长越小，即相邻波峰之间的距离变小，所以B错误； C.悬挂在船上的单摆振动属于受迫振动，其振动频率决定于驱动力频率，与固有频率无关，所以C正确； D.机械波发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多，离海岸更近时，海浪波长变小，故衍射现象不如较远处明显，故D错。 故选C。 7.图甲是水波的衍射现象，图乙是两列水波的干涉现象。下列说法正确的是(    ) A. 增大图甲缝隙的宽度，衍射现象更加明显 B. 减小图甲波源的频率，衍射现象更加明显 C. 图乙中两列水波的振幅必须相同 D. 图乙中两列水波的频率可以不同 【答案】B  【解析】根据产生明显衍射现象的条件可知，增大图甲缝隙的宽度，衍射现象更加不明显；减小图甲波源的频率可增加波长，可使衍射现象更加明显，选项A错误，B正确； 频率相同的波才能发生干涉，则图乙中两列水波的频率必须相同，但是振幅不一定必须相同，选项CD错误。 故选B。 8.在水槽中放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，得到三幅照片如甲、乙、丙所示，对应的水波波长分别为、 、，下列说法正确的是(    ) A. 这是水波的反射现象 B. 这是水波的折射现象 C. 对应的波长关系为 D. 对应的波长关系为 【答案】C  【解答】这是水波的衍射现象，选项A、B错误 随着波长的减小，当波长与狭缝宽度相比非常小时，水波将沿直线传播，衍射现象变得不明显， 所以对应的波长关系为，选项C正确、D错误。 9.一列简谐横波，在时刻的图像如图甲所示，此时，、两质点的位移均为，波上质点的振动图像如图乙所示。以下说法正确的是(    ) A. 这列波沿轴负方向传播 B. 从开始，紧接着的时间内，质点通过的路程是 C. 从开始，质点比质点早回到平衡位置 D. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物不能发生明显衍射现象 【答案】C  【解答】A.由乙图读出时刻质点的速度方向为沿轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿轴正向，故A错误； B.，质点做简谐运动时在一个周期内质点通过的路程是倍振幅，则经过，质点通过的路程是：，故B错误； C.图示时刻质点沿轴负方向，质点沿轴正方向，所以质点将比质点早回到平衡位置。将此图象与正弦曲线进行对比可知：点的横坐标为，点的横坐标为，根据波形的平移法可知质点比质点早回到平衡位置的时间为：，故C正确； D.发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，该波的波长为，根据这个条件可知该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，能发生明显衍射现象，故D错误。 故选C。 10.如图所示为波源传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长。下列说法正确的是(    ) A. 波通过孔，发生明显的衍射现象 B. 波通过孔，不发生衍射现象 C. 波遇到障碍物，发生明显的衍射现象 D. 波遇到障碍物，不发生衍射现象 【答案】A  【解答】解：当孔、缝、障碍物的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，这是发生明显衍射的条件。观察题图，孔和障碍物尺寸明显大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍然有衍射现象，只是不明显，不易观察；孔和障碍物尺寸小于和接近波长，会发生明显衍射现象。故A正确，、、D错误。 故选A． 11.如图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图象是(    ) A. B. C. D. 【答案】D  【解析】解：根据发生明显行射的条件，即当波的波长与小孔或障碍物的尺寸相当，或大于小孔和障碍物的尺寸，会发生明显的衍射 A、波遇到小孔发生明显的衍射时，小孔处相当于新的波源，可知的衍射图样错误，故A错误 B、当波的波长与小孔或障碍物得尺寸相当，或大于小孔和障碍物的尺寸，会发生明显的衍射，由图可知图中孔的尺寸大于波的波长，故不会发生明显衍射，波应按直线传播，不会明显出现在障碍物后方，故B错误 、波遇到与波长差不多的障碍物后，能“绕过”障碍物继续向前传播。故 C错误， D正确。 当波的波长与小孔或障碍物得尺寸相当，或大于小孔和障碍物的尺寸，会发生明显的衍射，即绕过障碍物继续传播． 12.如图，挡板是固定的，挡板可以上下移动。现在把、两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示的图样，点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到点，可以采用的办法有(    ) A. 挡板向上移动 B. 挡板向下移动 C. 增大波的频率 D. 减小波的频率 【答案】D  【解答】波发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小，所以要使点振动起来，有两种方法：一是减小孔的尺寸；二是增大波的波长。由可知，水波的波速一定，减小波源的频率可以增大水波的波长。故使挡板左边的振动传到处可以采用的方法是板上移或板下移或减小波源振动频率，故D正确。 故选D。 13.蟾蜍在湖边平静的水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度与水的深度成正比，蟾蜍的鸣叫频率为。下列说法正确的是(    ) A. 水底下的潜水员听到蟾蜍声频率变大 B. 在深水区，水波更容易发生衍射现象 C. 水面上飘落的树叶会被水波推向岸边 D. 测得图中蟾蜍左边位置到岸边的距离是，大约有个波峰，则此处水波的波速约为 【答案】B  【解答】A.频率由波源决定，与介质无关，故水底下的潜水员听到蟾蜍声频率不变，故A错误； B.由已知水波的传播速度与水的深度成正比，所以在深水区传播速度变大，频率不变，根据公式 可知波长变大，所以更容易发生衍射现象，故B正确； C.介质中的质点不会随波迁移，所以水面上飘落的树叶只会上下振动，不会随波向前运动，故C错误； D.根据题意可得 ，所以 ，故D错误。 二、多选题。 14.一列简谐横波沿轴方向传播，图甲是时波的图像，图乙为图甲中质点的振动图像，则下列说法正确的是(    ) A. 该波沿轴正方向传播 B. 波传播的速度为 C. 经过一个周期，质点沿轴运动 D. 该波通过直径为的孔时，可观察到明显的衍射现象 【答案】BD  【解析】A.从图乙中可以判断出时质点的振动方向沿轴负方向，在图甲中根据同侧法可以判断出该波的传播方向为沿轴负方向，故A错误； B.从图中可知，，，可得该波的传播速度为，故B正确； C.质点只在平衡位置附近往复振动，并不沿轴方向运动，故C错误； D.发生明显衍射的条件是，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，可观察到明显的衍射现象，所以该波通过直径为的孔时，可观察到明显的衍射现象，故D正确。 15.如图所示，图甲为一简谐横波在时的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是(    ) A. 这列波沿轴负方向传播 B. 当这列波遇到尺寸超过的障碍物时不能发生衍射现象 C. 到，点通过的路程为 D. 时，点的加速度方向与轴正方向相同 【答案】AD  【解析】A、由图乙可知，质点在时振动方向沿轴负方向，在图甲上，由同侧法可知这列波沿轴负方向传播，故A正确； B、由甲图可知，这列波的波长为，当此列波遇到尺寸超过的障碍物时不能发生明显的衍射现象，但能发生衍射现象，故B错误； C、从到，经历时间为。由于时刻，质点正向着平衡位置运动，因此在这段时间内，质点通过的路程大于一个振幅，即大于，故C错误； D、从到，经历时间为，则，结合时刻，质点正沿轴负方向运动，知时，点位于平衡位置下方，其加速度方向与轴正方向相同，故D正确。 故选：。 12 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 目录 第17课时　波的反射、折射与衍射 1 考点一　波的反射和折射 1 考点二　波的衍射 1 巩固训练·提升能力 2 第17课时　波的反射、折射与衍射 考点一　波的反射和折射 例题分析·考点题型 【例题1】（单选） 一列波从一种介质进入另一种介质时(    ) A. 波速、频率和波长均不变 B. 波速不变，频率和波长均发生变化 C. 频率不变，波速和波长均发生变化 D. 波速、频率和波长均发生变化 【变式训练1】（单选）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 【变式训练2】（多选）潜艇是利用声呐系统探测敌舰的位置，图甲中潜艇声呐系统产生的脉冲信号遇到敌舰，反射信号被接收器接收。图乙是接收器的显示屏，屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号，显示屏右侧脉冲信号早于左侧脉冲信号，且横向每格代表的时间间隔相同。若潜艇发射的是频率的脉冲信号，声波在海水中传播的速度为，则敌舰离潜艇的距离可能为(    ) A. B. C. D. 考点二　波的衍射 例题分析·考点题型 【例题1】（单选）下列现象属于波的衍射的是(    ) A. 敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来 B. 挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另外几个也跟着一起振动起来 C. 打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间 D. 水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝能不受影响地继续向前传播 【变式训练1】（单选）小河中有一个实心桥墩，为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视如图所示，小河水面平静。现在处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶振动起来，可以采用的方法是(    ) A. 提高拍打水面的频率 B. 降低拍打水面的频率 C. 无需拍打，也会振动起来 D. 无论怎样拍打，都不会振动起来 【变式训练2】（多选）如图所示，挡板固定，挡板可自由移动，将、两板间空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样。实验中观测到点水面没有振动，为了使点处能发生振动，可采用的办法是(    ) A. 增大波源的频率 B. 增大波源的周期 C. 将板向下移动一些 D. 将板向上移动一些 巩固训练·提升能力 一、单选题。 1.多姿多彩的波点缀着人类的生活。下列关于机械波的说法正确的是(    ) A. 波的频率与波速无关 B. 两个相邻且均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长 C. 对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 D. 潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理 2.关于波的反射与折射，下列说法正确的是(    ) A. 入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变 B. 入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变 C. 入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变 D. 入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变 3.太平广记中记载到“魏时，殿前钟忽大鸣，震骇省署”，查其原因后得知“此蜀铜山崩，故钟鸣应之也”。下列四幅图对应的情境中涉及的物理原理与“山崩钟鸣”原理相同的是(    ) A. 图为玻璃杯在音波的作用下碎裂 B. 图为扬声器表面的碎屑随播放而跳动 C. 图为汽车底部的减震器随汽车行驶而振动 D. 图为飞行中的蝙蝠利用回声来判断障碍物的方位 4.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，经过听到右边山坡反射回来的声音，又经过后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为，则这个山谷的宽度约为(    ) A. B. C. D. 5.一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生图示的现象，这是水波的(    ) A. 反射现象 B. 折射现象 C. 衍射现象 D. 干涉现象 6.海浪从远海传向海岸，已知海浪的传播速度与海水的深度有关，海水越深，速度越大。一艘大船停泊在离岸较远处，振动的周期为，则(    ) A. 海浪拍打海岸的周期大于 B. 海浪从远海传向海岸，相邻波峰之间的距离变大 C. 悬挂在船上摆长为的单摆振动周期为 D. 让船停泊在离海岸更近处，海浪通过船体的衍射现象更明显 7.图甲是水波的衍射现象，图乙是两列水波的干涉现象。下列说法正确的是(    ) A. 增大图甲缝隙的宽度，衍射现象更加明显 B. 减小图甲波源的频率，衍射现象更加明显 C. 图乙中两列水波的振幅必须相同 D. 图乙中两列水波的频率可以不同 8.在水槽中放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，得到三幅照片如甲、乙、丙所示，对应的水波波长分别为、 、，下列说法正确的是(    ) A. 这是水波的反射现象 B. 这是水波的折射现象 C. 对应的波长关系为 D. 对应的波长关系为 9.一列简谐横波，在时刻的图像如图甲所示，此时，、两质点的位移均为，波上质点的振动图像如图乙所示。以下说法正确的是(    ) A. 这列波沿轴负方向传播 B. 从开始，紧接着的时间内，质点通过的路程是 C. 从开始，质点比质点早回到平衡位置 D. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物不能发生明显衍射现象 10.如图所示为波源传出的一列水波，相邻实线间的距离等于一个波长。下列说法正确的是(    ) A. 波通过孔，发生明显的衍射现象 B. 波通过孔，不发生衍射现象 C. 波遇到障碍物，发生明显的衍射现象 D. 波遇到障碍物，不发生衍射现象 11.如图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图象，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图象是(    ) A. B. C. D. 12.如图，挡板是固定的，挡板可以上下移动。现在把、两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示的图样，点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到点，可以采用的办法有(    ) A. 挡板向上移动 B. 挡板向下移动 C. 增大波的频率 D. 减小波的频率 13.蟾蜍在湖边平静的水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度与水的深度成正比，蟾蜍的鸣叫频率为。下列说法正确的是(    ) A. 水底下的潜水员听到蟾蜍声频率变大 B. 在深水区，水波更容易发生衍射现象 C. 水面上飘落的树叶会被水波推向岸边 D. 测得图中蟾蜍左边位置到岸边的距离是，大约有个波峰，则此处水波的波速约为 二、多选题。 14.一列简谐横波沿轴方向传播，图甲是时波的图像，图乙为图甲中质点的振动图像，则下列说法正确的是(    ) A. 该波沿轴正方向传播 B. 波传播的速度为 C. 经过一个周期，质点沿轴运动 D. 该波通过直径为的孔时，可观察到明显的衍射现象 15.如图所示，图甲为一简谐横波在时的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点，图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是(    ) A. 这列波沿轴负方向传播 B. 当这列波遇到尺寸超过的障碍物时不能发生衍射现象 C. 到，点通过的路程为 D. 时，点的加速度方向与轴正方向相同 12 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$