3.3 波的反射、折射和衍射 导学案-2025-2026学年高二上学期物理选择性必修第一册

3.3 波的反射、折射和衍射 重难分析 1. 波的反射折射（重点） 2. 波的衍射（难点） 知识点梳理 波的反射、折射和衍射 1. 反射：波在传播过程中遇到介质界面会返回来继续传播的现象叫作波的反射。 2. 折射：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， 3. 衍射：波在传播过程中可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 【注意】：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，或者小于波长时，才会发生明显的衍射现象。 一切波都能发生衍射现象，衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 波在反射、折射和衍射时的物理量变化关系： （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、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。 知识点梳理1：波的反射和折射 1．波的反射 (1)反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。 (2)反射规律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 2．波的折射 (1)波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射。 (2)水波的折射：一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射。 一些技巧 1．波的反射和折射中各物理量的变化 (1)波的频率是由振源决定的，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，波反射时是在同一均匀介质中传播，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)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝可知波长变长，反之变短。 例题精讲： 【例1】（2024秋•苏州期末）一振动发生器S在水槽中产生水波，某时刻形成的波形如图所示。水波遇到水槽壁反射后（　　） A．波速变小 B．波长变小 C．频率变小 D．振幅变小 【例2】（2025•河北开学）河北博物院馆藏有战国时期的编钟，该编钟为中山国的重要礼乐器。某编钟可发出“宫”音和“徵”音，经测定其频率分别为65.4Hz和130.8Hz。已知空气中声速为340m/s，水中声速为1500m/s，则下列说法正确的是（　　） A．在空气中传播时，“宫”音的波长大于“徵”音的波长 B．在水中传播时，“宫”音的波速远大于“徵”音的波速 C．由空气进入水中时，两音的频率均减小为原来的一半 D．由空气进入水中时，“宫”音的波长改变量小于“徵”音的波长改变量 【例3】（2024春•浦东新区校级期中）在发波水槽的底部放置一块玻璃板，将水槽分为不同深浅的两个部分A、B。一列水波从深水区A入射到浅水区B时发生了折射的情况如图所示。图中实线表示A区域水波的波峰，波速为v1，频率为f1，与分界面的夹角为α。虚线表示B区域水波的波峰，波速为v2，频率为f2，与分界面的夹角为β。由图可推得（　　） A．f1＜f2 B．v1＝v2 C． D． 【例4】（2023春•钟楼区校级期中）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 【例5】（2024春•香坊区校级期中）声波水波电磁波，波波有源：折射衍射全反射，射射无边。下列关于波的说法中正确的是（　　） A．机械振动在介质中传播形成机械波 B．任何波的传播都需要介质 C．光波从一种均匀介质进入另一种均匀介质时传播方向和波速都会改变 D．只要光从光密介质射入光疏介质就一定会发生全反射 知识点梳理2：波的衍射 1．波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象。 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。 说明：衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多，或比波长小，是产生明显衍射的条件。 3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 例题精讲： 【例6】（2025春•韩城市期末）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，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，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 【例7】（2025•河南模拟）如图甲所示为某简谐横波在t＝0时刻的波形图，Q是平衡位置在x1＝4m处的质点，M是平衡位置在x2＝8m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该简谐波沿x轴负方向传播 B．该波在传播过程中若遇到9m的障碍物，则发生明显的衍射现象 C．该简谐波的传播速度为400m/s D．质点M简谐运动表达式为y＝10sin（10πt）cm 【例8】（2025春•安徽期末）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻部分波形图如图甲所示，此时质点M的振动方向沿y轴正方向。经过0.6s，部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波可能沿x轴负方向传播 B．该波的波速可能为10m/s C．0﹣0.6s质点M振动的路程一定为10cm D．若此波遇到宽度为10m的障碍物，不能发生衍射现象 【例9】（2025春•佛山期末）如图，机场地勤人员通过佩戴降噪耳机，能减少噪声对耳部的伤害，降噪耳机内设有麦克风，用来收集噪声信号，同时耳机的处理器会发出与噪声振幅、频率相同而相位相反的声波，从而达到消声的效果，降噪耳机消声的原理是利用（　　） A．声波的干涉 B．声波的衍射 C．声波的反射 D．声波的多普勒效应 【例10】（2025春•嘉兴期中）如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动，为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（　　） A．提高波源频率 B．增加水波波长 C．增加波源距桥墩的距离 D．减小波源距桥墩的距离 课后提优练习 一．选择题（共8小题） 1．（2025春•河西区期中）下列关于机械波的说法，正确的是（　　） A．在一个周期内，介质中质点所通过的路程一定等于波长 B．发生干涉现象时，介质中振动加强点，位移始终最大 C．某一频率的声波，从空气进入水中时，其波速和频率均增大 D．当障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小时，衍射现象比较明显 2．（2025春•中原区校级期中）图中S为在水面上振动的波源，M、N为在小面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，下列方法可行的是（　　） A．向上移动N使狭缝的距离减小 B．向下移动N使狭缝的距离增大 C．使波源的频率增大 D．增大波源S的振幅 3．（2025•广州一模）一只蜜蜂在平静湖面上双翅同时同向同频振动，在水面激起的波纹（部分）如图所示。蜜蜂翅膀与水面接触点为A、B，y轴与AB中垂线重合，与AB两点距离差为9mm的C点附近区域水面较为平静。已知蜜蜂每秒钟振动翅膀100次，水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传播速度。则（　　） A．y轴上某处飘着的一片树叶将随着水波传播到湖边 B．在蜜蜂附近水域，水波波长的最大值为18mm C．这些水波经过直径大于9mm的石头时不会发生衍射 D．在深水区传播时，这些水波的波长会变小 4．（2025•武清区校级一模）近年来，中科院研发的第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8340米深度的探测纪录，创下该类国产仪器深度探测纪录，对保障国家能源安全具有重要意义。若一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，图甲是t＝3s时的波形图像，P为波传播方向上的一个质点，此时yP＝5cm，图乙是x＝2m处质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波通过2m的障碍物时，不会发生明显的衍射现象 C．质点P再经过0.25s通过的路程为5cm D．t＝4s时，质点P的加速度方向沿y轴正方向，且加速度在增大 5．（2025•盐山县校级一模）如图所示，实线a是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线b是这列波在t＝0.7s时刻的波形图。已知该波的波速是v＝10m/s，根据图形，则下列说法正确的是（　　） A．t＝0时刻x＝﹣3m处的质点向上振动 B．该横波若遇到4m在障碍物不能发生明显衍射，但能发生明显反射 C．经过t＝1s，x＝1m处的质点速度最大，方向沿y轴正方向 D．t＝2.75s时刻x＝4m处的质点离开平衡位置位移为2cm 6．（2024秋•西安期末）如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.15s时的波形，P为平衡位置在x＝3m处的质点，Q为平衡位置在x＝9m处的质点。0.15s时间内，质点P运动的路程小于8CM，则下列判断不正确的是（　　） A．0.15s时间内，质点P的路程为cm B．质点Q振动的周期为0.4s C．若此波遇到宽度为7.8m的障碍物时能发生明显的衍射现象 D．质点Q的振动方程为y＝4sin5πt（cm） 7．（2024秋•苏州期末）一振动发生器S在水槽中产生水波，某时刻形成的波形如图所示。水波遇到水槽壁反射后（　　） A．波速变小 B．波长变小 C．频率变小 D．振幅变小 8．（2025•宁波校级模拟）一只蜜蜂在平静湖面边上的浅水中振翅，在水面激起的波纹（部分）如图所示。蜜蜂翅膀与水面接触点为A、B，y轴与AB中垂线重合，与AB两点距离差为9mm的C点附近区域水面较为平静。已知蜜蜂每秒钟振动翅膀200次，则该水波（　　） A．波速约为0.72m/s B．经过直径9cm的石头会发生明显衍射现象 C．中垂线上两波纹间的距离为0.36mm D．中垂线上两波纹间的中点较为平静 二．多选题（共2小题） （多选）9．（2025•山西开学）日晕是由于太阳光穿过云层中小冰晶时发生折射或反射形成的光学现象，如图所示为平面内一束太阳光射到正六边形冰晶截面的光路图，a、b为其中的两种不同单色光。不考虑多次反射和折射，则（　　） A．冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率 B．a光的波长小于b光的波长 C．射出冰晶时a光和b光都有可能发生全反射 D．射向同一单缝，b光比a光的衍射现象更明显 （多选）10．（2025•未央区校级模拟）以下四幅图中的物理现象说法正确的是（　　） A．图甲中A是浸润现象，B是不浸润现象 B．图乙水黾可以在水面自由活动，是由于表面张力，液体表面张力产生在液体的表面层，方向与液面垂直，使液面收缩 C．图丙中太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强 D．图丁中，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，中央衍射条纹越宽 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 波的反射、折射和衍射 重难分析 1. 波的反射折射（重点） 2. 波的衍射（难点） 知识点梳理 波的反射、折射和衍射 1. 反射：波在传播过程中遇到介质界面会返回来继续传播的现象叫作波的反射。 2. 折射：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， 3. 衍射：波在传播过程中可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 【注意】：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，或者小于波长时，才会发生明显的衍射现象。 一切波都能发生衍射现象，衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 波在反射、折射和衍射时的物理量变化关系： （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、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。 知识点梳理1：波的反射和折射 1．波的反射 (1)反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。 (2)反射规律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 2．波的折射 (1)波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射。 (2)水波的折射：一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射。 一些技巧 1．波的反射和折射中各物理量的变化 (1)波的频率是由振源决定的，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，波反射时是在同一均匀介质中传播，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)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝可知波长变长，反之变短。 例题精讲： 【例1】（2024秋•苏州期末）一振动发生器S在水槽中产生水波，某时刻形成的波形如图所示。水波遇到水槽壁反射后（　　） A．波速变小 B．波长变小 C．频率变小 D．振幅变小 【解答】解：A、波速是由介质的性质决定的，水波在水中的传播速度不会因为反射而改变，故A错误。 B、波长与波速和频率有关，由于波速和频率在反射过程中不变，波长也不会变小，故B错误。 C、频率是波源的固有属性，不会因为反射而改变，故C错误。D、在波的反射过程中，由于能量的损失，波的振幅可能会变小，故D正确。 故选：D。 【例2】（2025•河北开学）河北博物院馆藏有战国时期的编钟，该编钟为中山国的重要礼乐器。某编钟可发出“宫”音和“徵”音，经测定其频率分别为65.4Hz和130.8Hz。已知空气中声速为340m/s，水中声速为1500m/s，则下列说法正确的是（　　） A．在空气中传播时，“宫”音的波长大于“徵”音的波长 B．在水中传播时，“宫”音的波速远大于“徵”音的波速 C．由空气进入水中时，两音的频率均减小为原来的一半 D．由空气进入水中时，“宫”音的波长改变量小于“徵”音的波长改变量 【解答】解：A、根据公式，“宫”音的波长，“徵”音的波长，显然λ1＞λ2，即“宫”音的波长大于“徵”音的波长，故A正确 B、波速由介质决定，同一介质中不同频率的声波波速相同，水中两音的波速均为1500m/s，故B错误。 C、波的频率由振源（编钟振动）决定，与介质无关，所以由空气进入水中时，两音的频率保持不变，故C错误。 D、由空气进入水中时，“宫”音的波长改变量为，“徵”音的波长改变量为，可知“宫”音的波长改变量大于“徵”音的波长改变量，故D错误。 故选：A。 【例3】（2024春•浦东新区校级期中）在发波水槽的底部放置一块玻璃板，将水槽分为不同深浅的两个部分A、B。一列水波从深水区A入射到浅水区B时发生了折射的情况如图所示。图中实线表示A区域水波的波峰，波速为v1，频率为f1，与分界面的夹角为α。虚线表示B区域水波的波峰，波速为v2，频率为f2，与分界面的夹角为β。由图可推得（　　） A．f1＜f2 B．v1＝v2 C． D． 【解答】解：设AB界面处相邻两波峰之间的距离为L， 则λ1＝Lsinα，λ2＝Lsinβ， 因为折射不改变波的频率，即f1＝f2， 根据v＝λf，可得，故D正确，ABC错误。 故选：D。 【例4】（2023春•钟楼区校级期中）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 【解答】解：AB、波源不变，频率不变，因为是反射，介质相同，v相同。由：v＝λf可得：波长相同。故A正确，B错误。 CD、波源不变，频率不变，因为是折射，介质不相同，v不相同。根据：v＝λf，不知两种介质波速大小关系，故无法判断波长关系。故CD错误。 故选：A。 【例5】（2024春•香坊区校级期中）声波水波电磁波，波波有源：折射衍射全反射，射射无边。下列关于波的说法中正确的是（　　） A．机械振动在介质中传播形成机械波 B．任何波的传播都需要介质 C．光波从一种均匀介质进入另一种均匀介质时传播方向和波速都会改变 D．只要光从光密介质射入光疏介质就一定会发生全反射 【解答】解：A.机械振动在介质中传播形成机械波，故A正确； B.机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质，故B错误； C.光波如果从一种均匀介质垂直进入另一种均匀介质时，传播方向不会改变，故C错误； D.光从光密介质射入光疏介质，当入射角大于等于临界角时，才会发生全反射，故D错误。 故选：A。 知识点梳理2：波的衍射 1．波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象。 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。 说明：衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长相差不多，或比波长小，是产生明显衍射的条件。 3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 例题精讲： 【例6】（2025春•韩城市期末）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距60m，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，下列说法正确的是（　　） A．假设波浪的波长为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长为58m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C．假设波浪的波长为61m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D．假设波浪的波长为85m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 【解答】解：发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大。当波浪的波长为10m时，小于防波堤两端距离，不会有明显的衍射现象，受到影响较小；当波浪的波长为58m，或者 61m，或者85m时，接近防波堤两端距离，会有明显的衍射现象，故小船受到明显的波浪影响，故B正确，ACD错误； 故选：B。 【例7】（2025•河南模拟）如图甲所示为某简谐横波在t＝0时刻的波形图，Q是平衡位置在x1＝4m处的质点，M是平衡位置在x2＝8m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该简谐波沿x轴负方向传播 B．该波在传播过程中若遇到9m的障碍物，则发生明显的衍射现象 C．该简谐波的传播速度为400m/s D．质点M简谐运动表达式为y＝10sin（10πt）cm 【解答】解：A．根据振动图像可知t＝0时刻，质点Q向y轴正方向运动，可知该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．该波的波长为8m，该波在传播过程中若遇到9m的障碍物，虽然波长小于障碍物，但尺寸接近，可以发生明显的衍射现象，故B正确； C．图甲可读出该简谐波的波长λ＝8m，图乙可读出该简谐波的周期T＝0.2s 所以有 故C错误； D．在t＝0时刻，M由平衡位置向下振动，ω，T＝0.2s，解得ω＝10πrad/s，A＝10cm，则其简谐运动的表达式为y＝﹣10sin（10πt）cm 故D错误。 故选：B。 【例8】（2025春•安徽期末）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻部分波形图如图甲所示，此时质点M的振动方向沿y轴正方向。经过0.6s，部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波可能沿x轴负方向传播 B．该波的波速可能为10m/s C．0﹣0.6s质点M振动的路程一定为10cm D．若此波遇到宽度为10m的障碍物，不能发生衍射现象 【解答】解：A．t＝0时刻质点M沿y轴正方向振动，根据“同侧法”可知该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．根据“同侧法”可知在图乙中，即t＝0.6s时刻质点M沿y轴负方向振动 所以从t＝0s到t＝0.6s，质点M振动的时间与周期的关系为 解得 由波形图可知波长为λ＝4m，则波速度为 可知当n＝1时v＝10m/s，故B正确； C．由于周期存在多解，所以质点M振动的路程不确定，故C错误； D．一切波都可以发生衍射现象，故D错误。 故选：B。 【例9】（2025春•佛山期末）如图，机场地勤人员通过佩戴降噪耳机，能减少噪声对耳部的伤害，降噪耳机内设有麦克风，用来收集噪声信号，同时耳机的处理器会发出与噪声振幅、频率相同而相位相反的声波，从而达到消声的效果，降噪耳机消声的原理是利用（　　） A．声波的干涉 B．声波的衍射 C．声波的反射 D．声波的多普勒效应 【解答】解：耳机的处理器会发出与噪声振幅、频率相同而相位相反的声波，从而达到消声的效果，降噪耳机消声的原理是利用声波的干涉相消原理，故A正确，BCD错误。 故选：A。 【例10】（2025春•嘉兴期中）如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动，为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（　　） A．提高波源频率 B．增加水波波长 C．增加波源距桥墩的距离 D．减小波源距桥墩的距离 【解答】解：要使水波能带动叶片振动，需要水波能够通过桥墩时发生明显的衍射，根据发生明显衍射的条件可知，需要增加水波的波长，而提高波源的频率，根据v＝λf知水波的波长变短，发生明显衍射的条件与波源和桥墩之间的距离无关，故B正确，ACD错误。 故选：B。 课后提优练习 一．选择题（共8小题） 1．（2025春•河西区期中）下列关于机械波的说法，正确的是（　　） A．在一个周期内，介质中质点所通过的路程一定等于波长 B．发生干涉现象时，介质中振动加强点，位移始终最大 C．某一频率的声波，从空气进入水中时，其波速和频率均增大 D．当障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小时，衍射现象比较明显 【解答】解：A．在一个周期内介质的质点所通过的路程等于四个振幅，与波长无关，故A错误； B．发生干涉现象时，振动加强点指的是振幅增大的点，其位移在不断变化，并非总是最大，故B错误； C．某一频率的声波，从空气进入水中时，波速v增大，周期T与频率f不变，根据波速、波长与频率的关系v＝λf可知，波长增大，故C错误； D．根据发生明显衍射现象的条件可知，对同一列波，缝、孔或障碍物的尺寸比波长小时有明显的衍射现象，故D正确； 故选：D。 2．（2025春•中原区校级期中）图中S为在水面上振动的波源，M、N为在小面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。为使A处水也能发生振动，下列方法可行的是（　　） A．向上移动N使狭缝的距离减小 B．向下移动N使狭缝的距离增大 C．使波源的频率增大 D．增大波源S的振幅 【解答】解：根据波的明显衍射条件：阻碍的尺寸比波长小，或相差不大；开始时A处水没有振动，可知水波不能通过狭缝发生明显衍射，要使A处水也能发生振动，则需要水波通过狭缝时发生明显衍射，即使得水波波长比狭缝尺寸大或者差不多，其方法可以减小狭缝宽度，或者增加波的波长，减小波的频率，即若向上移动N使狭缝的距离减小，或者使波源的频率减小，而与波源振幅无关。故A正确，BCD错误； 故选：A。 3．（2025•广州一模）一只蜜蜂在平静湖面上双翅同时同向同频振动，在水面激起的波纹（部分）如图所示。蜜蜂翅膀与水面接触点为A、B，y轴与AB中垂线重合，与AB两点距离差为9mm的C点附近区域水面较为平静。已知蜜蜂每秒钟振动翅膀100次，水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传播速度。则（　　） A．y轴上某处飘着的一片树叶将随着水波传播到湖边 B．在蜜蜂附近水域，水波波长的最大值为18mm C．这些水波经过直径大于9mm的石头时不会发生衍射 D．在深水区传播时，这些水波的波长会变小 【解答】解：A、波面上的质点（如树叶）只在垂直于波传播方向上振动，不会随波移动，故A错误； B、根据题目描述，蜜蜂翅膀与水面接触点A、B之间的距离差为9mm，且C点附近水面较为平静，说明C点位于两波源的干涉区域，且为波峰与波谷相遇的点。根据波的干涉原理，当两波源的波程差为半波长的奇数倍时，会发生波峰与波谷的相遇，导致该点的振幅减小，水面较为平静。因此，波长λ应满足，解得λ＝18mm，故B正确。 C、衍射现象是指波在遇到障碍物时，波的传播方向发生改变，波绕过障碍物继续传播的现象。衍射的显著程度与波长和障碍物尺寸有关，当障碍物尺寸与波长接近或小于波长时，衍射现象明显。题目中波长为18mm，而石头直径大于9mm，小于波长，因此会发生明显衍射现象，故C错误。 D、题目中提到水波在深水区的传播速度大于在浅水区的传播速度。波速v、波长λ和频率f之间的关系为v ＝ λf。当波速增大时，若频率f不变，则波长λ会增大，故D错误。 故选：B。 4．（2025•武清区校级一模）近年来，中科院研发的第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像及8340米深度的探测纪录，创下该类国产仪器深度探测纪录，对保障国家能源安全具有重要意义。若一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，图甲是t＝3s时的波形图像，P为波传播方向上的一个质点，此时yP＝5cm，图乙是x＝2m处质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波通过2m的障碍物时，不会发生明显的衍射现象 C．质点P再经过0.25s通过的路程为5cm D．t＝4s时，质点P的加速度方向沿y轴正方向，且加速度在增大 【解答】解：A、由图乙可知，在t＝3s时，x＝2m处质点Q向下振动，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误； B、该波的波长为4m，当障碍物比波长小或与波长接近时，波会发生明显的衍射现象，则该波通过2m的障碍物时，会发生明显的衍射现象，故B错误； C、波的周期为2s，t＝3s时质点P向上振动，速度逐渐减小，经过0.25s即，质点P通过的路程小于，故C错误； D、从t＝3s到t＝4s时，质点P经历了半个周期，此时质点P在yP＝﹣5cm的位置，且质点P向下振动，则加速度方向沿y轴正方向，且加速度在增大，故D正确。 故选：D。 5．（2025•盐山县校级一模）如图所示，实线a是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线b是这列波在t＝0.7s时刻的波形图。已知该波的波速是v＝10m/s，根据图形，则下列说法正确的是（　　） A．t＝0时刻x＝﹣3m处的质点向上振动 B．该横波若遇到4m在障碍物不能发生明显衍射，但能发生明显反射 C．经过t＝1s，x＝1m处的质点速度最大，方向沿y轴正方向 D．t＝2.75s时刻x＝4m处的质点离开平衡位置位移为2cm 【解答】解：A、分析波形图可知，波长：λ＝4m，波速：v＝10m/s，则周期为：Ts＝0.4s，根据时间与周期的关系可知，t＝0.7sT，因每经过一个周期波动图象重复一次，所以只要看经过的振动情况即可，由波形平移法知，该波一定沿x轴负方向传播，根据波动规律可知，t＝0时刻x＝﹣3m处的质点向下振动，故A错误； B、波长λ＝4m，该横波若遇到4m的障碍物能发生明显衍射，故B错误； C、经过t＝1sT，x＝1m处的质点速度最大，方向沿y轴正方向，故C正确； D、圆频率：ωrad/s＝5πrad/s，x＝4m处的质点振动方程：y＝4cos5πtcm，当t＝2.75s时刻得：y2cm，故D错误。 故选：C。 6．（2024秋•西安期末）如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，实线为t＝0时刻的波形，虚线为t＝0.15s时的波形，P为平衡位置在x＝3m处的质点，Q为平衡位置在x＝9m处的质点。0.15s时间内，质点P运动的路程小于8CM，则下列判断不正确的是（　　） A．0.15s时间内，质点P的路程为cm B．质点Q振动的周期为0.4s C．若此波遇到宽度为7.8m的障碍物时能发生明显的衍射现象 D．质点Q的振动方程为y＝4sin5πt（cm） 【解答】解：AB、由于0.15s时间内，质点P运动的路程小于8cm，即t＝0.15s小于半个周期，波在t＝0.15s时间内向前传播了3m，则波速为vm/s＝20m/s， 根据公式v得周期为Ts＝0.4s，故P质点振动了T＝0.15s，其路程为（）cm，故AB正确； C、此波的波长为8m，遇到宽度为7.8m的障碍物时能发生明显的衍射现象，故C正确； D、质点Q在t＝0时刻处于平衡位置正在向下振动，初相位为π，则振动方程为 y ＝ Asin（ωt+φ）＝﹣4sint （cm）＝﹣4sin5πt（cm），故D错误。 本题选择错误的，故选：D。 7．（2024秋•苏州期末）一振动发生器S在水槽中产生水波，某时刻形成的波形如图所示。水波遇到水槽壁反射后（　　） A．波速变小 B．波长变小 C．频率变小 D．振幅变小 【解答】解：A、波速是由介质的性质决定的，水波在水中的传播速度不会因为反射而改变，故A错误。 B、波长与波速和频率有关，由于波速和频率在反射过程中不变，波长也不会变小，故B错误。 C、频率是波源的固有属性，不会因为反射而改变，故C错误。D、在波的反射过程中，由于能量的损失，波的振幅可能会变小，故D正确。 故选：D。 8．（2025•宁波校级模拟）一只蜜蜂在平静湖面边上的浅水中振翅，在水面激起的波纹（部分）如图所示。蜜蜂翅膀与水面接触点为A、B，y轴与AB中垂线重合，与AB两点距离差为9mm的C点附近区域水面较为平静。已知蜜蜂每秒钟振动翅膀200次，则该水波（　　） A．波速约为0.72m/s B．经过直径9cm的石头会发生明显衍射现象 C．中垂线上两波纹间的距离为0.36mm D．中垂线上两波纹间的中点较为平静 【解答】解：AC、与AB两点距离差为9mm的C点附近区域水面较为平静： rBC﹣rAC＝6.5λ﹣4λ＝2.5λ＝9mm＝0.009m， 已知波的频率f＝200Hz 波速：v＝λf 联立解得：v＝0.72m/s，λ＝3.6mm，故A正确，C错误； B、衍射现象是指波在遇到障碍物时，波的传播方向会发生改变，波会绕过障碍物继续传播，衍射是波特有的性质，经过直径9cm的石头时不会有明显的衍射现象，但有衍射现象，故B错误； D、中垂线上全是加强点，所以中垂线上两波纹间的中点不可能较为平静，故D错误。 故选：A。 二．多选题（共2小题） （多选）9．（2025•山西开学）日晕是由于太阳光穿过云层中小冰晶时发生折射或反射形成的光学现象，如图所示为平面内一束太阳光射到正六边形冰晶截面的光路图，a、b为其中的两种不同单色光。不考虑多次反射和折射，则（　　） A．冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率 B．a光的波长小于b光的波长 C．射出冰晶时a光和b光都有可能发生全反射 D．射向同一单缝，b光比a光的衍射现象更明显 【解答】解：A.由题图可知太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度较大，可知冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率，故A错误； B.由于冰晶对a光的折射率大于对b光的折射率，所以a光的频率较大，根据可知，a光的波长小于b光的波长，故B正确； C.由题图可知射出冰晶时a光的入射角等于射入时的折射角，可知a光射出冰晶时不可能发生全反射，故C错误； D.由于a光的波长小于b光的波长，所以射向同一单缝，b光比a光的衍射现象更明显，故D正确。 故选：BD。 （多选）10．（2025•未央区校级模拟）以下四幅图中的物理现象说法正确的是（　　） A．图甲中A是浸润现象，B是不浸润现象 B．图乙水黾可以在水面自由活动，是由于表面张力，液体表面张力产生在液体的表面层，方向与液面垂直，使液面收缩 C．图丙中太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强 D．图丁中，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，中央衍射条纹越宽 【解答】解：A.图甲中A是浸润现象，液面上升，B是不浸润现象，液面下降，故A正确； B.图乙水黾可以在水面自由活动，是由于表面张力，液体表面张力产生在液体的表面层，方向与液面平行，使液面收缩，故B错误； C、太阳的反射光中振动方向垂直纸面的光较强，故C正确。 D、根据单缝衍射原理可知，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越宽，故D正确。 故选：ACD。 2 学科网（北京）股份有限公司 $