第3节 波的反射、折射和衍射（举一反三讲义）物理人教版2019选择性必修第一册

第3节 波的反射、折射和衍射 目 录 【学习目标】 1 【知识梳理】 2 知识点一、波的反射 2 知识点二、波的折射 3 知识点三、波的衍射 3 【巩固训练】 7 【学习目标】 1．知道什么是波的反射、折射和衍射现象； 2．知道发生明显衍射现象的条件，并能用该条件解释相关物理现象； 3．掌握反射定律和折射定律。 【知识梳理】 知识点一、波的反射 1．反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。 2．反射角与入射角 （1）入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α。 （2）反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β。 3．反射定律：反射波线、法线、入射波线在同一平面内，且反射角等于入射角。 如图所示。反射波与折射波在同一介质中传播，介质决定了波速，因此波速不变。波的频率是由波源决定的。因此波的频率也不改变，根据公式λ＝v/f，我们可知波长也不改变。 注意：反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少。 4. 波的反射现象的应用 （1）回声测距：①当声源不动时，声波遇到了障碍物会返回来继续传播，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，用的时间相等，设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为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远离声源时，声源发声时障碍物到声源的距离s＝（v声－v）。 （2）超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物位置，从而确定飞行或游动方向。 （3）波的反射应用技巧：利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播。 知识点二、波的折射 1．定义：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。 由概念可知，波在折射中传播方向发生变化。由于入射波与折射波在两种不同的介质中传播，因此波速会发生变化。波的频率由波源决定，即频率不变，由公式λ＝v/f，可知波长发生变化。如图。 2．说明 （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相等，即波源的振动频率相同。 （2）波速（v）由介质决定：故反射波与入射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化。 （3）据v＝λf知，波长λ与波速v及频率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、波速相同，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。 （1）波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同。 （2）对于入射角为零的特殊现象，折射角也为零，即沿原方向传播，但介质发生了变化，其波长和波速也相应发生变化。 （3）一切波都会发生折射现象。 知识点三、波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 2．两个实验 （1）实验一、水波的衍射现象及在波长一定的情况狭缝宽对衍射实验的影响。 实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝。 现象：水波绕过小孔或障碍物继续传播。 ①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿直线传播一样，挡板后面产生“阴影区”。 ②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波绕到挡板后面继续传播。 （2）实验二、在狭缝宽度一定的情况下，波长对衍射实验的影响。 结论：①障碍物较大时对波有影响，较小时对波没有影响，即障碍物比较小时能发生明显衍射。窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。 ②窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显。 ③窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象． 3．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。 （1）对条件的说明：①障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件。一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象。 ②当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。 ③如果障碍物或孔的尺寸比波长大得多，则衍射现象不明显，波近似直线传播。 （2）对明显衍射发生条件的理解 ①波的衍射是波在传播过程中所具有的特征之一，衍射是否明显，通常的衡量就是孔或缝的宽度d与波长λ的比值，比值越小，衍射现象相对越明显。 ②孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是衍射能否明显发生的条件，波的衍射没有条件。 ③明显衍射发生时，并不一定能清楚地感受到，如当孔远远小于水波波长时，衍射应当非常明显，但因孔很小，单位时间内通过的能量很小，又分布到很大的区域上，水波非常弱，将看不清楚。 【典例1】对于波长为的声波，下列说法正确的是 A. 在同一介质中，比波长为的声波传播快 B. 在空气中的频率比在水中大 C. 声波能发生折射，但折射后频率不改变 D. 声波能发生反射，但反射后波速改变 【答案】C 【解析】 声波在同一种介质中传播，波速相等，故AD错误； B.同一种声波的频率只跟波源有关，跟介质无关，所以在空气和水中的频率相同，故B错误； C.声波的频率由波源决定，跟折射和反射现象无关，故C正确； 故选：。 【典例2】如图所示，图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是（　　） A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小 C．使波源的周期减小 D．移动N使狭缝的间距增大 【答案】B 【解析】A．当波源频率增大时，波长减小，不易发生衍射，故A错误； B．当波源频率减小时，波长增大，可以使衍射现象更加明显，故B正确； C．当波源的周期减小时，波源频率增大，波长减小，不易发生衍射，故C错误； D．当移动N使狭缝的间距增大，孔的间距增大，衍射现象会变弱，振动减弱，故D错误； 故选B。 【变式1】下列说法中错误的是（ ） A．衍射是一切波特有的现象 B．障碍物或孔越小越易产生衍射 C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象 D．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象 【答案】C 【解析】A．衍射是一切波特有的现象，故A正确，不符合题意； B．障碍物或孔越小越易产生衍射，故B正确，不符合题意； CD．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的反射现象，C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 【变式2】一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则(　　) A．声波频率不变，波长变小 B．声波频率不变，波长变大 C．声波频率变小，波长变大 D．声波频率变大，波长不变 【解析】B　声波由空气传入水中，频率不变，波速变大，所以波长变大，选项B正确． 【变式3】甲、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面，二人相距，距墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为    A. 甲开枪后 B. 甲开枪后 C. 甲开枪后 D. 甲开枪后 【答案】B 【解析】分析声音的传输过程，根据最短距离求出波的传播速度，再分析第二次听到的声音传播距离，从而求出听到的时间。 设声速为 ，乙听到第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳朵中，故 甲、乙两人与墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由声波的反射定律和几何关系得：。 故乙听到第二声枪响的时间 ，由得：。 A. 甲开枪后，与结论不相符，选项A不符合题意； B. 甲开枪后，与结论相符，选项B符合题意； C. 甲开枪后，与结论不相符，选项C不符合题意； D. 甲开枪后，与结论不相符，选项D不符合题意； 【巩固训练】 1． 如图中、、分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则 A. 与的波长、频率相等，波速不等 B. 与的波速、频率相等，波长不等 C. 与的波速、频率、波长均相等 D. 与的频率相等，波速、波长均不等 【答案】D 【解析】波在不同介质中传播时，频率保持不变，波速发生变化，由 可知波长也发生变化。故选 D 。 2．一列水波穿过小孔发生了明显衍射现象，衍射后水波与衍射前水波相比（　　） A．波长变短 B．频率变高 C．波速不变 D．振幅不变 【答案】C 【解析】ABC．发生衍射现象时波的波长和频率都不变，都等于波源的波长和频率，由于波速是由介质的性质决定，所以波速不变，选项A、B错误，选项C正确； D．由于衍射使波的能量分布范围变大，从而导致单位面积上的能量变小，振幅变小，选项D错误。答案选C。 3．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 【解析】 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． 4．如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样，由图可知，两列波的波长和频率的大小关系是 A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】解：由图知图衍射现象较明显，图较不明显，所以中波长较大，中波长较短，而相同的介质中，水波的速度相同，根据，可知，波长越长，则频率越低，故C正确，ABD错误。 故选：。 5．一列水波穿过小孔产生衍射，衍射后的水波（ ）. A．波长增大 B．周期增大 C．频率减小 D．振幅减小 【答案】D 【解析】由题意可知，水波发生衍射现象，由于频率不变，则周期也不变，因绕过阻碍物继续向前传播的现象叫波的衍射，由于波速不变，则波长也不变，因振动能量的减弱，导致振幅减小。 A． 波长增大与分析不符，故A错误。 B． 周期增大与分析不符，故B错误。 C． 频率减小与分析不符，故C错误。 D． 振幅减小与分析相符，故D正确。 6．对于波长为的声波，下列说法正确的是 A. 在同一介质中，比波长为的声波传播快 B. 在空气中的频率比在水中大 C. 声波能发生折射，但折射后频率不改变 D. 声波能发生反射，但反射后波速改变 【答案】C 【解析】声波在同一种介质中传播，波速相等，故AD错误； B.同一种声波的频率只跟波源有关，跟介质无关，所以在空气和水中的频率相同，故B错误； C.声波的频率由波源决定，跟折射和反射现象无关，故C正确； 故选：。 7．(多选)关于波的衍射现象，下列说法正确的是(　　) A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象 B．只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象 C．只有波才有衍射现象 D．衍射是波特有的现象 【答案】BCD　 【解析】当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显．只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象． 8．如图所示，O是水面上一波源，实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔．若不考虑波的反射因素，则经过足够长的时间后，水面上的波将分布于(　　) A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域 C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅱ和Ⅲ以外的区域 【答案】B 【解析】一列水波在传播过程中遇到了小孔B，相比而言小孔B的尺寸比较小，所以能发生明显的衍射，但A挡板的尺寸较大，所以不能发生明显衍射现象，所以水面上的波分布于除阴影Ⅰ以外的区域，选项B正确． 9．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8 s，则(　　) A．海浪拍打海岸的周期大于8 s 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1 m的单摆的振动周期为8 s 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】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8 s，所以选项A错误；根据v＝得，海浪的波长λ＝vT，离海岸越近，波长越小，即相邻波峰之间的距离变小，所以选项B错误；悬挂在船上的单摆振动属于受迫振动，其振动频率取决于驱动力频率，与固有频率无关，所以选项C正确；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，所以选项D错误． 10．如图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔图、或障碍物图、，其中能发生明显衍射现象的有 A. 只有 B. 只有 C. 只有 D. 只有 【答案】B 【解析】一列水波在传播过程中遇到了小孔 图，都符合孔尺寸比水波的波长要小得多或相差不大，所以都能发生明显的衍射；故 正确；一列水波在传播过程中遇到了阻碍物 图 ，相比而言 图的阻碍物的尺寸比 图小，所以 图能发生明显的衍射。故 B 正确， ACD 错误。 故选 B 。    11．一列声波由空气传到水中（　　） A．频率不变，波长变小 B．频率不变，波长变大 C．频率变小，波长变长 D．频率变大，波长变大 【答案】B 【解析】声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式；知声波的波长变大，故B正。故选B。 12．一列水波由深水区进入浅水区，入射波与界面夹角为，折射波与界面夹角为，则下列说法正确的是 A. 波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同 B. 波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波长都相同 C. 深水区中的波速、波长比浅水区中小 D. 深水区中的波速、波长比浅水区中大 【答案】D 【解析】波由深水区进入浅水区，频率不变，画出示意图结合数学方法可比较速度，再由 可比较波长。 波由深水区进入浅水区，频率不变，而波与界面的夹角由 变为 ，如图所示。 当波线 到达界面 点，波线 设刚好到达 点，此时 与波线垂直，刚好在同一波面上，设经 ， 光线也刚到达界面上 点，此时 波已在浅水区传到 处， 刚好也是波面，且与波线垂直， 由波线与界面的夹角知 ，设该波在深水区的波速为 ，在浅水区波速为 ，则有： ， ， 所以有： 由 知： ，故 ABC 错误， D 正确。    13．如图是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹图中曲线之间的距离表示一个波长。则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中错误的是 A. 能明显观察到波的衍射现象 B. 挡板前后波纹间距离相等 C. 如果将孔扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 【答案】D 【解析】A. 因为波长与孔的尺寸差不多， 所以能够观察到明显的衍射现象。故 A 正确； B. 波通过孔后， 波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等。故 B 正确； C. 如果将孔 扩大，孔的尺寸大于波的波长， 可能观察不到明显的衍射现象。故 C 正确； D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据 知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象。故 D 错误。 下列描述中错误的，故选 D 。    14．如图所示，是水面上一波源，实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷，是挡板，是小孔．若不考虑波的反射因素，则经过足够长的时间后，水面上的波将分布于 A. 整个区域 B. 阴影Ⅰ以外区域 C. 阴影Ⅱ以外区域 D. 阴影Ⅱ和Ⅲ以外的区域 【答案】B 【解析】一列水波在传播过程中遇到了小孔 ，相比水波的波长而言 的孔洞的尺寸比较小，所以能发生明显的衍射，但 挡板的尺寸较大，所以不能发生衍射现象；所以水面上波分布于除阴影 Ⅰ 以外区域，故 B 正确， ACD 错误。 故选 B 。 15．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】汽车匀速行驶，速度为v车＝15 m/s，声音在空气中传播速度不变．汽车从发出笛声到接收到笛声，二者运动时间相同．如图所示． 设汽车在A点发出笛声，A点到山崖B的距离为x1，汽车运动到C点接收到笛声，设AC距离为x2，CB距离为x，因二者运动时间相同，则有x1＝x2＋x① x1＋x＝v声·t＝340 m/s·t② x2＝v车·t＝15 m/s·t③ 联立①②③得x＝325 m. 16．振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为时刻向右传播的简谐横波如图所示，则以下说法错误的是（　　） A．该横波的波速大小为 B．时，处的质点振动方向向下 C．时，处的质点处在平衡位置且振动方向向下 D．传播过程中该横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象 【答案】B 【解析】A．由图可知，该波的波长是λ=2m，则波速大小为v=λ•f=2×5=10m/s；故A正确； B．y轴右侧的波向右传播，根据波形的平移法得知，t=0时，x=1m处的质点振动方向向上。故B错误； C．该波的周期T==0.2s；所以t=0.5s=2T；x=3m处的介质点与t=0时，x=2m处的介质点振动方向相同，t=0时，x=2m处的质点振动方向向下，那么所以t=0.5s时，x=3m处的质点在平衡位置且振动方向向下。故C正确； D．根据衍射的条件可知，传播过程中波只有遇到小于2m或与2m差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象。故D正确。 故选B。 17．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处。在t=0.3s时，质点A恰第二次出现在正的最大位移处，则（　　） A．该波的周期为0.3s B．该波的波速等于10m/s C．t=0.6s时，质点B在平衡位置处且向下运动 D．该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，不能发生明显衍射现象 【答案】B 【解析】A．从t=0到t=0.3s质点A恰第二次出现在正的最大位移处 可得，故A错误。 B．由；故B正确。 C．t=0时刻质点B在平衡位置处且向上运动，则t=0.6s时，即3T后，质点B仍在平衡位置处且向上运动，故C错误。 D．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸跟波长差不多或者比波长更小，该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，能发生明显衍射现象。故D错误。 故选B。 18．如图，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是t2=（t1+1）s时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法不正确的是（　　） A．该波的周期可能为 B．该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生 C．质点M在t1时刻沿y轴负方向运动 D．若波的周期为s，质点M在t1到t2时间内运动的路程为3m 【答案】B 【解析】A．波沿x轴负方向传播，则（0、1、2、3……） 从而得到周期（0、1、2、3……） 周期可能为，A正确； B．因该波的波长为4m，则该波遇到尺度为10m的障碍物时无明显衍射现象，但衍射依然存在，B错误； C．波沿负方向传播，根据上下坡法可知质点M在时刻沿y轴负方向运动，C正确； D．若波的周期为，从到时间内，质点M运动的路程为，D正确；此题选择不正确的选项，故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 波的反射、折射和衍射 目 录 【学习目标】 1 【知识梳理】 2 知识点一、波的反射 2 知识点二、波的折射 3 知识点三、波的衍射 3 【巩固训练】 6 【学习目标】 1．知道什么是波的反射、折射和衍射现象； 2．知道发生明显衍射现象的条件，并能用该条件解释相关物理现象； 3．掌握反射定律和折射定律。 【知识梳理】 知识点一、波的反射 1．反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。 2．反射角与入射角 （1）入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α。 （2）反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β。 3．反射定律：反射波线、法线、入射波线在同一平面内，且反射角等于入射角。 如图所示。反射波与折射波在同一介质中传播，介质决定了波速，因此波速不变。波的频率是由波源决定的。因此波的频率也不改变，根据公式λ＝v/f，我们可知波长也不改变。 注意：反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少。 4. 波的反射现象的应用 （1）回声测距：①当声源不动时，声波遇到了障碍物会返回来继续传播，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，用的时间相等，设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为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远离声源时，声源发声时障碍物到声源的距离s＝（v声－v）。 （2）超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来。蝙蝠、海豚就是根据接收到反射回来的超声波来确定障碍物或食物位置，从而确定飞行或游动方向。 （3）波的反射应用技巧：利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播。 知识点二、波的折射 1．定义：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。 由概念可知，波在折射中传播方向发生变化。由于入射波与折射波在两种不同的介质中传播，因此波速会发生变化。波的频率由波源决定，即频率不变，由公式λ＝v/f，可知波长发生变化。如图。 2．说明 （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相等，即波源的振动频率相同。 （2）波速（v）由介质决定：故反射波与入射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化。 （3）据v＝λf知，波长λ与波速v及频率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、波速相同，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。 （1）波在两种介质的界面上发生折射的原因是波在不同介质中的传播速度不同。 （2）对于入射角为零的特殊现象，折射角也为零，即沿原方向传播，但介质发生了变化，其波长和波速也相应发生变化。 （3）一切波都会发生折射现象。 知识点三、波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。 2．两个实验 （1）实验一、水波的衍射现象及在波长一定的情况狭缝宽对衍射实验的影响。 实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝。 现象：水波绕过小孔或障碍物继续传播。 ①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿直线传播一样，挡板后面产生“阴影区”。 ②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波绕到挡板后面继续传播。 （2）实验二、在狭缝宽度一定的情况下，波长对衍射实验的影响。 结论：①障碍物较大时对波有影响，较小时对波没有影响，即障碍物比较小时能发生明显衍射。窄缝宽度跟波长相差不多时，有明显的衍射现象。 ②窄缝宽度比波长大得越多，衍射现象越不明显。 ③窄缝宽度跟波长相比非常大时，水波将直线传播，观察不到衍射现象． 3．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。 （1）对条件的说明：①障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件。一般情况下，波长较大的波容易产生显著的衍射现象。 ②当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。 ③如果障碍物或孔的尺寸比波长大得多，则衍射现象不明显，波近似直线传播。 （2）对明显衍射发生条件的理解 ①波的衍射是波在传播过程中所具有的特征之一，衍射是否明显，通常的衡量就是孔或缝的宽度d与波长λ的比值，比值越小，衍射现象相对越明显。 ②孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是衍射能否明显发生的条件，波的衍射没有条件。 ③明显衍射发生时，并不一定能清楚地感受到，如当孔远远小于水波波长时，衍射应当非常明显，但因孔很小，单位时间内通过的能量很小，又分布到很大的区域上，水波非常弱，将看不清楚。 【典例1】对于波长为的声波，下列说法正确的是 A. 在同一介质中，比波长为的声波传播快 B. 在空气中的频率比在水中大 C. 声波能发生折射，但折射后频率不改变 D. 声波能发生反射，但反射后波速改变 【典例2】如图所示，图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是（　　） A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小 C．使波源的周期减小 D．移动N使狭缝的间距增大 【变式1】下列说法中错误的是（ ） A．衍射是一切波特有的现象 B．障碍物或孔越小越易产生衍射 C．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声波的衍射现象 D．在空旷的山谷里叫喊，可以听到回音，这是声音的反射现象 【变式2】一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则(　　) A．声波频率不变，波长变小 B．声波频率不变，波长变大 C．声波频率变小，波长变大 D．声波频率变大，波长不变 【变式3】甲、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面，二人相距，距墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为    A. 甲开枪后 B. 甲开枪后 C. 甲开枪后 D. 甲开枪后 【巩固训练】 1． 如图中、、分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则 A. 与的波长、频率相等，波速不等 B. 与的波速、频率相等，波长不等 C. 与的波速、频率、波长均相等 D. 与的频率相等，波速、波长均不等 2．一列水波穿过小孔发生了明显衍射现象，衍射后水波与衍射前水波相比（　　） A．波长变短 B．频率变高 C．波速不变 D．振幅不变 3．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 4．如图所示为两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样，由图可知，两列波的波长和频率的大小关系是 A. ， B. ， C. ， D. ， 5．一列水波穿过小孔产生衍射，衍射后的水波（ ）. A．波长增大 B．周期增大 C．频率减小 D．振幅减小 6．对于波长为的声波，下列说法正确的是 A. 在同一介质中，比波长为的声波传播快 B. 在空气中的频率比在水中大 C. 声波能发生折射，但折射后频率不改变 D. 声波能发生反射，但反射后波速改变 7．(多选)关于波的衍射现象，下列说法正确的是(　　) A．当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象 B．只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象 C．只有波才有衍射现象 D．衍射是波特有的现象 8．如图所示，O是水面上一波源，实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔．若不考虑波的反射因素，则经过足够长的时间后，水面上的波将分布于(　　) A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域 C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅱ和Ⅲ以外的区域 9．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8 s，则(　　) A．海浪拍打海岸的周期大于8 s 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1 m的单摆的振动周期为8 s 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 10．如图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔图、或障碍物图、，其中能发生明显衍射现象的有 A. 只有 B. 只有 C. 只有 D. 只有 11．一列声波由空气传到水中（　　） A．频率不变，波长变小 B．频率不变，波长变大 C．频率变小，波长变长 D．频率变大，波长变大 12．一列水波由深水区进入浅水区，入射波与界面夹角为，折射波与界面夹角为，则下列说法正确的是 A. 波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同 B. 波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波长都相同 C. 深水区中的波速、波长比浅水区中小 D. 深水区中的波速、波长比浅水区中大 13．如图是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹图中曲线之间的距离表示一个波长。则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中错误的是 A. 能明显观察到波的衍射现象 B. 挡板前后波纹间距离相等 C. 如果将孔扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象 14．如图所示，是水面上一波源，实线和虚线分别表示某时刻的波峰和波谷，是挡板，是小孔．若不考虑波的反射因素，则经过足够长的时间后，水面上的波将分布于 A. 整个区域 B. 阴影Ⅰ以外区域 C. 阴影Ⅱ以外区域 D. 阴影Ⅱ和Ⅲ以外的区域 15．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) 16．振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动，频率为时刻向右传播的简谐横波如图所示，则以下说法错误的是（　　） A．该横波的波速大小为 B．时，处的质点振动方向向下 C．时，处的质点处在平衡位置且振动方向向下 D．传播过程中该横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象 17．如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻，该波传播到x轴上的质点B处，质点A在负的最大位移处。在t=0.3s时，质点A恰第二次出现在正的最大位移处，则（　　） A．该波的周期为0.3s B．该波的波速等于10m/s C．t=0.6s时，质点B在平衡位置处且向下运动 D．该简谐横波遇到宽为0.8m的障碍物时，不能发生明显衍射现象 18．如图，实线是一列简谐横波在t1时刻的波形图，虚线是t2=（t1+1）s时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法不正确的是（　　） A．该波的周期可能为 B．该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生 C．质点M在t1时刻沿y轴负方向运动 D．若波的周期为s，质点M在t1到t2时间内运动的路程为3m / 学科网（北京）股份有限公司 $