3.3 波的反射、折射和衍射 学习任务单 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理学习任务单围绕波的反射、折射和衍射展开，课前铺垫现象与规律，课中深化频率、波速、波长关系，课后拓展应用，构建从基础认知到综合运用的学习支架。 特色在于聚焦物理观念与科学思维培养，通过分层任务引导学生从现象到规律再到应用，习题结合回声测距等实际问题，强化科学推理与解决问题能力，有效提升学习效果。

高中物理人教版选择性必修第一册 第三章《机械波》 3.3 波的反射、折射和衍射 学习任务单 课题 3.3 波的反射、折射和衍射 学习目标 1.了解波的反射和折射现象，掌握波的反射和折射规律(重点)。 2.知道波的衍射现象和波发生明显衍射现象的条件(重难点)。 课前学习任务 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，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。 3.波的衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象。 发生明显衍射现象的条件 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。 课中学习任务 一、知识总结 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．波长是由频率和波速共同决定的，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。 二、练习巩固 1.．(多选)下列说法正确的是(　　) A．波发生反射时，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 2.　如图所示为波源O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A，不发生明显的衍射现象 B．波通过孔B，不发生衍射现象 C．波遇到障碍物C，发生明显的衍射现象 D．波遇到障碍物D，发生明显的衍射现象 3.在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动的频率是5 Hz，水波在水波槽中的传播速度是0.05 m/s，为观察到显著的衍射现象，狭缝宽度d应为(　　) A.10 cm B.5 m C.d>1 cm D.d≤1 cm 4.如图所示，有一人在河边钓鱼，浮标位于A点，S为在水面上沿竖直方向振动的波源，M、N是水面上的两块固定挡板，两板中间有一狭缝。波源S的振动引起浮标上下振动，下列说法正确的是(　　) A.减小波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响 B.增大波源的振幅，可以减小波源S的振动对浮标的影响 C.减小波源的振动频率，衍射现象更明显 D.增大波源的振动频率，衍射现象更明显 课中学习任务答案 1.答案　 BC 解析　波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率都不发生变化；波发生折射时，频率不变，波速和波长均发生变化，故B、C正确，A、D错误。 2.答案　D 解析　孔B和障碍物C尺寸大于波长，不会发生明显衍射现象，但仍会发生衍射现象，B、C错误；孔A和障碍物D尺寸分别小于和接近波长，会发生明显衍射现象，A错误，D正确。 3.答案　D 解析　设水波波长为λ，当d≤λ时会发生明显的衍射现象，由题意知λ＝＝ m＝0.01 m＝1 cm，即狭缝宽度d≤1 cm，故D正确。 4.答案　AC 解析　减小波源的振幅，位于A点的浮标做受迫振动的振幅相应减小，故可以减小波源S的振动对浮标的影响，A正确，B错误；减小波源的振动频率，由λ＝可知，波长变大，衍射现象更明显，C正确，D错误。 课后学习任务 1.图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则(　　) A．2与1的波长、频率相等，波速不等 B．2与1的波速、频率相等，波长不等 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、波长均不等 2．(多选)列关于波的衍射的说法正确的是(　　) A．衍射是一切波特有的现象 B．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较短 C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D．对同一列波，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显 3. (多选)如图所示是观察水波衍射的实验装置。AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O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，下列描述正确的是(　　) A.此时能观察到波明显的衍射现象 B.挡板前后波纹间距离相等 C.如果将孔AB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，能观察到更明显的衍射现象 4.回声测距的三种情况 （1）.当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于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，设经时间t听到回声，则声源到障碍物的距离？ （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，声波遇到障碍物经时间t返回，声源发声时障碍物到声源的距离？ （3）.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声波遇到障碍物经时间t返回，声源发声时障碍物到声源的距离？ 课后学习任务答案 1.答案　D 解析　波发生反射时，在同一种介质中传播，因此波长、波速和频率不变，A、B错误；波发生折射时，频率不变，波速改变，波长改变，故C错误，D正确。 2.答案　AD 解析　衍射是一切波特有的现象，选项A正确；声波容易发生明显衍射现象是由于声波波长较长，选项B错误；横波和纵波都能发生衍射现象，选项C错误；对同一列波，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显，选项D正确。 3.答案　ABC 解析　观察题图可知孔的尺寸与波长差不多，能观察到波明显的衍射现象，故A正确；因波的传播速度不变，频率不变，则波长不变，即挡板前后波纹间距离应相等，故B正确；若将孔AB扩大，且孔的尺寸远大于波长，则可能观察不到明显的衍射现象，故C正确；若频率增大，由λ＝，知波长变小，衍射现象变得不明显了，故D错误。 4.（1）s＝v声· （2）s＝(v声＋v)· （3）s＝(v声－v)· 学科网（北京）股份有限公司 $