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

**基本信息** 该分层作业通过A、B、C三层梯度设计，从基础概念辨析到综合问题解决，系统巩固波的反射、折射和衍射知识，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|机械波传播特性、衍射条件判断、反射计算|基础选择+简单计算，聚焦物理观念建构| |B层|衍射条件应用、波形图分析、反射与运动学综合|中档选择+综合计算，强化科学思维训练| |C层|跨实验应用、复杂波形分析、电磁波反射计算|拓展选择+探究计算，发展科学探究能力|

3.3 波的反射、折射和衍射 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．一列绳波相邻两波峰距离为d，波速为v，下列说法正确的是（　　） A．绳波可以不用借助介质传播 B．绳波是机械波，不能传播能量 C．该绳波的频率为 D．绳波在任何情况下都不会发生衍射现象 2．操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。走到离操场不远的教学大楼后面，听到喇叭播放的音乐声有所减弱，则（　　） A．高音减弱的明显 B．低音减弱的明显 C．高音和低音减弱的一样明显 D．不能判断高音和低音减弱的区别 3．（多选）如图所示分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔(A、B、C图)或障碍物(D图)，其中能发生明显衍射现象的有（　　） A． B． C． D． 4．（多选）图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，质点P此时偏离平衡位置的位移大小为5cm，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图像，下列正确的是（   ） A．波沿x轴正方向传播 B．此时刻Q点机械能比P点大 C．P第一次回到平衡位置用时 D．此波遇到尺度为20m的障碍物能发生明显衍射 5．某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为，那么他至少要离障碍物多远？（能够区分原声与回声的最短时间为） 6． 将一只小瓶立于水波槽中，在槽中激起水波。若想在瓶子后面比较容易地观察到水波的衍射现象，激起水波的振子振动频率大一些好还是小一些好？为什么？ B层 7．如图所示，图中S为水面上振动的波源，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（　　） ①使波源的频率增大 ②使波源的频率减小 ③移动N使狭缝的间距增大 ④移动N使狭缝的间距减小 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 8．（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示。已知波速为10m/s，下列说法正确的是（　　） A．波的周期为0.8s B．时刻，处的质点速度方向沿y轴正方向 C．再经过0.2s，处的质点到达波峰位置 D．这列波遇到大小为4m的障碍物时能发生明显衍射现象 9．已知声波的速度为340m/s，有一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛时并同时以a=10m/s2的加速度加速，1s后司机听到回声，此时汽车到山崖的距离有多远？ C 层 10．交大附中的物理实验室有不少光电门。光电门配合挡光片可以用来测量瞬时速度。以下哪个实验中，用到光电门、测量了时间但没有计算瞬时速度（　　） A．用单摆测量重力加速度 B．探究向心力的影响因素 C．验证机械能守恒定律 D．验证动量守恒定律 E．探究平抛运动的特点 F．观察水波的衍射 11．（多选）如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标xp=1m。下列说法中正确的是（  ） A．这列波的传播速度大小一定为20m/s B．这列波一定沿x轴正向传播 C．可能有 D．可能有 E．若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发生明显的衍射现象 12．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来。某一时刻雷达发射出一个雷达脉冲波，经过后收到反射波；再隔0.8 s后再发出一个脉冲波，经过收到反射波，问：（已知光速c＝3.0×108 m/s，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s） (1)若雷达波的频率为1.5×1010 Hz，此波的波长为多少？这种频率的光子的能量为多少？ (2)飞机的飞行速度为多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《 3.3波的反射、折射和衍射 分层作业》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 C A BC C D CD D ACE 1．C 【详解】A．绳波是机械波，机械波的传播必须借助介质（如绳子），不能在真空中传播，故A错误； B．绳波是机械波，机械波传播振动形式的同时也传播能量，故B错误； C．相邻两波峰距离为波长，即 波速公式为 所以，故C正确； D．衍射是波的普遍特性，绳波在遇到障碍物或缝隙时也会发生衍射现象（如绕过固定点传播），并非“在任何情况下都不会”，故D错误。 故选C。 2．A 【详解】声波在遇到障碍物时会发生衍射，衍射程度取决于波长：波长越长，衍射越明显，声音越容易绕过障碍物传播；波长越短，衍射越弱，声音被阻挡更多。由可知，高音对应高频声波，波长短，低音对应低频声波，波长长。当走到教学大楼后面时，障碍物（大楼）阻挡了部分声音。低音波长长，衍射能力强，减弱较少；高音波长短，衍射能力弱，减弱更明显。 故选A。 3．BC 【详解】只有当障碍物或孔的尺寸与波长差不多或小于波长时才能发生明显衍射现象；则图B、C中小孔与波长相差不多，能发生明显衍射。 故选BC。 4．C 【详解】A．由图乙可知在时质点Q向y轴负方向振动，由图甲可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误； B．在简谐横波中，各质点做简谐运动，振动系统的机械能守恒且相等，则此时刻Q点机械能与P点机械能相等，故B错误； C．由图乙可知质点的振动周期为T=0.20s 令质点P的振动方程为 质点P由平衡位置振动到由图甲所示位置，有 解得 质点P第一次回到平衡位置用时，故C正确； D．由图甲可知波长为 因为波长小于障碍物的尺寸20m，所以此波遇到尺度为20m的障碍物不能发生明显衍射，故D错误。 故选C。 5． 【详解】在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。只有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在以上，才能辨别出回声。设障碍物至少和人相距为，则应有 解得 6．小一些好，见解析 【详解】发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，由可知，想在瓶子后面比较容易地观察到水波的衍射现象，即让衍射现象更明显，可增大波长，即减小频率，故激起水波的振子振动频率小一些好。 7．D 【详解】要发生明显的衍射现象，狭缝的宽度要比波长小或与波长相差不多，要使狭缝满足发生明显衍射现象的条件，可移动N使狭缝间距变小，或将波源的波长变长，即使波源的频率减小，②④正确，①③错误。 故选D。 8．CD 【详解】A．由图可得波的波长为4.0m，则周期为，故A错误； B．时刻，处的质点处于最大位移处，此时速度为0，故B错误； C．由题可得 波形向右移动2m，则6m处出现波峰，故C正确； D．当障碍物的尺寸跟波长差不多或者小于波长时，可以观察到明显的衍射现象，波的波长为4.0m，故这列波遇到大小为4m的障碍物时能发生明显衍射现象，故D正确。 故选CD。 9．162.5m 【详解】画出汽车与声音运动过程示意图如图所示 设汽车在A点鸣笛，在C点听到回声，汽车由A到C的位移为x1，C到山崖的距离为x2，汽车从鸣笛到司机听到回声的时间为t，则， 联立解得 10．D 【详解】A．用单摆测量重力加速度实验未用到光电门，故A错误； B．探究向心力的影响因素中，探究与线速度关系时，需要计算通过光电门的瞬时速度，故B错误； C．用光电门验证机械能守恒定律时，需要计算通过光电门的瞬时速度，故C错误； D．用光电门验证动量守恒定律时，由于挡光片宽度相同，可以直接通过光电门的时间比较动量关系，无需测量挡光片长度和瞬时速度，故D正确； E．探究平抛运动的特点实验中，需要通过光电门计算抛出时的瞬时速度，故E错误； F．观察水波的衍射实验未用到光电门，故F错误。 故选D。 11．ACE 【详解】A．简谐波的周期为 所以传播速度为 故A正确； B．质点的振动方向未知，前后时刻的位置也没有说明，所以传播方向无法确定，故B错误； C．从图可知，可能运动的时间为 或者 所以有可能是1.25s，故C正确； D．根据上面选项分析，1.45s不在可能运动时间内，故D错误； E．小孔或障碍物的尺寸比波的波长小，或者跟波长差不多时，波才能发生明显的衍射现象，此时障碍物的宽度小于波长，所以有明显的衍射现象，故E正确。 故选ACE。 12．(1)； (2) 【详解】（1）根据电磁波波长、频率和波速的关系 代入数据得 根据光子能量公式 代入数据得 （2）第一个脉冲波发出到收到反射波的时间 则此时飞机到雷达站的距离 代入数据得 第二个脉冲波发出到收到反射波的时间 则此时飞机到雷达站的距离 代入数据得 两次发射脉冲的时间间隔 在这段时间内飞机飞行的距离 则飞机的飞行速度 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $