3. 波的反射、折射和衍射（同步讲义）物理人教版选择性必修第一册

本高中物理讲义聚焦波的反射、折射和衍射核心知识点，系统梳理三者的定义、规律及特点，通过知识梳理夯实基础概念，重难探究深化规律应用，构建从理论到实践的学习支架。 资料以湖边水波反射、池塘水波衍射等情境探究为切入点，结合问题链引导学生分析现象本质，培养科学探究与科学思维能力。典例赏析与分层练习设计，助力课中教学互动，课后学生可通过自测与提升练查漏补缺，强化物理观念。

3. 【知识梳理】 1 一、 波的反射 1 二、 波的折射 1 三、 波的衍射 2 【重难探究】 3 探究1 　探究波的反射 3 探究2 探究波的衍射 6 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点1 波的反射 1、波的反射的定义：当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回来继续传播的现象。 2、反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 （1）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。 （2）波遇到两种介质界面时，总存在反射。 3、对波的反射的特点 （1）入射角与反射角： 入射角：入射线与法线的夹角，如图中的α。 反射角：反射线与法线的夹角，如图中的β。 （2）反射规律： ①波又回到原介质中。 ②β=α。 ③反射线、法线与入射线，三线共面，且反射线与入射线分居法线两侧。 知识点2 波的折射 1、波的折射定义：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射。（同初中光的折射）。 2、波的折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在介质I中的波速与波在介质Ⅱ中的波速之比，即。 （1）当时，，折射波线偏向法线。 （2）当时，，折射波线偏离法线。 （3）当垂直界面入射（i=0）时，γ=0，波的传播方向不改变，是波的折射中的特殊情况。 3、折射角（γ）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫作折射角，如图。 知识点3 相位 1、波的衍射定义：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 2、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，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。 （1）衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。 （2）衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。 （3）障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件。 （4）一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。 【重难探究】 探究1 波的反射 【探究导入】 情境探究 当你在平静的湖边扔下一块小石子，水面会泛起一圈圈水波向四周扩散。如果水波遇到岸边的石头或木桩，你会发现水波并没有继续向前传播，而是改变了方向，仿佛被“弹”了回来。这种现象在生活中十分常见，比如山谷中的回声、镜子中的倒影等，都与波的某种行为有关。 问题 1. 水波在传播过程中遇到障碍物后发生了什么现象？ 提示：当水波传播到挡板等障碍物时，波不再继续向前，而是改变方向返回原介质中，这种现象称为波的反射。 2. 如何描述水波入射和反射的方向关系？ 提示：可以用一条射线表示水波的传播方向，即入射线表示波来的方向，反射线表示波返回的方向。同时，在入射点作垂直于反射面的直线，称为法线。 3.反射时水波的传播方向是否遵循某种规律？ 提示：观察发现，反射线、入射线和法线都位于同一平面内，且反射线与入射线分居法线两侧。 4.能否用几何方式表示水波的反射规律？弹簧振子在振动过程中，离开平衡位置的最远距离是否保持不变？ 提示：. 进一步测量角度可知，反射线与法线之间的夹角（反射角）等于入射线与法线之间的夹角（入射角），即，这与光的反射规律一致。 【探究归纳】波的反射是波遇到两种介质的分界面时，一部分波返回原介质继续传播的现象，反射时遵循反射定律（反射波与入射波在同一平面，反射角等于入射角），且反射波的频率、波速与入射波相同，仅传播方向改变。 【典例赏析】 [例1]　（多选）下列叙述中属于波的反射现象的是（　　） A．夏日的雷声有时会轰鸣不绝 B．隔墙有耳 C．在空房间里讲话，会感到声音更响 D．水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变 【针对训练】 1.关于波的反射与折射，下列说法正确的是（　　） A．波发生反射时，波的频率不变，波速大小变小，波长变短 B．波发生反射时，波的频率、波长、波速大小均不变 C．波发生折射时，波的频率、波长、波速大小均发生变化 D．波发生折射时，波的频率发生改变，但波长、波速大小不变 2 .（多选）以下关于波的认识，正确的是（　　） A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．超声波雷达的工作原理是利用波的折射 D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象 探究2 波的衍射 【探究导入】 情境探究 夏日的池塘边，微风吹过水面，形成一圈圈水波。当水波遇到水面上的小石子或芦苇杆时，波纹并没有被完全挡住，而是绕过这些障碍物继续向前传播。同样，当水波经过桥墩之间的缝隙时，波纹会从缝隙中扩散开来，向挡板后方的区域传播。这些现象在日常生活中随处可见，体现了波在传播过程中的一种特殊行为。 问题 1. 水波在遇到小石子或通过桥墩间缝隙时，为什么没有形成明显的“影子区”，而是继续传播到障碍物后方？ 提示：水波在传播过程中遇到障碍物或缝隙时，并未像光一样沿直线传播形成清晰的阴影，而是能够绕过障碍物边缘继续传播，说明波具有绕过障碍物的能力，这种现象正是波的衍射。 2.当水波通过狭窄的缝隙时，什么情况下波的弯曲传播更明显？ 提示： 实验表明，当缝隙的宽度与水波的波长相近或更小时，波能够明显地向挡板后方扩散，衍射现象显著。 3.如果缝隙变宽，而水波的波长不变，波的传播路径会发生怎样的变化？ 提示：当缝隙宽度远大于波长时，水波主要沿直线传播，在挡板后形成“阴影区”，衍射现象不明显，说明衍射的明显程度与缝隙宽度和波长的相对大小有关。 4.在缝隙宽度不变的情况下，使用波长更短的水波，衍射现象会如何变化？ 提示： 当波长减小而缝隙宽度不变时，衍射现象逐渐减弱；当波长远小于缝隙宽度时，波几乎沿直线传播，难以观察到衍射。 【探究归纳】 波的衍射是波绕过障碍物边缘或穿过小孔时，传播方向发生偏离并在障碍物后方形成明暗（或强弱）分布的现象，其明显程度与波长和障碍物（或孔）尺寸有关，波长越接近尺寸，衍射现象越显著。 【典例赏析】 【例2】（多选）如图所示，挡板N固定，挡板M可自由移动，将M、N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M板向上移动一些 【针对训练】 3.在水波槽里放两块挡板，中间留一窄缝，则衍射图样最明显的是（　　） A．窄缝的宽度为10cm，水波的波长为5cm B．窄缝的宽度为8cm，水波的波长为3cm C．窄缝的宽度为10cm，水波的波长为15cm D．窄缝的宽度为6cm，水波的波长为1cm 4．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 【课堂自测·基础练】 1．如图所示，小鸭A（视为质点）在平静的河内戏水，在水面上形成一列稳定的水波，B为岸边飘落的树叶，已知水波的传播速度与水的深度成正比，下列说法正确的是（　　） A．树叶B会被水波推向岸边 B．在深水区，水波的频率变大 C．在深水区，水波更容易发生衍射现象 D．在浅水区，水波更容易发生衍射现象 2．下列关于波的衍射的说法正确的是（　　） A．波要发生衍射现象必须满足一定的条件 B．机械波频率较大时，绕过障碍物时衍射不明显 C．对同一列波，缝、孔或障碍物的尺寸越大，衍射现象越明显 D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 3．如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，波源S连续振动，形成水波，此时树叶A静止不动。为使水波能带动树叶A振动，可采用的方法是（　　） A．提高波源的频率 B．降低波源的频率 C．增加波源与桥墩的距离 D．增大波源的振幅 4．鱼洗是一个由青铜铸造的具有一对提把的盆，如图甲所示。在盆内注半盆水，用双手轻搓两个提把，利用手与提把之间的摩擦使提把振动并发出嗡嗡的声音，提把的振动传给盆内的水，在水面上形成反复叠加的水波（又叫横驻波），则下列说法正确的是（　　） A．周围的人接收到的“嗡嗡”的声波是横波 B．提把的振动在水面上传播，并与盆壁反射回来的反射波叠加是波的衍射现象 C．鱼洗里面的水做受迫振动 D．手摩擦提把的过程中，出现了水花向外溅出，是因为手给水的能量过高 5．在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，水波通过狭缝的传播情况如图。若在挡板后M点放置一乒乓球，乒乓球没有振动起来，为使乒乓球振动起来，下列操作可行的是（　　） A．可适当增加波源的振动频率 B．可适当增加波源的振动振幅 C．可适当减小狭缝的宽度 D．可适当增加狭缝的宽度 6．某同学用水波槽做衍射实验，使用振子的振动频率是2Hz，水波的传播速度为0.4m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（　　） A．d=0.2m B．d=0.4m C．d=0.8m D．d=1.6m 7．露天音乐会现场，主音箱发出的声波遇到舞台前方的大型立柱发生明显衍射。下列关于衍射后声波变化的说法正确的是（　　） A．声波波长变短，导致高频声音更容易被观众区接收 B．声波频率升高，使后排听众感觉音调突然变化 C．声波在空气中的传播速度保持不变，仍约为 D．声波振幅显著增大，使得立柱后面各处观众感觉音量增强 8．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播。图甲是时的波形图像，P、Q为波传播方向上的两个质点，此时yP = 10cm；图乙是质点Q的振动图像，且xQ = 2m。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波通过3.5m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10cm D．时，质点P的加速度方向沿y轴正方向，且加速度正在增大 9．（多选）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪。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，下列说法中正确的有（　　） A．假设波浪的波长约为3m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长约为3m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 C．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 D．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 10．（多选）小明通过查阅资料了解了光盘存储的原理，了解到其原理是，如图所示，激光经过凸透镜会聚后，当经过光盘反射层凹痕的边缘时，两束反射回的激光会干涉减弱，光强变小，经过光电转换形成明显信号，那么光盘凹痕的深度应为激光波长的（    ） A．一倍 B．二分之一 C．四分之一 D．四分之三 11．（多选）蟾蜍在水塘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正相关，蟾蜍的鸣叫频率为1451Hz。下列说法正确的是（    ） A．水波从浅水区传入深水区，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．测得图中蟾蜍左上位置水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s 12．（多选）沿x轴正方向传播的一列横波时刻的波形如图所示，其波速为，下列说法正确的是（　　） A．从时刻开始，质点比质点a后到达平衡位置 B．从时刻开始，经质点a通过的路程为 C．从时刻开始，经质点a沿x轴正方向传播了 D．若该波传播过程中遇到宽约的障碍物，能发生明显的衍射现象 13．天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面与观测者距离为d=3.0km处进行一次爆炸实验，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0s，试估算云层下表面距水平地面的高度。（已知空气中的声速v＝km/s） 【素养进阶·提升练】 1．（2025·江苏苏州·模拟预测）向水面上扔一个石块，形成如图所示的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，可大致描述水波通过孔A和B后传播情况的是（　　）    A．   B．   C．   D．   2．（2025·河北·模拟预测）（多选）均匀介质中有一三维坐标系，x、y轴在水平面内，z轴垂直于xOy平面。波源O由平衡位置开始垂直xOy平面振动，产生的简谐横波在水平面内向四周传播，某时刻（设为时刻）出现如图甲所示的状态，实线圆、虚线圆分别表示波峰、波谷，且此时刻水平面内只有一圈波谷。图乙是水平面内某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波遇到10m大小的物体时不能发生衍射 B．时质点B正在平衡位置向下运动 C．图乙可能是距O点1.5m远的质点D的振动图像 D．在这段时间内，质点C运动的路程为40cm 3．（2025·陕西宝鸡·三模）（多选）某波形在t=0时刻如图所示，M、N是波上的两个质点，横坐标分别为x=2m和x=8m，质点M第一次回到平衡位置时t=1s，质点N在t=5s内运动的路程为10cm，则下列说法正确的是（　　） A．该列波的波速为2m/s B．该列波的振幅为1cm C．当质点M沿y轴负方向减速运动时，质点N一定沿y轴正方向加速运动 D．该波遇到1m的障碍物，能发生明显衍射现象 4．（2025·天津和平·模拟预测）（多选）图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，该时刻波恰好传播至点，质点、、、坐标如图所示。图乙为质点、、、中某一质点的振动图像，下列说法正确的是（    ） A．质点已经振动了 B．质点P的起振方向沿轴正方向 C．图乙是质点的振动图像 D．该波遇到的障碍物不能发生明显衍射 5．（2025·上海·一模）如图（a），青蛙在平静的水面上持续鸣叫引起水面持续振动，形成的水面波近似为简谐横波，如图（b）所示，O处为波源，实线圆、虚线圆表示相邻的波峰和波谷，波源垂直xOy平面振动。质点A的振动图像如图（c）所示。 (1)水面波的传播速度大小为 m/s； (2)如图（d），波遇到固定在水面的挡板后继续传播，但靠近挡板浮在水面的一片树叶没有明显振动，下列改变有可能使树叶振动起来的是（　　） A．增加板长 B．减小板长 C．当青蛙发出更低沉的鸣叫 D．当青蛙发出更尖锐的鸣叫 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3. 【知识梳理】 1 一、 波的反射 1 二、 波的折射 1 三、 波的衍射 2 【重难探究】 3 探究1 　探究波的反射 3 探究2 探究波的衍射 6 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点1 波的反射 1、波的反射的定义：当波传播到两种介质的分界面时，一部分返回来继续传播的现象。 2、反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 （1）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同。 （2）波遇到两种介质界面时，总存在反射。 3、对波的反射的特点 （1）入射角与反射角： 入射角：入射线与法线的夹角，如图中的α。 反射角：反射线与法线的夹角，如图中的β。 （2）反射规律： ①波又回到原介质中。 ②β=α。 ③反射线、法线与入射线，三线共面，且反射线与入射线分居法线两侧。 知识点2 波的折射 1、波的折射定义：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射。（同初中光的折射）。 2、波的折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧。入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在介质I中的波速与波在介质Ⅱ中的波速之比，即。 （1）当时，，折射波线偏向法线。 （2）当时，，折射波线偏离法线。 （3）当垂直界面入射（i=0）时，γ=0，波的传播方向不改变，是波的折射中的特殊情况。 3、折射角（γ）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角γ叫作折射角，如图。 知识点3 相位 1、波的衍射定义：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 2、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，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。 （1）衍射是波特有的现象，一切波都会产生衍射现象。 （2）衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异。 （3）障碍物或孔的尺寸大小，并不是决定衍射能否发生的条件，仅是发生明显衍射的条件。 （4）一般情况下，波长较大的波容易产生明显的衍射现象。 【重难探究】 探究1 波的反射 【探究导入】 情境探究 当你在平静的湖边扔下一块小石子，水面会泛起一圈圈水波向四周扩散。如果水波遇到岸边的石头或木桩，你会发现水波并没有继续向前传播，而是改变了方向，仿佛被“弹”了回来。这种现象在生活中十分常见，比如山谷中的回声、镜子中的倒影等，都与波的某种行为有关。 问题 1. 水波在传播过程中遇到障碍物后发生了什么现象？ 提示：当水波传播到挡板等障碍物时，波不再继续向前，而是改变方向返回原介质中，这种现象称为波的反射。 2. 如何描述水波入射和反射的方向关系？ 提示：可以用一条射线表示水波的传播方向，即入射线表示波来的方向，反射线表示波返回的方向。同时，在入射点作垂直于反射面的直线，称为法线。 3.反射时水波的传播方向是否遵循某种规律？ 提示：观察发现，反射线、入射线和法线都位于同一平面内，且反射线与入射线分居法线两侧。 4.能否用几何方式表示水波的反射规律？弹簧振子在振动过程中，离开平衡位置的最远距离是否保持不变？ 提示：. 进一步测量角度可知，反射线与法线之间的夹角（反射角）等于入射线与法线之间的夹角（入射角），即，这与光的反射规律一致。 【探究归纳】波的反射是波遇到两种介质的分界面时，一部分波返回原介质继续传播的现象，反射时遵循反射定律（反射波与入射波在同一平面，反射角等于入射角），且反射波的频率、波速与入射波相同，仅传播方向改变。 【典例赏析】 [例1]　（多选）下列叙述中属于波的反射现象的是（　　） A．夏日的雷声有时会轰鸣不绝 B．隔墙有耳 C．在空房间里讲话，会感到声音更响 D．水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变 【答案】AC 【详解】A．夏日的雷声有时会轰鸣不绝，这是波在传播过程中遇到障碍物会返回原介质继续传播的波的反射现象，故A正确； B．隔墙有耳，这是波可以绕过障碍物继续传播的衍射现象，故B错误； C．在空房间里讲话，会感到声音更响，这是波在传播过程中遇到障碍物会返回原介质继续传播的波的反射现象，故C正确； D．水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变，这是波的折射现象，故D错误。 故选AC。 【针对训练】 1.关于波的反射与折射，下列说法正确的是（　　） A．波发生反射时，波的频率不变，波速大小变小，波长变短 B．波发生反射时，波的频率、波长、波速大小均不变 C．波发生折射时，波的频率、波长、波速大小均发生变化 D．波发生折射时，波的频率发生改变，但波长、波速大小不变 【答案】B 【详解】AB．波发生反射时，波在同一种介质中传播，波的频率、波长、波速大小均不变，故A错误，B正确； CD．波发生折射时，波速发生变化，波的频率由波源决定，则波的频率不变，波长发生变化，故CD错误。 故选B。 2 .（多选）以下关于波的认识，正确的是（　　） A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．超声波雷达的工作原理是利用波的折射 D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象 【答案】ABD 【详解】A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射。故A正确； B．隐形飞机的原理是：通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法早期发现，所以隐形飞机可能在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现。故B正确； C．雷达的工作原理是利用波的反射。故C不正确； D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象。故D正确。 故选ABD。 探究2 波的衍射 【探究导入】 情境探究 夏日的池塘边，微风吹过水面，形成一圈圈水波。当水波遇到水面上的小石子或芦苇杆时，波纹并没有被完全挡住，而是绕过这些障碍物继续向前传播。同样，当水波经过桥墩之间的缝隙时，波纹会从缝隙中扩散开来，向挡板后方的区域传播。这些现象在日常生活中随处可见，体现了波在传播过程中的一种特殊行为。 问题 1. 水波在遇到小石子或通过桥墩间缝隙时，为什么没有形成明显的“影子区”，而是继续传播到障碍物后方？ 提示：水波在传播过程中遇到障碍物或缝隙时，并未像光一样沿直线传播形成清晰的阴影，而是能够绕过障碍物边缘继续传播，说明波具有绕过障碍物的能力，这种现象正是波的衍射。 2.当水波通过狭窄的缝隙时，什么情况下波的弯曲传播更明显？ 提示： 实验表明，当缝隙的宽度与水波的波长相近或更小时，波能够明显地向挡板后方扩散，衍射现象显著。 3.如果缝隙变宽，而水波的波长不变，波的传播路径会发生怎样的变化？ 提示：当缝隙宽度远大于波长时，水波主要沿直线传播，在挡板后形成“阴影区”，衍射现象不明显，说明衍射的明显程度与缝隙宽度和波长的相对大小有关。 4.在缝隙宽度不变的情况下，使用波长更短的水波，衍射现象会如何变化？ 提示： 当波长减小而缝隙宽度不变时，衍射现象逐渐减弱；当波长远小于缝隙宽度时，波几乎沿直线传播，难以观察到衍射。 【探究归纳】 波的衍射是波绕过障碍物边缘或穿过小孔时，传播方向发生偏离并在障碍物后方形成明暗（或强弱）分布的现象，其明显程度与波长和障碍物（或孔）尺寸有关，波长越接近尺寸，衍射现象越显著。 【典例赏析】 【例2】（多选）如图所示，挡板N固定，挡板M可自由移动，将M、N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M板向上移动一些 【答案】BC 【详解】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P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。 【针对训练】 3.在水波槽里放两块挡板，中间留一窄缝，则衍射图样最明显的是（　　） A．窄缝的宽度为10cm，水波的波长为5cm B．窄缝的宽度为8cm，水波的波长为3cm C．窄缝的宽度为10cm，水波的波长为15cm D．窄缝的宽度为6cm，水波的波长为1cm 【答案】C 【详解】产生明显衍射现象的条件是波长大于障碍物的尺寸，或与障碍物的尺寸接近，则水波的波长比窄缝的宽度大得越多，衍射图样越明显。 故选C。 4．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 【答案】B 【详解】为使水波能带动叶片振动，则必须要使得水波发生明显的衍射现象，即增大波长，减小水波频率，降低波源频率；而增加波源到桥墩的距离或减小波源距桥墩的距离，都不能使水波产生明显的衍射现象。 故选B。 【课堂自测·基础练】 1．如图所示，小鸭A（视为质点）在平静的河内戏水，在水面上形成一列稳定的水波，B为岸边飘落的树叶，已知水波的传播速度与水的深度成正比，下列说法正确的是（　　） A．树叶B会被水波推向岸边 B．在深水区，水波的频率变大 C．在深水区，水波更容易发生衍射现象 D．在浅水区，水波更容易发生衍射现象 【答案】C 【详解】A．树叶B在其平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，故A错误； B．波的频率由波源决定，所以在深水区水波的频率不变，故B错误； CD．在深水区，水波的传播速度变大，根据可知，水波的波长会变大，更容易发生衍射现象，故C正确，D错误。 故选C。 2．下列关于波的衍射的说法正确的是（　　） A．波要发生衍射现象必须满足一定的条件 B．机械波频率较大时，绕过障碍物时衍射不明显 C．对同一列波，缝、孔或障碍物的尺寸越大，衍射现象越明显 D．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 【答案】B 【详解】AD．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射现象，故AD错误； B．机械波在某种介质中传播时，速度不变，根据 频率越大，波长越短，绕过同一障碍物时衍射现象越不明显，故B正确； C．对同一列波，若波长与缝、孔或障碍物的尺寸越接近或越大，衍射现象越明显，故C错误。 故选B。 3．如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，波源S连续振动，形成水波，此时树叶A静止不动。为使水波能带动树叶A振动，可采用的方法是（　　） A．提高波源的频率 B．降低波源的频率 C．增加波源与桥墩的距离 D．增大波源的振幅 【答案】B 【详解】为使水波能带动树叶A振动，即使水波通过桥墩后发生衍射，则只需增大水波的波长，根据 可知，波速一定，可以减低波源的频率，而增加波源与桥墩的距离以及增大波源的振幅不能使水波发生明显衍射。 故选B。 4．鱼洗是一个由青铜铸造的具有一对提把的盆，如图甲所示。在盆内注半盆水，用双手轻搓两个提把，利用手与提把之间的摩擦使提把振动并发出嗡嗡的声音，提把的振动传给盆内的水，在水面上形成反复叠加的水波（又叫横驻波），则下列说法正确的是（　　） A．周围的人接收到的“嗡嗡”的声波是横波 B．提把的振动在水面上传播，并与盆壁反射回来的反射波叠加是波的衍射现象 C．鱼洗里面的水做受迫振动 D．手摩擦提把的过程中，出现了水花向外溅出，是因为手给水的能量过高 【答案】C 【详解】A．声波是纵波，可知周围的人接收到的“嗡嗡”的声波是纵波，故A项错误； B．提把的振动在水面上传播，并与盆壁反射回来的反射波叠加，不是波的衍射现象，故B项错误； C．水受到提把的振动而振动是做受迫振动，C项正确； D．鱼洗的水的振幅越来越大，最后溅出，是水和提把的振动形成了共振造成的，D项错误。 故选C。 5．在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，水波通过狭缝的传播情况如图。若在挡板后M点放置一乒乓球，乒乓球没有振动起来，为使乒乓球振动起来，下列操作可行的是（　　） A．可适当增加波源的振动频率 B．可适当增加波源的振动振幅 C．可适当减小狭缝的宽度 D．可适当增加狭缝的宽度 【答案】C 【详解】当孔或者障碍物比波长小或者相差不多是发生明显衍射的条件，所以要使乒乓球振动起来，需要增大波长或者减小狭缝的宽度； A．增大波源的振动频率，则波长会变小，衍射现象较之前比变得不明显，故A错误； B．适当增加波源的振动振幅，对衍射现象无影响，故B错误； CD．适当减小狭缝的宽度，衍射现象更加明显，乒乓球的振动会变得比原来更明显，故C正确，D错误。 故选C。 6．某同学用水波槽做衍射实验，使用振子的振动频率是2Hz，水波的传播速度为0.4m/s，为观察到明显的衍射现象，小孔的直径d应为（　　） A．d=0.2m B．d=0.4m C．d=0.8m D．d=1.6m 【答案】A 【详解】根据波长的计算公式可得 发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相仿或更小。 故选A。 7．露天音乐会现场，主音箱发出的声波遇到舞台前方的大型立柱发生明显衍射。下列关于衍射后声波变化的说法正确的是（　　） A．声波波长变短，导致高频声音更容易被观众区接收 B．声波频率升高，使后排听众感觉音调突然变化 C．声波在空气中的传播速度保持不变，仍约为 D．声波振幅显著增大，使得立柱后面各处观众感觉音量增强 【答案】C 【详解】A．波长由波速和频率决定，衍射不改变频率和波速，故波长不变，故A错误； B．频率由波源决定，衍射不改变频率，后排听众不会感觉音调突然变化，故B错误； C．声波在空气中的传播速度由介质决定，衍射不改变介质，故速度仍约为340m/s，故C正确； D．衍射后声波能量分散，振幅可能减弱而非显著增大，故D错误。 故选C。 8．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播。图甲是时的波形图像，P、Q为波传播方向上的两个质点，此时yP = 10cm；图乙是质点Q的振动图像，且xQ = 2m。下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波通过3.5m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10cm D．时，质点P的加速度方向沿y轴正方向，且加速度正在增大 【答案】D 【详解】A．由图乙可知质点Q向下振动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，A错误； B．该波的波长为 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，B错误； C．， 波的周期为 经过 波向轴负方向传播，可把波形整体向左平移 可知此时质点并未到达波峰位置，其通过的路程小于，C错误； D．从 质点经历了个周期，可把波形整体向左平移个波长，即，可知此时质点的位置在 且质点向下振动，故加速度方向沿轴正方向，且加速度在增大，D正确。 故选D。 9．（多选）如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪。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，下列说法中正确的有（　　） A．假设波浪的波长约为3m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长约为3m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 C．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 D．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 【答案】BC 【详解】波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象叫做波的衍射。衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象。若要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。 AB．当假设波浪的波长约为3m，而防波堤两端MN相距约60m，小于防波堤两端距离，不会有明显的衍射现象，所以A、B两处小船基本上不受波浪影响，故A错误，B正确； CD．当假设波浪的波长约为60 m，而防波堤两端MN相距约60m，接近防波堤两端距离，会有明显的衍射现象，所以A、B两处小船受到明显的波浪影响，故D错误，C正确。 故选BC。 10．（多选）小明通过查阅资料了解了光盘存储的原理，了解到其原理是，如图所示，激光经过凸透镜会聚后，当经过光盘反射层凹痕的边缘时，两束反射回的激光会干涉减弱，光强变小，经过光电转换形成明显信号，那么光盘凹痕的深度应为激光波长的（    ） A．一倍 B．二分之一 C．四分之一 D．四分之三 【答案】CD 【详解】由题意知，激光经过光盘反射层凹痕处时，两束反射激光干涉减弱，两束激光的波程差最小为 解得光盘凹痕的深度 故选CD。 11．（多选）蟾蜍在水塘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正相关，蟾蜍的鸣叫频率为1451Hz。下列说法正确的是（    ） A．水波从浅水区传入深水区，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．测得图中蟾蜍左上位置水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s 【答案】BD 【详解】A．蟾蜍声带的振动产生了在空气中传播的声波和池塘中传播的水波，无论是声波还是水波，它们都是由声带振动产生，所以其频率都应该等于声带的振动频率，故A错误； B．由已知水波的传播速度与水的深度正相关，可知水波的波长与水深有关，深水区的波长大，所以更容易发生衍射现象，故B正确； C．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．蟾蜍的鸣叫频率f=1451Hz，且水波波长λ=0.5cm=0.005m，则波速 v=λf=0.005×1451m/s=7.3m/s 故D正确。 故选BD。 12．（多选）沿x轴正方向传播的一列横波时刻的波形如图所示，其波速为，下列说法正确的是（　　） A．从时刻开始，质点比质点a后到达平衡位置 B．从时刻开始，经质点a通过的路程为 C．从时刻开始，经质点a沿x轴正方向传播了 D．若该波传播过程中遇到宽约的障碍物，能发生明显的衍射现象 【答案】AD 【详解】A．波沿x轴正方向传播，可知质点比质点a后到达平衡位置，故A正确； BC．由图可知波长为4m，根据周期的计算公式可知 经即T，质点a通过的路程为=2A=0.4m，机械波传播的过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，故BC错误； D．该波的波长为4m，传播过程中遇到宽约的障碍物，能发生明显的衍射现象，故D正确； 故选AD。 13．天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面与观测者距离为d=3.0km处进行一次爆炸实验，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt=6.0s，试估算云层下表面距水平地面的高度。（已知空气中的声速v＝km/s） 【答案】2.0×103m 【详解】如图所示 A表示爆炸处，O表示观测者所在处，h表示云层下表面距水平地面的高度，用t1表示爆炸声直接传到O处所经时间，则有 用t2表示爆炸声经云层反射到O处所经时间，因为入射角等于反射角，则有， 代入数值得 【素养进阶·提升练】 1．（2025·江苏苏州·模拟预测）向水面上扔一个石块，形成如图所示的波形，已知相邻实线间的距离等于一个波长，不考虑水波的反射，可大致描述水波通过孔A和B后传播情况的是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】由题图可知，孔A跟波长相比相差不多，因此，从孔A传出的波有明显的衍射现象；孔B跟波长相比相差较大，因此，从孔B传出的波无明显的衍射现象。在画通过孔A的衍射波时要强调画出的同心半圆都是以孔A为圆心的；而从孔B传出的波只沿直线传播。 故选A。 2．（2025·河北·模拟预测）（多选）均匀介质中有一三维坐标系，x、y轴在水平面内，z轴垂直于xOy平面。波源O由平衡位置开始垂直xOy平面振动，产生的简谐横波在水平面内向四周传播，某时刻（设为时刻）出现如图甲所示的状态，实线圆、虚线圆分别表示波峰、波谷，且此时刻水平面内只有一圈波谷。图乙是水平面内某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波遇到10m大小的物体时不能发生衍射 B．时质点B正在平衡位置向下运动 C．图乙可能是距O点1.5m远的质点D的振动图像 D．在这段时间内，质点C运动的路程为40cm 【答案】BD 【详解】A．任何波遇到障碍物都能发生衍射，只有明显与不明显之分，故A错误； B．由甲图可知波长为2m，由乙图可知周期为0.2s，则波速为 当时刻第一个波峰在处，设经波峰传到B处，则有 则有 即再经过个周期质点B处于平衡位置，振动方向向下，故B正确； C．时刻图甲中质点D距O点1.5m远，此时质点D平衡位置，则其向z轴负方向振动，与图乙不符，故C错误； D．分析可知时刻波已传到处，波传到质点C需要的时间为 在这段时间内质点C运动1s（即5个周期），所以运动的路程为，故D正确。 故选BD。 3．（2025·陕西宝鸡·三模）（多选）某波形在t=0时刻如图所示，M、N是波上的两个质点，横坐标分别为x=2m和x=8m，质点M第一次回到平衡位置时t=1s，质点N在t=5s内运动的路程为10cm，则下列说法正确的是（　　） A．该列波的波速为2m/s B．该列波的振幅为1cm C．当质点M沿y轴负方向减速运动时，质点N一定沿y轴正方向加速运动 D．该波遇到1m的障碍物，能发生明显衍射现象 【答案】AD 【详解】A．由波的图像可知，这列波的波长 质点M第一次回到平衡位置所用时间为，即 故该波的波速，A正确； B．内路程 质点N走过的路程为5A，解得A=2cm，B错误； C．当波向轴正方向传播时，质点向下振动，当质点沿轴负方向减速运动，时间在与之间，此时质点沿轴正方向加速运动，当波向轴负方向传播时，向上振动，当质点沿轴负方向减速运动，时间在与之间，此时质点沿轴负方向加速运动，由于题中传播方向不确定，质点N的运动情况无法确定，故C错误。 D．因波长大于障碍物，故能发生明显衍射现象，D正确； 故选AD。 4．（2025·天津和平·模拟预测）（多选）图甲为一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，该时刻波恰好传播至点，质点、、、坐标如图所示。图乙为质点、、、中某一质点的振动图像，下列说法正确的是（    ） A．质点已经振动了 B．质点P的起振方向沿轴正方向 C．图乙是质点的振动图像 D．该波遇到的障碍物不能发生明显衍射 【答案】AC 【详解】A．由图乙可知，波的周期为，由甲图可知质点M与质点Q的平衡位置间的距离为，当波恰好传播至点时，质点已经振动了一个周期，即，故A正确； B．由题知，波沿轴正方向传播，当波恰好传播至点时，根据上下坡法可知，点起振方向沿轴负方向，在同一列波中，所有质点的起振方向相同，故质点P的起振方向沿轴负方向，故B错误； C．由图乙可知时质点在正向最大位移处，即为质点，故图乙是质点的振动图像，故C正确； D．由甲图可知，波长，故该波遇到的障碍物可以发生明显衍射，故D错误。 故选AC。 5．（2025·上海·一模）如图（a），青蛙在平静的水面上持续鸣叫引起水面持续振动，形成的水面波近似为简谐横波，如图（b）所示，O处为波源，实线圆、虚线圆表示相邻的波峰和波谷，波源垂直xOy平面振动。质点A的振动图像如图（c）所示。 (1)水面波的传播速度大小为 m/s； (2)如图（d），波遇到固定在水面的挡板后继续传播，但靠近挡板浮在水面的一片树叶没有明显振动，下列改变有可能使树叶振动起来的是（　　） A．增加板长 B．减小板长 C．当青蛙发出更低沉的鸣叫 D．当青蛙发出更尖锐的鸣叫 【答案】(1)0.25 (2)BC 【详解】（1）由图可知波长为，周期为，则波速为 （2）根据波发生明显衍射的条件为波长大于等于障碍物尺寸可知，能使树叶振动起来的是减小板长或增大波长，即减小频率。 故选BC。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $