第3章 3 波的反射、折射和衍射（课件PPT）-【精讲精练】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（人教版）

该高中物理课件围绕机械波的反射、折射和衍射展开，通过预习案的问题导学（如水波遇障碍物现象）和实验观察引导，衔接波的传播基础，搭建“概念认知-规律探究-应用提升”的学习支架，帮助学生系统掌握核心知识。 其亮点在于以核心素养为导向，通过探究案中汽车鸣笛回声计算（科学推理）、衍射实验条件分析（物理观念），培养学生模型建构与实验观察能力。采用“问题链+例题解析+分层训练”模式，学生能深化理解，教师可高效实施教学，提升课堂效果。

第三章　机械波 3　波的反射、折射和衍射 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 预习案 必备知识·问题导学 01 探究案 关键能力·互动探究 02 知能达标训练 04 提升案 随堂演练·基础落实 03 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 预习案 必备知识·问题导学 栏目导航 栏目导航 第三章　机械波 1 返回来 同一平面内 法线两侧 等于 传播方向 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 继续 相差不多 比波长更小 一切波 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 探究案 关键能力·互动探究 栏目导航 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 提升案 随堂演练·基础落实 栏目导航 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 栏目导航 第三章　机械波 1 知 能 达 标 训 练 点击进入Word 栏目导航 栏目导航 第三章　机械波 1 谢谢观看 栏目导航 第三章　机械波 1 物理观念 科学思维 1．知道波传播到两种介质的交界面时会发生反射、折射现象。 2．通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征。 知道衍射现象是波特有的现象，知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。 一、波的反射 1．反射现象：波遇到障碍物会__________继续传播的现象。 2．反射规律：反射线、法线、入射线在______________，反射线、入射线分居____________，反射角________入射角。 二、波的折射 波从一种介质传播到另一种介质时，波的____________发生改变的现象叫波的折射。 三、波的衍射 阅读教材，并回答： 1．在水塘里微风激起的水波遇到突出水面的小石子、芦苇等会出现什么现象？ 答　水波绕过障碍物继续传播。 2．观察教材图3.3­3演示实验： (1)甲、乙两图中，哪个图的水波衍射更明显？ (2)当由宽缝逐渐减小狭缝宽度时，衍射现象是更明显、还是更不明显？ (3)发生更明显的衍射时，狭缝的宽度与波长大小上有怎样的关系？ 答　(1)乙　(2)更明显　 (3)缝的宽度跟波长相差不多，或者比波长更小。 3．观察教材图3.3­4“波长不同的水波通过宽度一定的狭缝”，说明：甲、乙、丙三图中，哪个图中反映出的衍射现象比较明显？此时波长和狭缝大小具有怎样的关系？ 答　甲　缝的宽度跟波长相差不多，或者比波长更小。 【概念·规律】 波的衍射 定义 波可以绕过障碍物________传播，这种现象叫作波的衍射 发生明显衍射的条件 缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长____________，或者______________ __________都能发生衍射，衍射是波特有的现象 (1)波发生反射和折射时波的频率都不变，但波长、波速均发生变化。(　　) (2)波的折射现象和反射现象都是波的特有现象。(　　) (3)一切波遇到障碍物都会发生衍射现象。(　　) (4)只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象。(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)× 探究点一　波的反射和折射 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，波速、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。 　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]　画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，设汽车由A到C位移为x1，C到山崖B距离为x2，设汽车鸣笛到司机听到回声时间为t，则 t＝2 s 则：eq \f(x1,v车)＝eq \f(x1＋2x2,v声)＝t 解得 x2＝eq \f(v声·t－x1,2)＝eq \f(v声·t－v车t,2)＝eq \f(340－15×2,2) m＝325 m。 [答案]　325 m 1．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为(　　) A．170 m　 B．340 m　　 C．425 m　 D．680 m 解析　右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.5 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝2 s，山谷的宽度425 m。 答案　C 2．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m。 (1)求该波的频率和在海水中的波速； (2)若物体在海面上向海水发出的声音经1.5 s后听到回声，则海水深为多少？ 解析　(1)由f＝eq \f(v,λ)得，该波的频率f＝eq \f(340,1)Hz＝340 Hz，因为波从空气进入海水，频率不变，则在海水中的波速 v海＝λ海·f＝4.5×340 m/s＝1530 m/s。 (2)入射波和反射波用时相同，则海水深为 h＝v海·eq \f(t,2)＝eq \f(1530×1.5,2) m＝1147.5 m。 答案　(1)340 Hz　1530 m/s　(2)1147.5 m 探究点二　波的衍射 1．衍射是波特有的现象 (1)一切波都能发生衍射现象，只是有的明显，有的不明显。 (2)波的直线传播只是在衍射不明显时的近似。 (3)波长较长的波容易产生明显的衍射现象。 2．衍射现象与观察的矛盾 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。 　(多选)观察水面波衍射的实验装置如图所示，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，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是(　　) A．此时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， 能更明显地观察到衍射现象 [解析]　从题图中可看出孔AB的尺寸小于一个波长，所以此时能明显地观察到波的衍射现象，选项A正确；因为穿过挡板小孔后的波速不变，频率相同，所以波长也相同，选项B正确；若将孔AB扩大，将可能不满足发生明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，选项C正确；若将波源频率增大，由于波速不变，所以波长变小，将可能不满足发生明显衍射现象的条件，就有可能观察不到明显的衍射现象，选项D错误。 [答案]　ABC ●核心素养·思维升华 对波的衍射条件的理解 障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象能否明显表现的条件。 3．(多选)水波通过小孔，发生了一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，下列做法可取的是(　　) A．增大小孔尺寸　　　　 B．减小小孔尺寸 C．增大水波频率 D．减小水波频率 解析　根据发生明显衍射的条件，可知本题中要使现象更明显，可采取：减小小孔尺寸或增大水波波长，或同时减小小孔尺寸、增大水波波长，所以选项A错误，B正确；改变频率对衍射现象好像没有影响，但题目的情景中是水波，介质已确定，由v＝λf知：若f改变了，λ也会改变，就会影响衍射发生的明显程度，因此欲增大波长，必须减小水波频率，故C错误，D正确。 答案　BD 4．如图所示，正中O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻相邻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于(　　) A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域 C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅲ以外区域 解析　由题图中可直观看出，半波长为实虚两圆半径之差，且可看出挡板A的尺寸比波长大得多，而小孔B与波长长度差不多。据波发生明显衍射的条件知，该波在挡板A处的衍射现象很不明显，即可认为波沿直线传播，故Ⅰ区内水面无波形，故选项A、C、D不正确；该波的波长与小孔B差不多，能够发生明显的衍射，故在阴影区Ⅱ、Ⅲ之内明显存在衍射波的波形，故选项B正确。 答案　B 1．对于波长为100 m的声波，下列说法正确的是(　　) A．在同一介质中，比波长为20 m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，但折射后频率发生变化 D．声波能发生反射，但反射后波速不变 答案　D 2．一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是(　　) A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率 B．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率 C．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率 D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率 答案　D 3．以下关于波的衍射的说法正确的是(　　) A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，衍射现象很明显 C．当孔的大小比波长小时，衍射现象很明显 D．只有当障碍物的尺寸与波长相差不多时，才会发生明显的衍射现象 答案　C 4．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340 m/s，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0.1 s) 解析　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0.1 s以上，才能辨别出回声。设障碍物至少和人相距为s，则应有2s＝vt，可得s＝eq \f(vt,2)＝eq \f(340×0.1,2) m＝17 m。 答案　17 m $