3.3 波的反射、折射和衍射 课后练习-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 高中物理新授课同步练，以“必备知识基础-关键能力提升-核心素养拔高”分层，覆盖波的反射、折射和衍射，梯度从概念辨析到综合应用，适配课时教学目标，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |必备知识基础|单一概念（反射/折射/衍射现象判断、公式直接应用）|选择题为主，如第1-7题辨析声呐原理、水波衍射条件，巩固物理观念| |关键能力提升|综合应用（情境分析、多过程推理）|结合实际情境，如第8题防波堤衍射影响分析、第10题声波反射路径计算，培养科学推理| |核心素养拔高|复杂问题解决（多知识点综合、实际问题建模）|综合计算与衍射判断，如第12题波长波速计算及涵洞衍射分析，体现科学探究与责任|

3.3　波的反射、折射和衍射 一、必备知识基础 1.下列关于波的说法正确的是(　　) A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的折射原理 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.雷达的工作原理是波的反射 D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向,是波的折射现象 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 3.下列现象属于波的衍射的是(　　) A.敲响一个音叉,另一个完全相同的音叉也响了起来 B.挂在同一水平绳上的几个单摆,当一个振动后,另外几个也跟着一起振动起来 C.打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间 D.水波向前传播时,遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播 4.小河中有一个实心桥墩P,A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶,小河水面平静,俯视图如图。现在S处以某一频率拍打水面,要使形成的水波能带动树叶A振动起来,可以采用的方法是(　　) A.提高拍打水面的频率 B.降低拍打水面的频率 C.无论怎样拍打,A都不会振动起来 D.不用拍打,A也会振动起来 5.(2026辽宁葫芦岛高二期中)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10 cm,水波的波长为5 cm B.窄缝的宽度为8 cm,水波的波长为3 cm C.窄缝的宽度为10 cm,水波的波长为15 cm D.窄缝的宽度为6 cm,水波的波长为1 cm 6.在水波槽的衍射实验中,若击打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可以为(　　) A.10 cm B.5 cm C.3 cm D.1 cm 7.(2026甘肃白银检测)如图所示,一列水波通过狭缝后在水面上继续传播。若狭缝两侧的水质和水深完全一样,则下列说法正确的是(　　) A.通过狭缝前后,水波的传播速度大小发生了改变 B.水波能通过狭缝是由于波的折射 C.狭缝两侧水波的波速和频率是相同的 D.能观察到水波通过狭缝是因为水波的波长比狭缝宽度小很多 二、关键能力提升 8.(2026陕西渭南高二月考)如图所示,一小型渔港的防波堤两端MN相距60 m,在防波堤后A、B两处有两个小船进港躲避风浪。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,下列说法正确的是(　　) A.假设波浪的波长为10 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响 B.假设波浪的波长为58 m,则A、B两处小船明显受到波浪影响 C.假设波浪的波长为61 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D.假设波浪的波长为85 m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响 9.在一次课外活动中,某同学向平静水面上扔一块石头,形成如图的波形,已知相邻实线间的距离等于一个波长,不考虑水波的反射,水波向外传播遇到如图1、2、3、4四个障碍物,遇到障碍物后水波传播情况为a、b、c、d四种可能形态,其中正确的是(　　) A.a处 B.b处 C.c处 D.d处 10.甲、乙两人平行站在一堵墙前面,两人相距2a,距离墙均为a。当甲开了一枪后,乙在时间t后听到第一声枪响,则乙听到第二声枪响的时间为(　　) A.听不到 B.甲开枪3t后 C.甲开枪2t后 D.甲开枪t后 11.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)该波的频率为　　　　 Hz,在海水中的波速为　　　　 m/s。  (2)若物体在海面上发出的声音经过0.5 s听到回声,则海水深为多少? (3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动,则经过多长时间听到回声? 三、核心素养拔高 12.甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼,两船相距24 m。有一列水波在湖面上传播,使每只船每分钟上下浮动20次,当甲船位于波峰时,乙船位于波谷,这时两船之间还有5个波峰。 (1)此水波的波长为多少?波速为多少? (2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆,是否会发生明显的衍射现象? (3)若该桥为一3 m宽的涵洞,洞后能否发生明显衍射? 参考答案 1.BCD　解析 潜水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,利用的是超声波的方向性好,遇到障碍物容易反射,故A错误;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;雷达的工作原理是波的反射,故C正确;水波从深水区传到浅水区改变传播方向,是波的折射现象,故D正确。 2.B　解析 由于波的频率由波源决定,因此无论在空气中还是在水中,波的频率都不变,故C、D错误。又因波在水中速度较大,由公式v=λf可知,波在水中的波长变大,故A错误,B正确。 3.D　解析 敲响一个音叉,另一个完全相同的音叉也响起来,这种现象是共振现象,故A错误;挂在同一水平绳上的几个单摆,当一个振动后,另外几个也跟着一起振动,这种现象是受迫振动,故B错误;打雷时,经常听到雷声轰鸣不绝,这是雷声经过多次反射造成的,故C错误;水波向前传播时,遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播,属于波的衍射现象,故D正确。 4.B　解析 使形成的水波能带动树叶A振动起来,必须使水面形成的水波波长足够长,衍射现象明显,可以采用的方法是降低拍打水面的频率,选项B正确。 5.C　解析 产生明显衍射现象的条件是波长与缝的宽度相差不大,或者比缝的宽度更大,则衍射图样越明显。故选C。 6.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。 7.C　解析 水波能通过狭缝是由于波的衍射,故B错误;波的衍射不会改变波的频率,水波的传播速度大小只取决于介质,与频率无关,狭缝两侧的水质和水深完全一样,则水波的传播速度不变,故A错误,C正确;能明显观察到水波通过狭缝是因为水波的波长大于狭缝宽度或者相差不多,故D错误。 8.B　解析 发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度跟波长相差不多,或者比波长更小。当波浪的波长为10 m时,小于防波堤两端距离,不会有明显的衍射现象,小船受到影响较小,故A错误;当波浪的波长为58 m、61 m、85 m时,接近或者大于防波堤两端距离,会有明显的衍射现象,故小船明显受到波浪影响,故B正确,C、D错误。 9.C　解析 当缝、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,才可发生明显的衍射现象,由题图可知,障碍物1的孔的宽度和障碍物4的尺寸与水波的波长差不多,则水波通过障碍物1的孔或者障碍物4时能产生明显的衍射,图中a、d两处水波的形态错误;障碍物3的孔的宽度和障碍物2的尺寸比水波的波长更大,则水波通过障碍物3的孔或者障碍物2时不能产生明显的衍射,故b处水波形态错误,c处水波形态正确。故选C。 10. C　解析 乙听到第一声枪响是甲开枪的声音直接传到乙的耳中,故t=。甲、乙两人及墙的位置如图所示,乙听到第二声枪响是墙反射的枪声,由反射定律及几何关系得,AC=CB=2a,故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t'==2t。 11.解析 (1)由f=得,f= Hz=340 Hz 因波的频率不变,则在海水中的波速为v海=λ海f=4.5×340 m/s=1 530 m/s。 (2)入射声波和反射声波用时相同,则海水深为 h=v海=1 530× m=382.5 m。 (3)物体与声音运动的过程示意图如图所示 设听到回声的时间为t' 则v物t'+v海t'=2h 代入数据解得t'=0.498 s。 答案 (1)340　1 530 (2)382.5 m (3)0.498 s 12.解析 (1)由题意知该水波的周期T= s=3 s 设该水波波长为λ,则有5λ+=24 m,得λ= m 由v=得,v= m/s= m/s。 (2)由于λ= m,大于竖立电线杆的直径(一般为0.3~0.5 m),所以此水波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象。 (3)由于λ= m>3 m,所以此水波通过宽为3 m的涵洞时,能发生明显衍射现象。 答案 (1) m　 m/s　(2)会　(3)能 4 学科网（北京）股份有限公司 $