3.3 波的反射、折射和衍射（Word学生用书）-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修一（人教版·江苏专版）

本高中物理讲义聚焦波的反射、折射和衍射核心知识点，前承波的传播特性，后续波的干涉等现象，通过情境导入、新知导读、易错辨析、深化理解及例题构建学习支架，系统梳理反射折射规律、衍射条件及相关物理量变化。 资料以“山谷回声”“隔墙有耳”等情境激发兴趣，通过探究衍射条件培养科学探究能力，对比反射折射物理量变化深化物理观念，结合回声测距、海底深度计算等实例提升科学思维。课中助力教师引导学生主动探究，课后随堂演练帮助学生查漏补缺，强化知识应用。

3.波的反射、折射和衍射 1.知道波的反射、折射和衍射现象，知道明显衍射的条件。 2.理解波的反射规律和折射规律，能进行有关简单计算。 3.经历探究波的明显衍射条件的过程。 知识点一　波的反射和折射 情境：如图甲所示，我们在山中对着山谷大声喊“你好……”时会听到“连绵不断”的“你好……”的回声；如图乙所示，在空旷的大房间里大声说话时，会听到“嗡嗡”的回声，导致不容易听清声音。 问题：这些属于波的什么现象？ 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　　　　　　内，反射线与入射线分居　　　　两侧，反射角　　　　入射角。 2.波的折射 （1）波的折射：光从一种介质　　　　　　　　　　　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　　　　。 （2）水波的折射：一列水波在　　　　不同的水域传播时，在交界面处将发生　　　　。 1.发生波的反射现象时，波又回到了同种介质。（　　） 2.发生波的折射现象时，波进入了另一种介质。（　　） 3.发生波的折射现象时，不会同时发生波的反射现象。（　　） 1.波在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象，一些相关物理量变化如表： 比较项目 波的反射 波的折射 传播方向 改变i=i′ 改变r≠i 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ 不变 改变 2.说明 （1）频率f由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率。 （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；折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化。 （3）根据v=λf，波长λ与波速v及频率f有关，即与介质和波源有关，反射波与入射波在同一介质中，波速相同、频率相同，故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播，波速不同，频率相同，故波长不同。 （2026•连云港一模）如图所示，一列水波沿箭头方向在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射，水域越深，波长越长。下列说法正确的是（　　） A．区域Ⅰ为深水区　 B．折射后波长变长 C．折射后频率变大　 D．折射后波速不变 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 知识点二　波的衍射 情境：如图所示，画的是“隔墙有耳”的寓言故事。 问题：隔墙能听到说话声，这属于什么现象？ 1.定义：波绕过　　　　　继续传播的现象。 2.发生明显衍射的条件：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟　　　　相差不多，或者比波长更小。 3.波的衍射的普遍性：一切波都能发生　　　　　　。衍射是波特有的现象。 1.“闻其声而不见其人”，是指声波的衍射现象。（　　） 2.缝或孔的宽度较大时，不能发生衍射现象。（　　） 3.一切波都能发生衍射现象。（　　） 1.关于明显衍射的条件 应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射。衍射只有“明显”与“不明显”之分，缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多，或比波长更小是产生明显衍射的条件。 2.波的衍射实质分析 波传到小孔（障碍物）时，小孔（障碍物）仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔（障碍物）后传播，就偏离了直线方向。波的直线传播只是衍射不明显时的近似情况。 （波的衍射条件）（2026•如皋市搬经中学调研）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．图中孔AB的尺寸太大，不能观察到水波的衍射现象 B．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 C．挡板前相邻两波纹间的距离小于挡板后相邻两波纹间的距离 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 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 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，设声源发出声波后经时间t听到回声，则声源到障碍物的距离x=v声•。 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，声源发出的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x=（v声＋v）•。 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x=（v声－v）•。 （2025•徐州期末）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0.3 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.6 s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．221 m　 B．442 m C．374 m　 D．646 m 尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 为了测出海底的深度，现用波长为3.4 cm的超声波向海底定向发射，经过0.8 s，探测仪器收到发射出去的超声波返回的信号，超声波在海水中的波长为15.3 cm，超声波在空气中的波速为340 m/s，则海底深度为多少？ 尝试解答 1.（波的反射和折射）以下关于波的认识，不正确的是（　　） 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的特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 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 2.（波的折射）（2025•苏州期末）对于波的折射现象，下列说法正确的是（　　） A．当入射速度小于折射速度时，折射后波长变小 B．当波垂直于界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变 C．在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变 D．波发生折射时一定不会发生反射现象 3.（波的反射）（2025•盐城期末）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 4.（波的衍射条件的理解）（2025•南京期中）如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的树叶，波源S连续振动形成水波，此时树叶几乎不动。为使水波能带动树叶明显振动，可采用的方法是（　　） A．减小波源的振幅 B．减小波源距桥墩的距离 C．增大波源的频率 D．减小波源的频率 完成课后作业　第三章　3. 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.波的反射、折射和衍射 知识点一　 情境导入 提示：都是声波的反射现象。 新知导读 1.（2）同一平面　法线　等于 2.（1）进入另一种介质　折射　（2）深度　折射 易错辨析 1.√　2.√　3.× 【例 1】　A　由图可知水波在区域Ⅰ传播时波长较长，折射后波长变短，则区域Ⅰ为深水区，故A项正确，B项错误；波的频率由波源决定，与介质无关，所以折射后频率不变，根据v=λf可知折射后波速变小，故C、D项错误。 知识点二　 情境导入 提示：声波的衍射现象。 新知导读 1.障碍物　2.波长　3.衍射 易错辨析 1.√　2.×　3.√ 【例 2】　B　图中孔的尺寸与波长差不多，能观察到波明显的衍射现象，故A错误；孔的尺寸比波长小或与波长差不多才能观察到明显的衍射现象，图中孔的尺寸与波长差不多，如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象，故B正确；因波的传播速度不变，频率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间距离应相等，故C错误；波速由介质决定，故波速不变，由v=λf可知，若使波源频率增大，则波长变小，如果孔的大小不变，则衍射现象变得更加不明显，故D错误。 【素养培优】 【典例 1】　C　向右传播的声波从发出到反射回来所用时间t1=0.3 s，向左传播的声波从发出到反射回来所用的时间t2=0.3 s＋1.6 s=1.9 s，山谷的宽度x=v（t1＋t2）=×340×2.2 m=374 m，故C正确。 【典例 2】　612 m 解析：由v=λf及超声波的频率不变可得=， 海底深度h=v2×=v1×=×340× m=612 m。 【随堂演练】 1.C　波发生折射时，介质改变，则波速改变，但频率由波源决定，则波的频率不变，由v=λf知，波长也发生变化，C错误。 2.C　波从一种介质进入另一种介质时周期、频率是不变的，则当入射速度小于折射速度时，根据λ=vT，折射后波长变大，即在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变，选项A错误，C正确；当波垂直于界面入射时，传播方向不改变，但波速和波长都要改变，选项B错误；波发生折射时也可以在两种介质界面上发生反射现象，选项D错误。 3.C　乙听到的第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳中，故v=， 甲、乙两人及墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB所示，由几何关系可得AC=CB=2a，故第二声枪响传到乙的耳中的时间t′==2t，故选C。 4.D　根据题意，为使水波能带动树叶明显振动，即发生明显衍射现象，应减小障碍物的尺寸或者增大波长，根据λ=可知，减小波源的频率，波长增大，故C错误，D正确；减小波源的振幅，减小波源距桥墩的距离对波长无影响，故A、B错误。 学科网（北京）股份有限公司 $