3.4 波的反射与折射（重难点专练）物理教科版选择性必修第一册

**基本信息** 以波的反射与折射现象为核心，通过定义-定律-应用的逻辑链条构建知识体系，精选现象辨析、规律应用及实际问题题型，强化运动和相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |波的反射|1例+3变式|现象辨析、波特性比较、实际应用计算|定义→反射定律（三线共面、β=α、特性不变）→应用| |波的折射|1例+3变式|现象判断、规律应用计算、概念辨析|定义→折射定律（sin i/sin γ=v1/v2、方向改变）→应用|

3.4 波的反射与折射（题型突破） 题型01 波的反射 题型02 波的折射 ▌题型01 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 【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 【变式训练1】图中1、2、3分别代表入射线、反射线、折射线，则(　　) A．2与1的波长、频率相等，波速不等 B．2与1的波速、频率相等，波长不等 C．3与1的波速、频率、波长均相等 D．3与1的频率相等，波速、波长均不等 【变式训练2】波是传递能量的一种方式。某一简谐波的振幅为A、圆频率为（在波传播过程中保持不变），用表示波在传播过程中的平均能量密度，即单位体积内具有的能量，则有，（为介质的密度）；用I表示波在传播过程中的能流密度，即单位时间内流过垂直传播方向的单位面积上的平均能量。若不计传播过程中的能量损耗，该简谐波沿直线传播的速度为v，则有（　　） A． B． C． D． 【变式训练3】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） ▌题型02 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。 【例2】在海边游玩时我们会发现一个有趣的现象，平直的海浪从深水区传向海岸时，不管海岸线怎样的蜿蜒曲折，最终波速总是趋向于与海岸线垂直，海浪垂直拍打在沙滩上。这是因为水波速度在浅水区变小从而导致水波的传播方向发生改变，这种现象为波的（　　） A．折射 B．反射 C．干涉 D．衍射 【变式训练1】一列波以60°的入射角入射到两种介质的界面，反射波线刚好与折射波线垂直，若入射波的波长为0.6m，=1.732，则反射波和折射波的波长分别为（　　） A．0.6m，0.35m B．0.6m，0.6m C．0.35m，0.6m D．0.35m，0.35m 【变式训练2】以下关于波的认识，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．雷达的工作原理是利用波的反射 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 【变式训练3】．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 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.4 波的反射与折射（题型突破） 题型01 波的反射 题型02 波的折射 ▌题型01 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 【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。 【变式训练1】图中1、2、3分别代表入射线、反射线、折射线，则(　　) A．2与1的波长、频率相等，波速不等 B．2与1的波速、频率相等，波长不等 C．3与1的波速、频率、波长均相等 D．3与1的频率相等，波速、波长均不等 答案　D 解析　波线1、2都在介质a中，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波线1、3是在两种不同介质中，波速不同，但波源没变，因而频率相等，波速改变，由λ＝得波长改变，故C错，D 【变式训练2】1．波是传递能量的一种方式。某一简谐波的振幅为A、圆频率为（在波传播过程中保持不变），用表示波在传播过程中的平均能量密度，即单位体积内具有的能量，则有，（为介质的密度）；用I表示波在传播过程中的能流密度，即单位时间内流过垂直传播方向的单位面积上的平均能量。若不计传播过程中的能量损耗，该简谐波沿直线传播的速度为v，则有（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设时间内流过垂直传播方向面积上的波，根据其物理意义知，能流密度 故选A。 【变式训练3】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 ▌题型02 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。 【例2】在海边游玩时我们会发现一个有趣的现象，平直的海浪从深水区传向海岸时，不管海岸线怎样的蜿蜒曲折，最终波速总是趋向于与海岸线垂直，海浪垂直拍打在沙滩上。这是因为水波速度在浅水区变小从而导致水波的传播方向发生改变，这种现象为波的（　　） A．折射 B．反射 C．干涉 D．衍射 【答案】A 【详解】根据折射的定义知，海浪从深水区传向海岸时，水波速度在浅水区变小，从而导致水波的传播方向发生改变的现象为波的折射。 故选A。 【变式训练1】一列波以60°的入射角入射到两种介质的界面，反射波线刚好与折射波线垂直，若入射波的波长为0.6m，=1.732，则反射波和折射波的波长分别为（　　） A．0.6m，0.35m B．0.6m，0.6m C．0.35m，0.6m D．0.35m，0.35m 【答案】A 【详解】反射波与入射波在同一介质中传播，波速和频率都相同，由波速公式可知，两波的波长相同，即反射波的波长为0.6m；已知入射角为60°，根据反射定律得到反射角为60°，由题可知，反射波线刚好与折射波线垂直，则折射角为30°，设入射波的波长为λ0，折射波的波长为λ，频率为f，根据折射定律有 解得、 【变式训练2】以下关于波的认识，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．雷达的工作原理是利用波的反射 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 【答案】BCD 【详解】A．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； 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正确； 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，故D正确。 故选BCD。 【变式训练3】．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 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $