3.3 波的反射、折射和衍射（导学案）物理人教版选择性必修第一册

该高中物理导学案聚焦波的反射、折射和衍射，通过情景导学（如回声、水波反射）引导学生联系生活现象，自主预习部分以填空和问题形式搭建学习支架，帮助学生衔接波的传播等前置知识，明确反射、折射规律及衍射条件等核心内容。 资料融入生活实例（回声测距、沙漠声波折射）和实验描述（水波衍射狭缝实验），结合典例变式与分层练习题，视频辅助增强直观性，助力学生形成运动和相互作用的物理观念，通过模型建构和科学推理培养科学思维，提升科学探究能力。

3.3 波的反射、折射和衍射 导学案 1．了解波的反射、折射现象。 2．知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件，知道衍射是波特有的现象。 1．认识波的反射、折射现象，掌握反射与折射规律。（重点） 2．理解波的衍射，记住产生明显衍射的条件。（重点） 3．区分反射、折射、衍射中频率、波速、波长的变化；辨析衍射相关易错概念。（难点） 【自主预习】 一、波的反射和折射 1．波的反射 (1)定义：波传播过程中遇到介质界面(如水波遇到挡板)会返回到原介质中继续传播的现象。 (2)入射线与反射线 ①入射线：代表波的入射方向的一条射线。 ②反射线：代表波的反射方向的一条射线。 (3)波的反射规律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 2．波的折射 (1)定义：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。 (2)折射线：代表波的折射方向的一条射线。 二、波的衍射 1．波的衍射的定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。 注：波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)处仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象。 2．发生明显衍射现象的条件：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。 3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象。 一、波的反射 【情景导学】对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，这是什么原因？ 声波的反射 你是否注意过水波的反射？ 水波的反射 波的反射应该遵从什么规律？ （一）波的反射概念 请同学们阅读课文，并总结波的反射的概念？ 1.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。 入射角 ：入射线与法线的夹角 叫做入射角。 反射角：反射线与法线的夹角 叫做反射角。 2.反射定律： （1）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。 （2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同． （3）波遇到两种介质界面时，总存在反射． （二）生活中波的反射现象 1.夏日的雷声轰鸣不绝，声波在云层界面多次反射。 2.人耳只能分开相差0.1s以上的声音,在房间里听不到回声. 3.如图所示，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱寂．这是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？ 【分析】刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射．由于气孔往往是内部大而口小．所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能量则被吸收掉了．所以不是人的活动减少了。 4.回声测距的原理是什么？ (1)当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播,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,设经过时间t听到回声,则声源距障碍物的距离为s= 。 (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,声源发声时障碍物到声源的距离为s= 。 (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,声源发声时障碍物到声源的距离s=。 【典例1】听者A、声源B和障碍物C在一条直线上，如图所示。声源在听者和障碍物之间，距听者12 m，距障碍物24 m，若听者能将先后两次声音区别开的最短时间间隔是0.1 s。试通过计算，说明听者能否把原声和回声区别开来？已知声音在空气中的传播速度为340 m/s。 【答案】　能　理由见解析 【解析】　声波直接到达A的时间t1== s 声波先到达障碍物C，然后到达A的时间 t2== s= s 时间差Δt=t2-t1=(-) s ≈0.14 s>0.1 s， 所以听者能把原声和回声区别开来。 【变式1】(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．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 【解析】　潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，雷达的工作原理，都是利用了波的反射原理，故A、B正确，C错误；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。 二、波的折射 （一）思考与讨论 鱼叉是直的，我们看到视频里的鱼叉插进水中是弯的,正如我们看到的水中的铅笔，这就是光的折射现象。机械波会发生折射吗？ （二）波的折射 请同学们阅读课文，并总结波的折射的概念？ 1.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。 2.折射定律：折射角（r）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角。 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第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。 （三）生活中波的反射现象 如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？ 【分析】白天近地面的气温较高，声速较大，声速随离地面高度的增加而减小.导致声音传播方向向上弯曲；夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播得比较远的原因． （四）波的反射与折射对比 波的反射与折射有什么不同点？ 【典例2】一列声波在空气中的波长为0.2 m，当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求： (1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率。 (2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度。 【答案】　(1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s 【解析】　(1)声波在空气中传播时，由v=λf 可得声波在空气中传播时的频率 f== Hz=1 700 Hz 由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1 700 Hz。 (2)由v=λf 得声波在介质Ⅱ中的传播速度为 v2=λ2f=0.6×1 700 m/s=1 020 m/s。 三、波的衍射 （一）思考与讨论 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？ 会绕过它们继续传播，好像它们不存在一样。 （2） 波的衍射 请同学们阅读课文，并总结波的衍射的概念？ 1.定义：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 衍——延展之意 波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。 波在什么条件下能够发生明显的衍射现象？ 实验：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况。保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化。 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。 （3） 发生明显衍射的条件 （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。 【典例3】(2025·天津市第四十三中学高二期中)某同学观察到波长不同的水波通过三个宽度相同的狭缝时的现象，在甲、乙、丙三幅照片中，波长分别是狭缝宽度的、、，如图所示，下列说法正确的是(　　) A.水波通过狭缝后波长变短 B.这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象 C.此现象可以说明，波长一定， 缝越窄衍射现象越明显 D.此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显 【答案】　D 【解析】　水波通过狭缝后波长不变，选项A错误；这是水波的衍射现象，衍射是波特有的性质，任何波都能发生衍射现象，选项B错误；该实验的狭缝宽度相等，波长不等，则此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显，选项C错误，D正确。 【变式3】　(2025·百色市高二期末)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，正确的是(　　) A.a处 B.b处 C.c处 D.d处 【答案】　C 【解析】　当障碍物或孔的尺寸与机械波的波长相比差不多或小于波长时，才可发生明显的衍射现象，由题图可知，障碍物1中的孔或者障碍物4的尺寸与水波的波长差不多，则水波通过障碍物1中的孔或者障碍物4时能发生明显的衍射现象，题图中a、d两处水波的形态错误；障碍物3中的孔或者障碍物2的尺寸比水波的波长更大，则水波通过障碍物3中的孔或者障碍物2时不能发生明显的衍射现象，故b处水波形态错误，c处水波形态正确。故选C。 课堂小结： 一、单选题 1．在发波水槽的底部放置一块玻璃板，将水槽分为分为不同深浅的两个部分A、B。一列水波从深水区A 入射到浅水区B时发生了折射的情况如图所示。图中实线表示 A 区域水波的波峰，波速为v1 ，频率为f1，与分界面的夹角为α。虚线表示B区域水波的波峰，波速为v2，频率为f2，与分界面的夹角为β。由图可推得（　　） A．f₁<f₂ B．v₁=v₂ C． D． 【答案】D 【详解】设AB界面处相邻两波峰之间的距离为L，则 因为，折射不改变波的频率，即 根据 可得 故选D。 2．如图1所示，小球在平静水面上下振动（可视为简谐运动），形成水波。在水波的传播方向上垂直放置一带狭缝的长木板，如图2所示，观察到水波通过木板上的狭缝后在水面上继续传播。下列判断正确的是（　　） A．小球振动方向与水波传播方向平行 B．图2是波的干涉现象 C．图2中水波经过狭缝前后的波长相同 D．若减小图2中的狭缝宽度，狭缝右侧水波的波长减小 【答案】C 【详解】A．水波是横波，小球在竖直方向振动，水波在水平方向传播，小球振动方向与水波传播方向垂直，故A错误； B．图2中水波通过狭缝后继续传播，发生了明显的衍射现象，不是干涉现象，故B错误； C．水波经过狭缝前后，介质没有变化，波速不变；波的频率由波源决定，通过狭缝后频率不变，根据可知，波长相同，故C正确； D．减小狭缝宽度，衍射现象会更明显，但波速和频率不变，根据可知，波长不变，故D错误。 故选C。 3．如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。某同学现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，他可以采取的办法是（　　） A．N板向下移动 B．减小波源的频率 C．增大波源的振幅 D．减小波源与挡板的距离 【答案】B 【详解】P点的水没有振动起来，说明P点波没有明显衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使P点的水振动起来，可采用N板上移减小小孔的间距；也可以增大水波的波长，由于传播速度不变，根据可知，即减小振源的频率。 故选B。 4．如图所示，在空旷的广场上有一堵较高的墙，在墙的一侧有一个正在播放男中音和女高音的合唱歌曲的声源，小王从点走到墙后的点，在此过程中，从衍射的角度来考虑，则他会听到（　　） A．声音变弱，女声比男声更弱 B．声音变响，女声比男声更响 C．声音变弱，男声比女声更弱 D．声音变响，男声比女声更响 【答案】A 【详解】由题意可知，小王从图中C点走到墙后的D点，能听到声音，是由于波的衍射现象，但强度变弱；由于男声的频率低于女声，在同一介质中，传播速度相同，则其波长长于女声的波长，更容易发生衍射，所以女声比男声更弱。 故选A。 5．如图所示，O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻相邻的波峰、波谷组成的波面，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、Ⅲ以外区域 D．上述选项均不对 【答案】B 【详解】ACD．由题图得，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的直径与波长长度差不多。根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，可认为波沿直线传播，故Ⅰ区内水面无波形，故AD错误。 BC．该波的波长与小孔B的直径差不多，能够产生明显的衍射，故在阴影区Ⅱ、Ⅲ之内，明显存在衍射波的波形，故B正确，C错误。 故选B。 6．光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.65，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后（　　） A．紫外线进入液体后波长变短，频率增加 B．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的 C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率 D．在液体中的曝光波长约为117nm 【答案】D 【详解】AD.紫外线进入液体频率不变，根据 可知波长变短，故A错误，D正确； B．设传播L距离，在真空中的时间 在液体中所需的时间 故B错误； C．由A选项分析可知紫外线在液体中波长变短，更不容易发生衍射，故C错误。 故选D。 7．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，如图甲所示放置A、B两个狭缝，如图乙所示放置C、D两块挡板，以下说法正确的是（　　） A．狭缝A处不易发生明显的衍射现象 B．狭缝B处容易发生明显的衍射现象 C．挡板C处不会发生衍射现象 D．挡板D处能发生明显衍射现象 【答案】D 【详解】ABD．当障碍物或孔的尺寸与水波的波长相比差不多、或者小于波长时，才能发生明显的衍射现象；由图可知，狭缝A以及挡板D的尺寸与水波的波长差不多，所以狭缝A和挡板D处能发生明显的衍射现象；狭缝B处的尺寸远大于波长，该处不容易发生明显的衍射现象；故AB错误、D正确 C．水波遇到挡板C时会发生衍射现象，但由于挡板C的尺寸远大于波长，所以衍射现象不明显，故C错误。 故选D。 8．机械波在介质中传播时会受到介质的阻碍作用，介质密度与波在介质中的传播速度的乘积称为波阻，即。波阻大的介质称为波密介质，波阻小的介质称为波疏介质。当一列简谐波自介质1垂直入射至介质2，在边界上同时发生反射和透射，反射系数与透射系数分别为和其中分别为机械波在介质1、2中的波阻；反射系数等于反射波的强度与入射波的强度之比，透射系数等于透射波的强度与入射波的强度之比。下表给出了部分介质对声波在其中传播时的波阻。已知空气的密度约为，水的密度为。下列说法正确的是（　　） 介质 波阻 空气 水 蓖麻油 脂肪 肌肉 岩石 大于 A．声波垂直入射到波阻相差很小的两介质界面上，主要发生反射现象 B．声波由空气垂直入射到岩石壁，主要发生透射 C．声波由空气垂直入射到水面，主要发生透射，传播速度变大 D．用超声波检查身体时，在探头与皮肤之间涂蓖麻油可以增大透射系数 【答案】D 【详解】A．当声波垂直入射到波阻相差很小的两介质界面上，有 根据反射系数公式，可得反射系数 可知反射波强度极小，声波主要发生透射现象，故A错误； B．空气波阻为，岩石波阻大于，两者差值极大，代入公式得，反射波强度接近入射波，声波主要发生反射现象，故B错误； C．根据题干信息，声波在空气中的传播速度约为 在水中的传播速度为 由于，声波传播速度变大。但空气和水的波阻相差较大，代入反射系数公式得，声波主要发生反射现象，并非主要发生透射，故C错误； D．在探头与皮肤之间涂抹的蓖麻油作为耦合剂，替代了两者之间的空气层。由于蓖麻油的波阻与皮肤（脂肪、肌肉）的波阻接近，而空气的波阻与皮肤的波阻相差巨大，根据透射系数公式，波阻相差越小，越大。使用蓖麻油能有效将声波从探头传递至皮肤，从而增大透射系数，让更多超声波进入人体便于检查，故D正确。 故选D。 二、多选题 9．如图所示，一小型渔港的防波堤两端、相距约，在防波堤后、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，下列说法正确的有（　　） A．假设波浪的波长约为，则、两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长约为，则、两处小船基本上不受波浪影响 C．假设波浪的波长约为，则、两处小船明显受到波浪影响 D．假设波浪的波长约为，则、两处小船基本上不受波浪影响 【答案】BC 【详解】AB．波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，假设波浪的波长约为，防波堤两端、相距约，大于波长，不会发生明显的衍射现象， 、两处小船基本上不受波浪影响，故A错误，B正确； CD．假设波浪的波长约为，防波堤两端、相距约，两者相差不大，会有明显的衍射现象，则、两处小船明显受到波浪影响，故正确，错误。 故选BC。 10．如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。以下说法正确的是（　　） A．A处水没有振动说明波没有发生衍射 B．A处水没有振动说明波没有发生干涉 C．为使A处水也能发生振动，可使波源的频率减小 D．为使A处水也能发生振动，可移动N使狭缝的距离减小 【答案】CD 【详解】A．衍射是波特有的现象，一切波都能发生衍射，A处水没有振动说明波没有发生明显的衍射现象，而不是没有发生衍射，故A错误； B．干涉是两列频率相同的波叠加的现象，题中只有一个波源，不存在干涉现象，且A处无振动是因为衍射不明显，波未传播到A处，故B错误； C．发生明显衍射的条件是狭缝宽度与波长相差不多或比波长小，A处水没有振动说明狭缝宽度远大于波长，为使A处水也能发生振动，即发生明显衍射，可增大波长，水波波速由介质决定，根据，减小波源频率可增大波长，故C正确； D．为使A处水也能发生振动，即发生明显衍射，也可减小狭缝宽度，移动N板使狭缝距离减小，当狭缝宽度减小到与波长相差不多时，会发生明显衍射，故D正确。 故选CD。 11．一些速度传感器是运用了超声波测速的原理，工作时传感器向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被传感器接收。从传感器发射超声波开始计时，经时间再次发射超声波脉冲，下图是连续两次发射的超声波的位移—时间图像，则下列说法正确的是（　　） A．物体在远离传感器 B．物体第二次反射脉冲时的时刻为 C．超声波的速度为 D．物体的平均速度为 【答案】BC 【详解】A．从图像看，第二次超声波的最大位移，说明物体反射超声波的距离在减小，即物体靠近传感器，故A错误； B．超声波从发射到接收的过程是对称的（匀速传播），则物体第二次反射脉冲时的时刻为，故B正确； C．第二次超声波的传播时间为，传播距离为，超声波的速度为，故C正确； D．物体两次反射超声波时间间隔 该段时间物体运动距离 则物体的平均速度为，故D错误。 故选BC。 12．下列各图所示的现象为水波的衍射现象，S为波源，d为挡板上的小孔宽度，相邻弧线间距为一个波长，挡板两侧水的深度相同，其中符合事实的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．观察A、B两图可知，小孔宽度很大，明显大于波长，此时衍射现象不明显，波穿过小孔后主要呈直线传播，边缘略有弯曲，故B正确； 然而，A项图中挡板下方呈明显圆弧状，与“孔大衍射不明显”的规律矛盾，故A错误； CD．观察C、D两图可知，小孔宽度很小，明显小于波长，此时衍射现象明显，应形成半圆形波。 由于机械波传播速度由介质决定，频率由波源决定，根据公式，可知穿过小孔后波长不变，故C正确，D错误。 故选BC。 波的衍射 （1）波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)处仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象 （2）衍射只有“明显”与“不明显”之分，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。 （3）忽略能量的因素，波长越长衍射越明显，障碍物的尺寸或孔、缝的宽度越小衍射越明显。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 波的反射、折射和衍射 导学案 1．了解波的反射、折射现象。 2．知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件，知道衍射是波特有的现象。 1．认识波的反射、折射现象，掌握反射与折射规律。（重点） 2．理解波的衍射，记住产生明显衍射的条件。（重点） 3．区分反射、折射、衍射中频率、波速、波长的变化；辨析衍射相关易错概念。（难点） 【自主预习】 一、波的反射和折射 1．波的反射 (1)定义：波传播过程中遇到介质界面(如水波遇到挡板)会 到原介质中继续传播的现象。 (2)入射线与反射线 ①入射线：代表波的入射方向的一条 。 ②反射线：代表波的反射方向的一条 。 (3)波的反射规律：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)定义：波从一种介质进入另一种介质时，波的 发生改变的现象。 (2)折射线：代表波的 的一条 。 二、波的衍射 1．波的衍射的定义：波可以绕过 继续传播的现象。 注：波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)处仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象。 2．发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 ，或者比波长 时，才能观察到明显的衍射现象。 3．波的衍射的普遍性：一切波都能发生 ，衍射是 特有的现象。 一、波的反射 【情景导学】对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，这是什么原因？ 声波的反射 你是否注意过水波的反射？ 水波的反射 波的反射应该遵从什么规律？ （一）波的反射概念 请同学们阅读课文，并总结波的反射的概念？ 1.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。 入射角 ：入射线与法线的夹角 叫做入射角。 反射角：反射线与法线的夹角 叫做反射角。 2.反射定律： （1）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。 （2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同． （3）波遇到两种介质界面时，总存在反射． （二）生活中波的反射现象 1.夏日的雷声轰鸣不绝，声波在云层界面多次反射。 2.人耳只能分开相差0.1s以上的声音,在房间里听不到回声. 3.如图所示，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱寂．这是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？ 【分析】刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射．由于气孔往往是内部大而口小．所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能量则被吸收掉了．所以不是人的活动减少了。 4.回声测距的原理是什么？ (1)当声源不动时,声波遇到了静止障碍物会返回来继续传播,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,设经过时间t听到回声,则声源距障碍物的距离为s= 。 (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,声源发声时障碍物到声源的距离为s= 。 (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,声源发声时障碍物到声源的距离s=。 【典例1】听者A、声源B和障碍物C在一条直线上，如图所示。声源在听者和障碍物之间，距听者12 m，距障碍物24 m，若听者能将先后两次声音区别开的最短时间间隔是0.1 s。试通过计算，说明听者能否把原声和回声区别开来？已知声音在空气中的传播速度为340 m/s。 【变式1】(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．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 二、波的折射 （一）思考与讨论 鱼叉是直的，我们看到视频里的鱼叉插进水中是弯的,正如我们看到的水中的铅笔，这就是光的折射现象。机械波会发生折射吗？ （二）波的折射 请同学们阅读课文，并总结波的折射的概念？ 1.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。 2.折射定律：折射角（r）：折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角。 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第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比。 （三）生活中波的反射现象 如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？ 【分析】白天近地面的气温较高，声速较大，声速随离地面高度的增加而减小.导致声音传播方向向上弯曲；夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播得比较远的原因． （四）波的反射与折射对比 波的反射与折射有什么不同点？ 【典例2】一列声波在空气中的波长为0.2 m，当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求： (1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率。 (2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度。 三、波的衍射 （一）思考与讨论 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？ 会绕过它们继续传播，好像它们不存在一样。 （2） 波的衍射 请同学们阅读课文，并总结波的衍射的概念？ 1.定义：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 衍——延展之意 波的衍射——波延展到“影子”区域里的现象。 波在什么条件下能够发生明显的衍射现象？ 实验：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况。保持水波的波长不变，改变狭缝的宽度，观察水波的传播情况有什么变化。 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。 （3） 发生明显衍射的条件 （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。 【典例3】(2025·天津市第四十三中学高二期中)某同学观察到波长不同的水波通过三个宽度相同的狭缝时的现象，在甲、乙、丙三幅照片中，波长分别是狭缝宽度的、、，如图所示，下列说法正确的是(　　) A.水波通过狭缝后波长变短 B.这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象 C.此现象可以说明，波长一定， 缝越窄衍射现象越明显 D.此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显 【变式3】　(2025·百色市高二期末)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，正确的是(　　) A.a处 B.b处 C.c处 D.d处 课堂小结： 一、单选题 1．在发波水槽的底部放置一块玻璃板，将水槽分为分为不同深浅的两个部分A、B。一列水波从深水区A 入射到浅水区B时发生了折射的情况如图所示。图中实线表示 A 区域水波的波峰，波速为v1 ，频率为f1，与分界面的夹角为α。虚线表示B区域水波的波峰，波速为v2，频率为f2，与分界面的夹角为β。由图可推得（　　） A．f₁<f₂ B．v₁=v₂ C． D． 2．如图1所示，小球在平静水面上下振动（可视为简谐运动），形成水波。在水波的传播方向上垂直放置一带狭缝的长木板，如图2所示，观察到水波通过木板上的狭缝后在水面上继续传播。下列判断正确的是（　　） A．小球振动方向与水波传播方向平行 B．图2是波的干涉现象 C．图2中水波经过狭缝前后的波长相同 D．若减小图2中的狭缝宽度，狭缝右侧水波的波长减小 3．如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。某同学现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，他可以采取的办法是（　　） A．N板向下移动 B．减小波源的频率 C．增大波源的振幅 D．减小波源与挡板的距离 4．如图所示，在空旷的广场上有一堵较高的墙，在墙的一侧有一个正在播放男中音和女高音的合唱歌曲的声源，小王从点走到墙后的点，在此过程中，从衍射的角度来考虑，则他会听到（　　） A．声音变弱，女声比男声更弱 B．声音变响，女声比男声更响 C．声音变弱，男声比女声更弱 D．声音变响，男声比女声更响 5．如图所示，O是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻相邻的波峰、波谷组成的波面，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、Ⅲ以外区域 D．上述选项均不对 6．光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。若浸没液体的折射率为1.65，当不加液体时光刻胶的曝光波长为193nm，则加上液体后（　　） A．紫外线进入液体后波长变短，频率增加 B．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的 C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率 D．在液体中的曝光波长约为117nm 7．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，如图甲所示放置A、B两个狭缝，如图乙所示放置C、D两块挡板，以下说法正确的是（　　） A．狭缝A处不易发生明显的衍射现象 B．狭缝B处容易发生明显的衍射现象 C．挡板C处不会发生衍射现象 D．挡板D处能发生明显衍射现象 8．机械波在介质中传播时会受到介质的阻碍作用，介质密度与波在介质中的传播速度的乘积称为波阻，即。波阻大的介质称为波密介质，波阻小的介质称为波疏介质。当一列简谐波自介质1垂直入射至介质2，在边界上同时发生反射和透射，反射系数与透射系数分别为和其中分别为机械波在介质1、2中的波阻；反射系数等于反射波的强度与入射波的强度之比，透射系数等于透射波的强度与入射波的强度之比。下表给出了部分介质对声波在其中传播时的波阻。已知空气的密度约为，水的密度为。下列说法正确的是（　　） 介质 波阻 空气 水 蓖麻油 脂肪 肌肉 岩石 大于 A．声波垂直入射到波阻相差很小的两介质界面上，主要发生反射现象 B．声波由空气垂直入射到岩石壁，主要发生透射 C．声波由空气垂直入射到水面，主要发生透射，传播速度变大 D．用超声波检查身体时，在探头与皮肤之间涂蓖麻油可以增大透射系数 二、多选题 9．如图所示，一小型渔港的防波堤两端、相距约，在防波堤后、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，下列说法正确的有（　　） A．假设波浪的波长约为，则、两处小船明显受到波浪影响 B．假设波浪的波长约为，则、两处小船基本上不受波浪影响 C．假设波浪的波长约为，则、两处小船明显受到波浪影响 D．假设波浪的波长约为，则、两处小船基本上不受波浪影响 10．如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动。以下说法正确的是（　　） A．A处水没有振动说明波没有发生衍射 B．A处水没有振动说明波没有发生干涉 C．为使A处水也能发生振动，可使波源的频率减小 D．为使A处水也能发生振动，可移动N使狭缝的距离减小 11．一些速度传感器是运用了超声波测速的原理，工作时传感器向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被传感器接收。从传感器发射超声波开始计时，经时间再次发射超声波脉冲，下图是连续两次发射的超声波的位移—时间图像，则下列说法正确的是（　　） A．物体在远离传感器 B．物体第二次反射脉冲时的时刻为 C．超声波的速度为 D．物体的平均速度为 12．下列各图所示的现象为水波的衍射现象，S为波源，d为挡板上的小孔宽度，相邻弧线间距为一个波长，挡板两侧水的深度相同，其中符合事实的是（　　） A． B． C． D． 波的衍射 （1）波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)处仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波在孔后传播，于是，就出现了偏离直线传播的衍射现象 （2）衍射只有“明显”与“不明显”之分，波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。 （3）忽略能量的因素，波长越长衍射越明显，障碍物的尺寸或孔、缝的宽度越小衍射越明显。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $