3.3 机械波的反射和折射（重难点专练）物理沪科版选择性必修第一册

**基本信息** 聚焦机械波反射与折射的概念规律及应用，通过基础辨析与实际情境题构建知识逻辑链 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |波的反射和折射|6题（含反射应用、地震波综合、波阻新情境）|概念辨析、现象判断、实际应用、新情境问题|从定义、三量关系（频率/波速/波长）到反射定律、折射现象，形成概念-规律-应用的递进逻辑|

3.3 机械波的反射和折射（题型突破） 题型01 波的反射和折射 ▌题型01 波的反射和折射 1．波的反射 (1)波的反射：波传播过程中遇到介质界面会 返回　原介质继续传播的现象。 (2)由于波的频率由振源决定，波速由介质决定，所以发生反射的频率、波速、波长不变。 (3)波的反射定律：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。如图所示。 2．波的折射 (1)波的折射：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)发生折射时频率不变，由于波速发生变化，所以波长也发生变化。 1．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 2．下列说法错误的是（　　） A．发生折射时波的频率不变，波速改变 B．波的传播速率为振源的振动速率 C．雷声轰鸣不绝是波的反射现象 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 3．一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生图示的现象，这是水波的（　　） A．反射现象 B．折射现象 C．衍射现象 D．干涉现象 4．（多选）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．雷达的工作原理是波的衍射 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 5．地震波的数据分析 5月19日，交大附中“仰晖讲坛”如期开讲，交大安泰经济与管理学院的何斯迈教授以“数据智能时代的管理决策”为题，带领同学们探寻数据背后的逻辑本质。地震是一种严重的自然灾害，它起源于地壳内岩层突然破裂引起的地壳震动。如图所示，震源正上方地表的点叫震中。发生地震时从震源同时产生P波（纵波）和S波（横波），地面上距震中不太远的区域会受到严重破坏。［本题均保留2位有效数字］ (1)某次地震震源深度，振动周期。产生的地震P波和S波的传播速度为和。设地震波沿直线传播。 ①S波的频率为_________，波长约为_________； ②P波的质点振动方向和波的传播方向( ) A．相互垂直    B．在同一直线上    C．既不垂直也不平行 (2)利用“横波无法穿过液态物质，而纵波能穿透”的特性，科学家可以分析地震波中的横波和纵波，推断地下物质的性质。由此可知（　　） A．地震波向地面传播时，震源处的物质和能量都随波传递 B．同一地震波在性质不同的岩石中传播时速度大小一定相同 C．若探测到某区域横波突然消失，则该区域可能存在液态物质 D．在地下的某固液界面上，横波会被反射、而纵波不会被反射 6．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 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 机械波的反射和折射（题型突破） 题型01 波的反射和折射 ▌题型01 波的反射和折射 1．波的反射 (1)波的反射：波传播过程中遇到介质界面会 返回　原介质继续传播的现象。 (2)由于波的频率由振源决定，波速由介质决定，所以发生反射的频率、波速、波长不变。 (3)波的反射定律：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。如图所示。 2．波的折射 (1)波的折射：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)发生折射时频率不变，由于波速发生变化，所以波长也发生变化。 1．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 【答案】C 【详解】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 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 故第二声枪响传到乙的耳中的时间 故选C。 2．下列说法错误的是（　　） A．发生折射时波的频率不变，波速改变 B．波的传播速率为振源的振动速率 C．雷声轰鸣不绝是波的反射现象 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】B 【详解】A．波发生折射时，在不同种介质中传播，波速发生变化，但频率由振源决定，波的频率不变，故A正确，不符合题意； B．波在均匀介质中匀速传播，振源在某位置附近做往复运动，速率不断变化，传播速率并不是振动速率，故B错误，符合题意； C．雷声轰鸣不绝是声波在地面和云层之间的反射，故C正确，不符合题意； D．水波从深水区传到浅水区是从一种介质传播到另一种介质，传播方向发生了改变，是波的折射现象，故D正确，不符合题意。 故选B。 3．一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生图示的现象，这是水波的（　　） A．反射现象 B．折射现象 C．衍射现象 D．干涉现象 【答案】B 【详解】深度不同，则水压不同，水密度不同。水波在不同密度的水中传播速度不同，会发生折射现象。 故选B。 4．（多选）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．雷达的工作原理是波的衍射 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 【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，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射，利用了波的反射，故A正确； B．隐形飞机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，在雷达发射电磁波遇到飞机，电磁波大部分被吸收，反射回来的电磁波极少，屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确； C．雷达的工作原理是发射电磁波遇到障碍后电磁波返回，利用了波的反射，而非衍射，故C错误； D．水波从深水区传到浅水区是从一种介质传播到另一种介质，传播方向发生了改变，是波的折射现象，故D正确。 故选ABD。 5．地震波的数据分析 5月19日，交大附中“仰晖讲坛”如期开讲，交大安泰经济与管理学院的何斯迈教授以“数据智能时代的管理决策”为题，带领同学们探寻数据背后的逻辑本质。地震是一种严重的自然灾害，它起源于地壳内岩层突然破裂引起的地壳震动。如图所示，震源正上方地表的点叫震中。发生地震时从震源同时产生P波（纵波）和S波（横波），地面上距震中不太远的区域会受到严重破坏。［本题均保留2位有效数字］ (1)某次地震震源深度，振动周期。产生的地震P波和S波的传播速度为和。设地震波沿直线传播。 ①S波的频率为_________，波长约为_________； ②P波的质点振动方向和波的传播方向( ) A．相互垂直    B．在同一直线上    C．既不垂直也不平行 (2)利用“横波无法穿过液态物质，而纵波能穿透”的特性，科学家可以分析地震波中的横波和纵波，推断地下物质的性质。由此可知（　　） A．地震波向地面传播时，震源处的物质和能量都随波传递 B．同一地震波在性质不同的岩石中传播时速度大小一定相同 C．若探测到某区域横波突然消失，则该区域可能存在液态物质 D．在地下的某固液界面上，横波会被反射、而纵波不会被反射 【答案】(1) 50 80 B (2)C 【详解】（1）①[1]振动频率和周期的关系为 [2]S波的波长满足 ②P波是纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一直线上，横波的质点振动方向才与传播方向垂直。 故选B。 （2）A．波传播时只传递振动形式和能量，介质质点仅在平衡位置附近做简谐振动，不会随波迁移，因此震源物质不会随波传递到地面，故A错误； B．波速由介质的性质决定，同一地震波在不同性质的岩石（不同介质）中传播速度不同，故B错误； C．由题干信息可知横波无法穿过液态物质，因此若探测到横波突然消失，该区域很可能存在液态物质，故C正确； D．所有波传播到不同介质的分界面时，都会发生反射，因此纵波在固液界面也会发生反射，故D错误。 故选C。 6．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。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $