3.3 波的反射、折射和衍射 知识解读 -2026-2027学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版选择性必修第一册）

本高中物理讲义聚焦波的反射、折射和衍射核心知识点，系统梳理反射的定义与定律、折射的规律及与反射的比较、衍射的条件及实验探究，构建波传播特性的递进式学习支架。 资料通过典例与变式题强化科学推理，结合衍射条件实验培养科学探究能力，对比反射与折射的波速、波长变化深化物理观念。课中辅助教师高效授课，课后随堂检测助力学生查漏补缺，提升学习效果。

3.3 波的反射、折射和衍射（知识解读）（原卷版） •知识点1 波的反射 •知识点2 波的折射 •知识点3 波的衍射 •作业 随堂检测 知识点1 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两侧。 【典例1】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 【变式1-1】在回音壁一端贴墙小声说话，一、二百米远的墙的另一端可以听得一清二楚。这种现象属于机械波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 【变式1-2】（多选）下列说法中，正确的是（　　） A．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做的目的是利用声波的反射 B．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们 C．“闻其声而不见其人”属于波的衍射现象 D．声音从空气中传播到水中，声音的波长不变 【变式1-3】（多选）下列说法正确的是（　　） A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B．波发生反射时，频率、波长、波速均不变 C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 知识点2 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。 4、波的反射与折射的比较 比较 项目 波现象 波的反射 波的折射 传播方向 改变(θ反二θ入) 改变(θ反二θ折) 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ 不变 改变 【典例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2-1】根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（　　） A．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射 B．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射 C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射 D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射 【变式2-2】（多选）一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生折射。如图所示，水波在深水区的波长较长。则水波在深水区（　　） A．波速较大 B．波速较小 C．频率较大 D．频率不变 【变式2-3】（多选）下列说法中正确的是（　　） A．根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点都可以看作发射子波的波源 B．惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播 C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理就可以确定波的传播方向 D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象 知识点3 波的衍射 1、波的衍射定义：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 2、发生明显衍射的条件：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。 （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。 3、波产生明显衍射的条件探究实验 （1）实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个狭缝。 （2）现象： ①狭缝宽度比波长大得多时，波的传播如同光沿直线传播一样，挡板后面产生一个阴影区。 ②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时，波绕到挡板后面继续传播。 ③当狭缝宽度一定时，波长与狭缝相差不多时，有明显的衍射现象，随着波长的减小，衍射现象变得越来越不明显。 4、对衍射现象的理解 （1）关于衍射的条件 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，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长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（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔（或障碍物）后传播，就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。 （3）衍射现象与观察的矛盾 当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。 【典例3】水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可（   ） A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率 C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率 D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率 【变式3-1】如图甲、乙、丙所示是让不同波长的水波分别通过相同狭缝后水面振动的情况，下列有关三者波长关系的说法正确的是（     ） A．甲图中水波波长最长 B．乙图中水波波长最长 C．丙图中水波波长最长 D．乙图中水波波长最短 【变式3-2】（多选）如图所示是观察水面波衍射的实验装置，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，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（     ） A．此时能明显观察到波的衍射现象 B．挡板前后波纹间距离相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源波长增大，能观察到的更明显的衍射现象 【变式3-3】（多选）一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻部分波形图如图甲所示，此时质点M的振动方向沿y轴正方向。经过0.6s，部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波可能沿x轴负方向传播 B．该波的波速可能为 10m/s C．0~0.6s 质点 M振动的路程一定为10cm D．若此波遇到宽度为10m的障碍物，不能发生明显的衍射现象 1．下列各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（①②图）或障碍物（③④图），其中能发生明显衍射现象的有（　　） A．①②④ B．①④ C．②③ D．①③ 2．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的部分波形图，质点P的平衡位置为。质点Q的平衡位置为，时刻质点P第一次运动到波峰位置，下列说法正确的是（　　） A．波源振动周期为 B．波传播的速度大小为 C．质点P、Q振动步调一致 D．波可以绕过的障碍物发生明显衍射现象 3．一列简谐横波沿轴传播，时刻部分波形图如图甲所示，此时质点的振动方向沿轴正方向。经过，部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波可能沿轴负方向传播 B．该波的波速可能为 C．质点振动的路程一定为 D．若此波遇到宽度为的障碍物，不能发生衍射现象 4．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，则以下说法正确的是（　　） 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 5．一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时的部分波形数据如下表所示（x=0处质点正在平衡位置向下振动）。根据表中数据，下列说法正确的是（     ） 位置x/m 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 位移y/cm 0 2.0 4.0 2.0 0 -2.0 -4.0 A．该波的波长为3.0m B．该波的振幅为4.0cm C．x=2.0m处质点的振动方向向下 D．该波传播过程中遇到直径为1m的球，不能发生明显的衍射现象 6．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是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间相距一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列说法正确的是（   　） A．此时不能观察到水波明显的衍射现象 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、后波纹之间距离不相等 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能观察到明显衍射现象 7．一列横波沿轴正方向传播，某时刻的波形图为一正弦曲线，如图所示，其波速为，下列说法正确的是（     ） A．从图示时刻开始，经过质点a通过的路程为 B．从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置 C．若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉图样，则另一列波的频率为 D．若该波传播中遇到宽约的障碍物，不能发生衍射现象 8．平衡位置位于坐标原点的波源沿轴方向做周期为的简谐运动，产生的简谐波沿轴传播。时刻波的图像如图中实线所示，此时恰好运动到正向最大位移处。下列说法正确的是（     ） A．由波源振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时，不能发生衍射 B．时刻质点正沿轴正向运动 C．在时刻，质点偏离平衡位置的位移为，且沿轴正向运动 D．从时刻开始，经过质点位于波谷 9．（多选）下列说法正确的是（　　） A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象 B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长 C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象 D．只有波才有衍射现象 10．（多选）下列关于波的衍射的说法正确的是（　　） A．衍射是一切波特有的现象 B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象 C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D．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 11．（多选）如图所示，图甲为一简谐横波在t=0.2s时的波形图，P是平衡位置在x=3m处的质点，Q是平衡位置在x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．这列波沿x轴负方向传播 B．当这列波遇到尺寸超过8m的障碍物时不能发生衍射现象 C．t=0.2s到t=0.3s，P点通过的路程为20cm D．t=0.35s时，P点的加速度方向与y轴正方向相同 12．（多选）图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置在处的质点；图乙为质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波的传播方向是沿轴负方向 B．从到，该波传播的距离为8m C．从到，质点通过的路程为4m D．该波遇到大小为14m的障碍物，可以发生明显的衍射现象 13．（多选）某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时，离点的质点开始振动；时，离点的质点开始振动，此时质点第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A．该波周期为 B．该波传播速度为 C．时，质点的振动方向向下 D．该波遇到尺寸为的障碍物会发生明显衍射现象 14．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝1s时的波形图，图乙是平衡位置在x＝2m处的质点Q的振动图像。则该简谐横波沿x轴________（填“正方向”或“负方向”）传播，该波的传播速度为________m／s，该波遇到宽为3.8m的缝隙时，________（填“会”或“不会”）发生明显的衍射现象。    15．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处各有一小船进港躲避风浪。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。当波浪的波长约为10m时，A、B两处的小船基本上不受波浪影响；当波浪的波长约为50m时，A、B两处的小船明显受到波浪影响。发生这种现象的原因是什么？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 波的反射、折射和衍射（知识解读）（解析版） •知识点1 波的反射 •知识点2 波的折射 •知识点3 波的衍射 •作业 随堂检测 知识点1 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两侧。 【典例1】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。 【变式1-1】在回音壁一端贴墙小声说话，一、二百米远的墙的另一端可以听得一清二楚。这种现象属于机械波的（　　） A．干涉 B．衍射 C．折射 D．反射 【答案】D 【详解】在回音壁一端贴墙而立说话，声音会沿着墙壁传到一二百米的另一端属于机械波的反射。 故选D。 【变式1-2】（多选）下列说法中，正确的是（　　） A．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做的目的是利用声波的反射 B．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们 C．“闻其声而不见其人”属于波的衍射现象 D．声音从空气中传播到水中，声音的波长不变 【答案】AC 【详解】A．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做的目的是利用声波的反射，故A正确； B．根据多普勒效应可知，我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在远离我们，故B错误； C．“闻其声而不见其人“，表明声音绕过障碍物传播，属于衍射现象，故C正确； D．当声音从空气传播到水中时，频率保持不变，波速改变，根据 所以波长改变，故D错误。 故选AC。 【变式1-3】（多选）下列说法正确的是（　　） A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B．波发生反射时，频率、波长、波速均不变 C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 【答案】BC 【详解】波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变；波发生折射时，频率不变，波速变化，波长变化。 故选BC。 知识点2 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。 4、波的反射与折射的比较 比较 项目 波现象 波的反射 波的折射 传播方向 改变(θ反二θ入) 改变(θ反二θ折) 频率f 不变 不变 波速v 不变 改变 波长λ 不变 改变 【典例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2-1】根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（　　） A．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射 B．声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射 C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射 D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射 【答案】C 【详解】根据波的反射和折射原理，声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射，故C正确，ABD错误。 故选C。 【变式2-2】（多选）一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生折射。如图所示，水波在深水区的波长较长。则水波在深水区（　　） A．波速较大 B．波速较小 C．频率较大 D．频率不变 【答案】AD 【详解】CD．波的频率由波源决定，与介质无关，所以折射后频率不变，故C错误，D正确； AB．由题图可知，水波在深水区的波长较长，而折射后频率不变，根据可知，水波在深水区波速较大，故A正确，B错误。 故选AD。 【变式2-3】（多选）下列说法中正确的是（　　） A．根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点都可以看作发射子波的波源 B．惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播 C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理就可以确定波的传播方向 D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象 【答案】AD 【详解】A．根据惠更斯原理，我们可以知道，介质中任意波面上的各点都可以看作发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面，故A正确； B．惠更斯原理可以解释球面波的传播，也可以解释平面波的传播，故B错误； C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，还必须要知道波速，才能利用惠更斯原理得到下一时刻这个波的位置，从而确定波的传播方向，故C错误； D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象，故D正确。 故选AD。 知识点3 波的衍射 1、波的衍射定义：波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。 2、发生明显衍射的条件：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。 （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。 3、波产生明显衍射的条件探究实验 （1）实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留个狭缝。 （2）现象： ①狭缝宽度比波长大得多时，波的传播如同光沿直线传播一样，挡板后面产生一个阴影区。 ②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时，波绕到挡板后面继续传播。 ③当狭缝宽度一定时，波长与狭缝相差不多时，有明显的衍射现象，随着波长的减小，衍射现象变得越来越不明显。 4、对衍射现象的理解 （1）关于衍射的条件 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，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长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（或障碍物）时，小孔（或障碍物）仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔（或障碍物）后传播，就偏离了直线方向。波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况。 （3）衍射现象与观察的矛盾 当孔的尺寸远小于波长时尽管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易观察到。 【典例3】水波通过小孔，发生一定程度的衍射，为使衍射现象更明显，可（   ） A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率 B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率 C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率 D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率 【答案】D 【详解】发生明显衍射的条件是：孔的尺寸与波长相差不多，甚至比波长更小，因此要使衍射现象更明显，可缩小小孔尺寸，或增大水波的波长。 水波在同种介质中传播速度恒定，由波速公式 可得 若要增大波长，需要减小水波的频率。 故选D。 【变式3-1】如图甲、乙、丙所示是让不同波长的水波分别通过相同狭缝后水面振动的情况，下列有关三者波长关系的说法正确的是（     ） A．甲图中水波波长最长 B．乙图中水波波长最长 C．丙图中水波波长最长 D．乙图中水波波长最短 【答案】A 【详解】ABC．发生明显衍射现象的条件是狭缝的宽度与波长相差不多或比波长小。波长越长，衍射现象越明显。题干已知三个水波通过的是相同狭缝。观察图像可知，甲图中的水波衍射现象最明显（波向四周扩散得最开），说明甲图中水波的波长最长，故A正确，B、C错误； D．由于衍射明显程度为：甲>乙>丙，因此波长关系为：甲波长>乙波长>丙波长。所以波长最短的是丙，而不是乙，故D错误。 故选A。 【变式3-2】（多选）如图所示是观察水面波衍射的实验装置，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，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（     ） A．此时能明显观察到波的衍射现象 B．挡板前后波纹间距离相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源波长增大，能观察到的更明显的衍射现象 【答案】ABCD 【详解】A．从图中可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够发生明显的衍射现象，故A正确； B．波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B正确； C．如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，发生明显衍射的条件将被破坏，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确； D．孔大小不变，波长增大，孔尺寸相对波长更小，衍射会更加明显，故D正确。 故选ABCD。 【变式3-3】（多选）一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻部分波形图如图甲所示，此时质点M的振动方向沿y轴正方向。经过0.6s，部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波可能沿x轴负方向传播 B．该波的波速可能为 10m/s C．0~0.6s 质点 M振动的路程一定为10cm D．若此波遇到宽度为10m的障碍物，不能发生明显的衍射现象 【答案】BD 【详解】A．由题可知时刻质点沿轴正方向振动，根据“上下坡”法，可知该波沿轴正方向传播，故错误； B．根据“上下坡”法，可知在图乙中，即时刻质点沿轴负方向振动，所以从到，质点振动的时间与周期的关系为 解得 由波形图可知波长为 则波速度为 可知当时 故正确； C．由于周期存在多解，所以质点振动的路程不确定，故错误； D．一切波都可以发生衍射现象，只有明显和不明显之分。若该波在传播过程中遇到尺寸为10m的障碍物，障碍物尺寸比波长4m大，所以不会发生明显的衍射现象，故D正确。 故选BD。 1．下列各图分别表示一列水波在传播过程中遇到了小孔（①②图）或障碍物（③④图），其中能发生明显衍射现象的有（　　） A．①②④ B．①④ C．②③ D．①③ 【答案】A 【详解】发生明显衍射的条件为：缝、孔或障碍物的尺寸与波长相比相差不多或比波长更小，图中①②④缝的宽度或障碍物的尺寸和波长相差不多或者比波长小，可以发生明显衍射。 故选A。 2．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在时刻的部分波形图，质点P的平衡位置为。质点Q的平衡位置为，时刻质点P第一次运动到波峰位置，下列说法正确的是（　　） A．波源振动周期为 B．波传播的速度大小为 C．质点P、Q振动步调一致 D．波可以绕过的障碍物发生明显衍射现象 【答案】B 【详解】A．波沿x轴负方向传播，时刻质点P第一次运动到波峰位置，则有 解得 故A错误； B．由图可知波长为 则波速为 故B正确； C．质点P、Q相差半个波长，振动步调相反，故C错误； D．当障碍物的尺寸与波长相比，相差不大或比波长更小时，容易发生明显的衍射现象。可知该波遇到尺寸为10m的障碍物不会发生明显衍射现象，故D错误。 故选B。 3．一列简谐横波沿轴传播，时刻部分波形图如图甲所示，此时质点的振动方向沿轴正方向。经过，部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波可能沿轴负方向传播 B．该波的波速可能为 C．质点振动的路程一定为 D．若此波遇到宽度为的障碍物，不能发生衍射现象 【答案】B 【详解】A．由题可知时刻质点沿轴正方向振动，根据“上下坡”法，可知该波沿轴正方向传播，故错误； B．根据“上下坡”法，可知在图乙中，即时刻质点沿轴负方向振动 所以从到，质点振动的时间与周期的关系为 解得 由波形图可知波长为，则波速度为 可知当时，故正确； C．由于周期存在多解，所以质点振动的路程不确定，故错误； D．一切波都可以发生衍射现象，只有明显和不明显之分。若该波在传播过程中遇到尺寸为10m的障碍物，障碍物尺寸比波长大，所以不会发生明显的衍射现象，故D错误。 故选B。 4．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，则以下说法正确的是（　　） 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 【答案】C 【详解】B．水波能通过狭缝是由于波的衍射，故B错误； AC．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； D．能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。 故选C。 5．一列沿x轴正方向传播的简谐波在t=0时的部分波形数据如下表所示（x=0处质点正在平衡位置向下振动）。根据表中数据，下列说法正确的是（     ） 位置x/m 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 位移y/cm 0 2.0 4.0 2.0 0 -2.0 -4.0 A．该波的波长为3.0m B．该波的振幅为4.0cm C．x=2.0m处质点的振动方向向下 D．该波传播过程中遇到直径为1m的球，不能发生明显的衍射现象 【答案】B 【详解】AD．表中x=1m处为波峰，x=3m处为波谷，相邻的波峰与波谷间距为半个波长，即 得 明显衍射条件是障碍物尺寸与波长相近或更小，1m小于4m，因此能发生明显衍射 故AD错误； B．振幅为质点振动的最大位移，由表中数据可知最大位移为4.0cm，因此振幅为4.0cm，故B正确； C．波沿x正方向传播，右侧质点振动滞后于左侧质点，x=2.0m处左侧相邻质点位移为正，根据“带动法”x=2.0m处质点向上振动，故C错误。 故选B。 6．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是一个小孔，O是波源，图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻的波纹（图中曲线）之间相距一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列说法正确的是（   　） A．此时不能观察到水波明显的衍射现象 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、后波纹之间距离不相等 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，一定能观察到明显衍射现象 【答案】B 【详解】A．因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，A错误； B．如果将孔AB扩大，孔的尺寸可能比波长大很多，就观察不到明显的衍射现象，B正确； C．波通过孔后，波速、频率、波长不变，挡板前后波纹之间距离相等，C错误； D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，由 可知波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，D错误。 故选B。 7．一列横波沿轴正方向传播，某时刻的波形图为一正弦曲线，如图所示，其波速为，下列说法正确的是（     ） A．从图示时刻开始，经过质点a通过的路程为 B．从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置 C．若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉图样，则另一列波的频率为 D．若该波传播中遇到宽约的障碍物，不能发生衍射现象 【答案】C 【详解】A．由图可得波长 故周期 所以，经过1.5s（）质点a通过的路程为3A=60cm=0.6m，故A错误； B．波向右传播，根据同侧法可知质点b位移为负且向下振动，质点a在波峰位置，故质点b比质点a后回到平衡位置，故B错误； C．波的频率 故若此波遇到另一列波并产生稳定的干涉条纹，则另一列波的频率也为0.5Hz，故C正确； D．波长，若该波传播中遇到宽约3m的障碍物，障碍物尺寸比波长小，故会发生明显的衍射现象，故D错误。 故选C。 8．平衡位置位于坐标原点的波源沿轴方向做周期为的简谐运动，产生的简谐波沿轴传播。时刻波的图像如图中实线所示，此时恰好运动到正向最大位移处。下列说法正确的是（     ） A．由波源振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时，不能发生衍射 B．时刻质点正沿轴正向运动 C．在时刻，质点偏离平衡位置的位移为，且沿轴正向运动 D．从时刻开始，经过质点位于波谷 【答案】C 【详解】A．由波源振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时，能发生衍射，只是衍射现象不明显，故A错误； B．根据“同侧法”可知， 时刻质点P正沿轴负向运动，故B错误； C．简谐波的圆频率为 x轴负半轴的波向左传播，时刻质点P在平衡位置向下振动，则质点P的振动方程为 在时刻，质点偏离平衡位置的位移为 由于，可知质点沿轴正向运动，故C正确； D．由图可知波长，则简谐波的波速为 根据波形平移法可知，从时刻波源M处于波峰的振动传到Q处所用时间为 由于，可知从时刻开始，经过质点Q位于波峰，故D错误。 故选C。 9．（多选）下列说法正确的是（　　） A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象 B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长 C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象 D．只有波才有衍射现象 【答案】CD 【详解】A．波的衍射现象不需要条件，发生明显衍射现象才需要具备一定的条件，故A错误； B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度小于水波波长或跟水波波长差不多，故B错误； C．波发生明显衍射的条件是，障碍物或小孔的尺寸小于波长或跟波长差不多，故波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象，故C正确； D．衍射是波特有的现象，故D正确。 故选CD。 10．（多选）下列关于波的衍射的说法正确的是（　　） A．衍射是一切波特有的现象 B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象 C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象 D．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 【答案】AD 【详解】A．干涉、衍射是一切波特有的固有属性，所有波都可以发生衍射现象，故A正确； B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，波几乎沿直线传播，衍射现象极不明显，故B错误； C．横波和纵波都属于波，都能发生衍射现象，例如属于纵波的声波可通过衍射实现隔墙传声，故C错误； D．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，这是明显衍射的发生条件，故D正确。 故选AD。 11．（多选）如图所示，图甲为一简谐横波在t=0.2s时的波形图，P是平衡位置在x=3m处的质点，Q是平衡位置在x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．这列波沿x轴负方向传播 B．当这列波遇到尺寸超过8m的障碍物时不能发生衍射现象 C．t=0.2s到t=0.3s，P点通过的路程为20cm D．t=0.35s时，P点的加速度方向与y轴正方向相同 【答案】AD 【详解】A．由乙图可知，周期为0.4s，0.2s时，Q质点向下振动，根据同侧法可得，波向x轴负方向传播，故A正确； B．由甲图可知这列波的波长为8m，所以，遇到尺寸超过8m的障碍物时能发生衍射现象，但不明显，故B错误； C．在甲图中，由P质点的坐标，可知P质点偏离平衡位置个周期，0.3s时是在此图的基础上再振动周期，因为要跨越平衡位置，所以P质点通过的路程大于20cm，故C错误； D．该波的波速为 从t=0.20s到t=0.35s，波传播的距离为 则根据波形平移法知，0.35s时P质点到达最低点，加速度方向与y轴正方向相同，故D正确。 故选AD。 12．（多选）图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置在处的质点；图乙为质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波的传播方向是沿轴负方向 B．从到，该波传播的距离为8m C．从到，质点通过的路程为4m D．该波遇到大小为14m的障碍物，可以发生明显的衍射现象 【答案】AB 【详解】A．由乙图可知，Q点在平衡位置沿y轴负方向振动，甲图中根据“同侧法”可知，波沿轴负方向传播，A正确； B．由甲图可知波长为，由乙图可知周期为 故波速为 故从到，该波传播的距离为，B正确； C．从到，振动了个周期，故质点Q振动路程为，C错误； D．由甲图可知波长为，故该波遇到大小为14m的障碍物，波长小于障碍物尺寸，不能发生明显的衍射现象，D错误。 故选AB。 13．（多选）某运动员在花样游泳比赛中，有一场景：用手拍皮球，水波向四周散开。这个场景可以简化为如图所示，波源起振方向向下，垂直于水平介质平面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播。时，离点的质点开始振动；时，离点的质点开始振动，此时质点第3次（刚开始振动时记为第0次）回到平衡位置。下列说法正确的是（　　） A．该波周期为 B．该波传播速度为 C．时，质点的振动方向向下 D．该波遇到尺寸为的障碍物会发生明显衍射现象 【答案】BD 【详解】A．从到，质点第3次回到平衡位置，经过了个周期，即 解得，故A错误； B．从到，波从质点传播到质点，路程为 传播速度为，故B正确； C．时，质点振动方向向下，时，质点第3次回到平衡位置，经过了个周期，振动方向向上，故C错误； D．该波的波长为 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，能观察到显著的衍射效应，故D正确。 故选BD。 14．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝1s时的波形图，图乙是平衡位置在x＝2m处的质点Q的振动图像。则该简谐横波沿x轴________（填“正方向”或“负方向”）传播，该波的传播速度为________m／s，该波遇到宽为3.8m的缝隙时，________（填“会”或“不会”）发生明显的衍射现象。    【答案】 负方向 2 会 【详解】[1]由图乙可知t＝1s时在x＝2m处的质点的振动方向向下，根据“同侧法”可知波的传播方向沿x轴负方向； [2]由甲图可知波长为，由乙图可知周期为，则该波的传播速度为 [3]由题意可知缝隙的宽度和波长关系为 满足发生明显衍射的条件，会发生明显的衍射现象。 15．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处各有一小船进港躲避风浪。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。当波浪的波长约为10m时，A、B两处的小船基本上不受波浪影响；当波浪的波长约为50m时，A、B两处的小船明显受到波浪影响。发生这种现象的原因是什么？ 【详解】当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长差不多的时候，会发生明显的衍射现象。狭缝宽度60m远大于波长10m，衍射现象很不明显，波浪几乎直线传播，很难绕进港内，所以A、B两处的小船基本不受波浪影响；波长50m与狭缝宽度60m大小接近，满足发生明显衍射的条件，波浪发生明显衍射，绕过防波堤开口传播到港内，因此A、B两处的小船明显受到波浪影响。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $