3.3 波的反射、折射和衍射(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册学生用书（人教版）

3　波的反射、折射和衍射 学习任务一　对波的反射和折射的理解 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. (1)波的反射 ①反射现象:波遇到障碍物时会　　　　　继续传播的现象.  ②反射定律:反射线、　　　　和入射线在同一平面内,反射线和入射线分居　　　　两侧,反射角　　　　入射角.  (2)波的折射:波在传播过程中,由一种介质进入另一种介质时,　　　　　　发生偏折的现象.  例1 (多选)下列说法正确的是 (　) A.波发生反射时,波的频率不变,但波长、波速发生变化 B.波发生反射时,波的频率、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 例2 一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m.当该声波从介质Ⅰ中以某一角度传入介质Ⅱ中时,波长变为0.6 m,如图所示,若介质Ⅰ中的声速是340 m/s. (1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率; (2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度; (3)若另一种声波在介质Ⅱ中的传播速度为1400 m/s,按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中,求它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比. 【要点总结】 波的反射和折射中各物理量的变化 (1)波的频率是由振源决定的,介质中各个质点的振动都是受迫振动,因此不论是反射还是折射,波的频率是不改变的. (2)波速是由介质决定的,波反射时是在同一均匀介质中传播,因此波速不变,波折射时是在不同介质中传播,因此波速改变. (3)波长是由频率和波速共同决定的,即在波的反射中,由于波的频率和波速均不变,根据公式λ=可知波长不改变;在波的折射中,当进入新的介质中波速增大时,由λ=可知波长变长,反之变短. 学习任务二　对波的衍射的理解 　　　　　 　　　　　 　　　　　 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空. (1)定义:波可以　　　　障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射.  (2)影响衍射明显程度的因素 ①波长:在缝、孔的宽度或障碍物的尺寸保持不变的条件下,波长越长,衍射　　　　　.  ②缝、孔的宽度或障碍物的尺寸:在波长保持不变的条件下,缝、孔的宽度或障碍物的尺寸越小,衍射　　　　.  (3)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　　　　　,或者比波长　　　时,才能发生明显的衍射现象.  【辨别明理】 (1)只有当障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小时,才会发生衍射现象. (　) (2)夏日雷声有时轰鸣不绝,这是声波的衍射现象. (　) (3)“闻其声不见其人”,是指声波的衍射现象. (　) 例3 [2026·河北邯郸一中高二月考] 某同学使用如图所示的实验装置观察水面波衍射,AC、BD是挡板,AB是一个孔,O是波源.图中曲线中,每两条相邻波纹之间距离是一个波长,波经过孔之后,下列描述正确的是 (　) A.不能观察到明显的波的衍射现象 B.挡板前后波纹间距离相等 C.如果将孔AB扩大,则一定能观察到明显的衍射现象 D.如果孔的大小不变,使波源频率减小,则不能观察到明显的衍射现象 [反思感悟] 　     变式 [2026·江苏南通中学高二月考] 如图是波长不同的水波通过宽度相同狭缝时的图样,甲、乙、丙三幅图中对应水波的波长分别为λ1、λ2、λ3.则 (　) A.λ1>λ3>λ2 B.λ1>λ2>λ3 C.λ1<λ3<λ2 D.λ1<λ2<λ3 [反思感悟] 　     【要点总结】 1.衍射是波特有的现象,一切波都能发生衍射现象. 2.缝、孔的宽度或障碍物的尺寸大小并不是决定衍射能否发生的条件,仅是衍射现象是否明显的条件. 3.当波长与障碍物的尺寸相比非常小时,波将沿直线传播,观察不到明显衍射现象. 1.(波的反射与折射)对于波长为100 m的声波,下列说法正确的是 (　) A.在同一介质中,比波长为20 m的声波传播快 B.在空气中的频率比在水中的大 C.声波能发生折射,且折射后频率发生变化 D.声波能发生反射,且反射后波速不变 2.(波的衍射)[2025·北京通州区高二期末] 如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图样.下列说法正确的是 (　) A.B侧波是衍射波 B.B侧相邻波纹间距大于A侧相邻波纹间距 C.增大挡板之间的间隙,衍射现象将更明显 D.如果孔的大小不变,减小水波波源的频率,衍射现象将更明显 3.(波的衍射)[2025·浙江学军中学高二月考] 如图所示,有一人在河边钓鱼,浮标位于A点,S为在水面上沿竖直方向振动的波源,M、N是水面上的两块固定挡板,两板中间有一狭缝.波源S的振动引起浮标上下振动,下列说法正确的是 (　) A.减小波源的振幅,可以减小波源S的振动对浮标的影响 B.增大波源的振幅,可以减小波源S的振动对浮标的影响 C.减小波源的波长,衍射现象更明显 D.增大波源的振动频率,衍射现象更明显 学科网（北京）股份有限公司 $ 3　波的反射、折射和衍射 [教材链接] (1)①返回来　②法线　法线　等于　(2)传播方向 例1　BC　[解析] 波发生反射时,是在同一种介质中传播,频率、波长和波速均不变,选项A错误,B正确;波发生折射时,是从一种介质传入另一种介质,波速发生变化,而波的频率由波源决定,所以波的频率不变,由公式v=λf可知,波长发生变化,选项C正确,D错误. 例2　(1)1700 Hz　(2)1020 m/s　(3)1∶1 [解析] (1)声波在介质Ⅰ中传播时,由v=λf得 f== Hz=1700 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1700 Hz (2)由v=λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为 v2=λ2f=0.6×1700 m/s=1020 m/s (3)同一种声波由介质Ⅰ到介质Ⅱ的过程中,频率不变,故该声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ时,其频率之比为1∶1 [教材链接] (1)绕过　(2)①越明显　②越明显　(3)相差不多　更小 【辨别明理】 (1)×　(2)×　(3)√　 例3　B　[解析] 由题图可知,孔的尺寸与水波的波长差不多,故此时能观察到明显的波的衍射现象,故A错误;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;如果将孔AB扩大,若孔的尺寸远大于水波的波长,可能观察不到明显的衍射现象,故C错误;如果孔的大小不变,使波源频率减小,因为波速不变,根据λ=,可知波长增大,仍能观察到明显的衍射现象,故D错误. 变式　B　[解析] 波发生明显衍射现象的条件是:孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小.且波长越长,衍射现象越明显.三幅图中衍射现象的明显程度是甲图中水波的衍射现象最明显,乙图次之,丙图最不明显.根据波长越长,衍射现象越明显,可知甲图对应的波长λ最长,乙图对应的波长λ次之,丙图对应的波长λ最短,即λ1>λ2>λ3,故选B. 随堂巩固 1.D　[解析] 机械波的传播速度由介质决定,选项A错误;波的频率由波源决定,与介质无关,选项B错误;折射后,波进入另一种介质,传播速度发生变化,频率不变,而反射后回到原来的介质,传播速度不变,选项C错误,D正确. 2.D　[解析] 由题图可知,A侧波是衍射波,故A错误;两侧的波的频率和波速相同,波长相同,即A侧相邻波纹间距等于B侧相邻波纹间距,故B错误;当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象,增大挡板之间的间隙,衍射现象将变得不明显,故C错误;当孔的尺寸与波长差不多或者小于波长时会产生明显的衍射现象,则如果孔的大小不变,减小水波波源的频率,则波长变大,衍射现象将更明显,故D正确. 3.A　[解析] 减小波源的振幅,位于A点的浮标做受迫振动的振幅相应减小,所以可以减小波源S的振动对浮标的影响,故A正确,B错误;增大波源的振动频率,由λ=可知,波长变小,则衍射现象更不明显,故C、D错误. 学科网（北京）股份有限公司 $