练案21 第三章 3. 波的反射、折射和衍射-【成才之路·练案】2026-2027学年高中物理选择性必修1同步新课程学习指导（人教版）

练案[21] 第三章3.波的 基础巩固练 知识点一波的反射和折射 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 2.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、波速均发生变化 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 3.当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山 谷的宽度，他吼一声后，经过0.3s听到右边山 坡反射回来的声音，又经过1.6s后听到左边 山坡反射回来的声音，若声速为340m/s,则这 个山谷的宽度约为 A.221m B.442m C.374m D.646m 知识点二波的衍射 4.(多选)下列现象中属于波的衍射的是( A.“隔墙有耳” B.“空山不见人，但闻人语声” C.河中芦苇后面没有留下无波的区域 D.池中假山前有水波，假山后无水波 5.（2026·河北秦皇岛联考)波的衍射图案，可 以得到障碍物或者小孔的相关信息。这方面 的一个著名案例就是DNA双螺旋结构的确 定。如图甲，现将单缝衍射实验装置中的单缝 替换成一个四边形小孔（限于矩形或平行四边 形，但都能保证发生衍射)，在光屏上可以得到 如图乙所示的衍射图案，根据图案特点，猜想 小孔的形状可能是 9 反射、折射和衍射 光源 小孔 6.（多选)如图所示，一小型渔港的防波堤两端 M、N相约60m,在防波堤后A、B两处各有 一 条小船进港躲避风浪。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 说法中正确的有 A.假设波浪的波长约为5m,则A、B两处小船 所受波浪的影响很小 B.假设波浪的波长约为5m,则A、B两处小船 明显受到波浪影响 C.假设波浪的波长约为50m,则A、B两处小 船基本上不受波浪影响 D.假设波浪的波长约为50m,则A、B两处小 船明显受到波浪影响 7.已知空气中的声速为340m/s。现有几种声 波：①周期为20s;②频率为10H:③波长为 l0m。它们传播时若遇到宽约为13m的障碍 物，能产生明显的衍射现象的是 A.①和② B.②和③ C.①和③ D.都可以 8.某同学观察到波长相同的水波通过两个宽度 不同的狭缝时的现象，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 综合提升练 9.(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，使波源频率增大，能更 明显地观察到衍射现象 10.声波是一种机械波，在空气中传播速度约为 340/s,人能听到的声波频率在20Hz到 20000Hz之间，对于波长为34m的声波，下 列说法正确的是 A.在水中它比波长为20m的声波传播得更 快一些 B.不能产生衍射现象 C.它不能被人听到 D.不能产生反射现象 11.甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人相距 2a,距离墙均为3a。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 n甲开枪3生，后 —191 2.（2025·山西省浑源中学高二期中)平静的 湖面有相距为1m的两个小木块A、B,距小 木块A左侧3m处有一波源在t=0时刻开 始向上振动，经4s小木块A第一次达到波 峰，再经3s小木块B第一次达到波谷，波源 和小木块A、B在一条直线上。 A (1)求这列横波的周期和波速； (2)求这列横波的波长； (3)若此波在传播过程中遇到一根竖立的芦 苇杆，是否会发生明显的衍射现象。图1 图2 8.AC因为周期T>0.20s,波在t=0到t=0.20s时间内传播 的距离小于波长入，由波的图像可知传播距离△x=0.08m,波 速=A=0.40m/s,选项A正确：由波的图像可知波长入= At 0.16m,选项B错误：由=之得，波的周期T=六=0.48，根 据振动与波动的关系知t=0时，x=0.08m的质点沿y轴正 方向振动，因为t=0.70s=7+子1，所以1=070s时该质点 位于波谷：因为子<012s<子，所以1=0,2s时x= O.08m的质点在x轴上方沿y轴负方向振动，选项C正确，D 错误。 9AC该波经过5s,传播了30m,则波速u==6ms,选项 A正确：由题意可知A+子=30m(n=01,23,…),可得 波长=120 4n+3m,当n=0时入=40m,当A=24m时，n不是 正#数选项C正确，D结误：周期T=十-”3s(a=-0, 1,2,3,…),则该波的周期不可能是12s,选项B错误。 10.(1)9ms,波沿x轴负方向传插 (2)9m(3y=2sn(+72g）m 解析：(1)根据图像知波长入=20m,周期为T=1.2s,波速： 。=合沿心-9%，对Q的版动方向分析知，波沿” 轴负方向传播。 (2)图甲的函数表达式：y=2cas形英中P点的y=-1m, 20. 解得：x=3m。 (3)设质点P的位移随时间变化的关系式为： y=dsin(d+po)-2inm. 代入t=0,y=-1,得=6， _7π 即y2a(停+7石）m 1.(1)P点见解析(2)0.4m(3)恤，+3 2 /s(n=0,1,2…） 解析：(1)小树叶位于P点。水波沿着x轴正方向传播，所以 1=子时刻，P.0丙点的振动方向分别为向下和向上，由题图 T 丙知t=?时刻树叶正在向下振动，所以树叶位于P点。 1 (2)若周期为0.25，质点Q在1s内全振动的次数为n=0.2 =5次，质点Q在1s内经过的总路程为s=5×4A=0.4m。 (3)由题图乙可知波长入=20cm=0.2m 29 波沿x轴正方向传播，那么，经过△t=t1-t2波向右传播了n +子(n=01,2…)个周期，则有0.1s=(n+子）7a=0, 12).解得7=8年3n=0.1,2） 波速v=7 e元=4n+3m/s(n=0,1,2…)。 练案[21] 基础巩固练 1.ABDA、B对，C错：都应用了波的反射原理。D对：深水区 域和浅水区域可视为不同介质，波的传播方向发生改变，是波 的折射现象。 2.CA、B错：波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、 波速和频率都不发生变化。C对，D错：波发生折射时，频率 不变，波长和波速均发生变化。 3.C右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.3s,左边 的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=1.9s。山谷的宽 度s=之(+)=号×340×2.2m=374m,故选C 4.ABC声波在遇到障碍物时，绕到障碍物后面的现象是声波 的衍射，A、B现象均是声波的衍射；水波遇到芦苇，发生明显 的衍射，绕到了芦苇的后面，没有留下无波的区域，C是水波 的衍射：池中的水遇到假山，没有发生明显的衍射，所以假山 后无水波，是波的直线传播，故A、B、C正确，D错误。 5.B根据单缝衍射的实验规律，当缝调到很窄时，亮条纹的亮 度有所降低，宽度反而增大，乙图衍射图样中间的亮斑呈扁平 状，即左右衍射较明显，上下衍射比左右衍射较不明显，可知 光线通过的小孔左右较窄上下较宽，故B正确，A、C、D错误。 故选B。 6.ADA、B两处小船明显受到波浪影响是因为水波发生明显 的衍射，波浪能传播到A、B处。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，故A、D 正确。 7.C周期为20s的声波的波长为=T=17m;由公式=M 得频率为104Hz的声波的波长为入2=0.034m,发生明显衍 射的条件是孔径、障碍物的尺寸小于波长或者与波长相差不 大，故①能产生明显的衍射现象，②不能产生明显的衍射现 象。波长为10m的声波与宽度为13m的障碍物尺寸相差不 大，故③能产生明显的衍射现象。因此，能产生明显的衍射现 象的是①和③，故C正确。 8.C波衍射后不影响波的特性，即波长不变，A错误；波的衍射 是波特有的性质，所有波都会发生衍射现象，B错误；由题图 可知图甲衍射现象比较明显，所以波长一定时，缝越窄衍射现 象越明显，由于题中给出的是波长一定的情况，无法说明缝宽 一定时不同波长的波的衍射情况，C正确，D错误。 综合提升练 9.ABC从题图中可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够 发生明显的衍射现象，选项A正确：由于在同一均匀介质中， 波的传播速度没有变化，又因为波的频率是一定的，根据入 号可得波长入设有变化，选项B正确：当将孔扩大后，孔的宽 度和波长有可能不满足发生明显衍射的条件，选项C正确：如 果孔的大小不变，使波源频率增大，则波长减小，孔的宽度将 比波长大，孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射现象 的条件，选项D错误。 6 10.C波速由介质决定，在同一介质中波速相同，故A错误：声 波具有波的特性，能发生波的反射、衍射和折射，故B、D错 误：据u=M可知f=0k=10H,所以该波为次声波，人 34 不能听见，故C正确。 11.C乙听到第一声枪响必然是甲放 乙B 枪的声音直接传到乙的耳中，故t= 会。甲，乙两人及墙的位置如图所 示，乙听到第二声枪响必然是墙反 20 射的枪声，由反射规律可知，波线如 图中AC和CB,由几何关系得：AC= CB=2a,故第二声枪响传到乙的耳 中的时间为=4C+CB40=2L甲13a 选项C正确。 12.(1)4s1m/s(2)4m(3)会发生明显的衍射现象 解析：(1)令x=3m,x,=1m,波速为v,周期为T,由题意有 4=点+子4h=色+子r=7 4 解得T=4s,w=1m/s。 (2)该横波波长为入=T=4m。 (3)由于入=4m大于竖立芦苇杆的直径，所以当波通过竖 立的芦苇杆时会发生明显的衍射现象。 练案[22] 基础巩固练 1.AD波峰与波谷相遇处质点的实际振幅为IA,-A,I,故选项 A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A,+ A,但此处质点仍处于振动状态，其位移随时间按正弦规律变 化，故选项B错误：振动减弱点和振动加强点的位移均随时间 按正弦规律变化，故选项C错误：波峰与波峰相遇时振动加 强，波峰与波谷相遇时振动减弱，振动加强点的振幅大于振动 减弱点的振幅，故选项D正确。 2.D当t=2s时，根据传播速度可知，它们相互重叠，由于振动 方向相反，振动减弱，波形如③所示；当t=4s时，各自传播了 4m,由于互不干扰，所以波形如④所示，故选项D正确。 3.ABD两列波相遇时，质点同时参与了两列波的振动，位移等 于两列波引起位移的矢量和，所以质点α、b、c的位移都为零 A正确：向右传播的波引起质点α的振动方向向下，向左传播 的波引起质点a的振动方向向下，所以此时a的振动速度不 为零，方向向下，B正确：向右传播的波引起质点c的振动方 向向上，向左传播的波引起质点c的振动方向向上，所以质，点 c的振动速度不为零，方向向上，C错误：两列波引起质点b振 动的速度都为零，所以质点b的振动速度为零，D正确。 4.Ct=0.2s时，波传播的距离x=t=0.2m,两列波都传到F 点，此时两列波单独引起F点的振动方向均向下，但位移为 0,甲波的波谷传到E点，乙波还未传到E点，所以E点的位移 未达到最大，同理，F点的位移也未达到最大，A、B错误；t= 0.5s时，波传播的距离为0.5m,两列波的波峰同时传到F 点，F点的位移最大，C正确，D错误。 5.A降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪，根据波的干涉条件 可知，降噪声波与环境噪声频率相同，速度相同，波长相同，相 位相反，A正确；声波是属于纵波，纵波是振动方向与波的传 播方向一致，B错误；降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振 动减弱，C错误；声波传播的速度取决于介质，与其频率无关 故D错误。故选A。 26 6.CDA、B错，D对：由于a是两波峰相遇点，c是两波谷相遇 点，所以a、c都是振动加强点。但是，只要a、c有振动，位移就 有变化，故不能说a、c始终处于波峰、波谷。C对：S,、S2传到 b点的波振动同步，所以b点是振动加强点。 7.Aα质点处是两列波的波峰与波谷叠加的地方，振动始终减 弱，而b、c质点分别是两列波的波峰与波峰、波谷与波谷叠加 的地方，振动始终加强，即使某时刻的位移为0，其振动也是加 强的。因为两个波源的振动方向相同、振幅相同，所以ā质点 静止不动，一直处于平衡位置：b、c两质点的振动始终是加强 的，位移随时间周期性变化。故A正确。 8.B图中A、B、C、D四点（实线相交点） Y 甲 处波峰与波峰相遇，它们都是振动加 强点。由图可知过BD的直线为振动 加强线，与直线BD平行且分别过A、C 的两条直线也是振动加强线。a、c两 点在直线BD上，所以a、c两点是振动 加强点。过b、d点且平行于直线BD 0 的两条直线均在两条振动加强线之 间，应为振动减弱线，所以b、d两点是振动减弱点。综上分析 知，选项B正确。 综合提升练 9.AD两列波在同一介质中的传播速度相同，同时到达M点， A正确，B错误；由于两列波波长（频率）不同，不能产生干涉， 故M点的振动不稳定，有时峰峰相遇振动加强，有时峰谷相 遇振动减弱，C错误；由图知，两列波刚传到的点都是向上振 动，而波中各点的起振方向与波源的起振方向相同（波传递的 是波源的振动形式，包括起振方向、频率等)，故两端点P、Q 开始振动方向相同，D正确。 10.D该降噪器是利用声波干涉原理设计，A错误：若由图甲逆 时针旋转右侧出口管道0角度时，探测到的声波强度依然是 最弱，B错误；由于顺时针方向旋转右侧出口管道0，探测到 声波强度第一次达到最弱，故两列波的波程差△x=2R0,根 据波的干涉原理则有4x=?X,联立解得入=40，C错误； 根据波长、频率、波速的关系v=入v,解得该列波的频率v= A4RO,D正确。故选D。 11.D由几何关系可知B点到两波源的距离相等，两列波从波 源传到B点的路程差△s=0,等于波长的整数倍，由两波源 的振动方程可知两波源的相位相反，可得两列波在B点的振 动方向相反，所以引起B处质点的振动总是相互减弱：两列 波从波源传到C点的路程差△=1m=2入，等于半波长的 奇数倍，又因为两波源的起振方向相反，则两列波在C点的 振动方向总是相同，所以引起C处质点的振动总是相互加 强，D正确。 12.AD能形成稳定的干涉图样，两列波必须频率相同，相位差 恒定，A正确；振动加强区和减弱区各质点的振动频率与波 源相同，B错误；树叶会上、下振动，但不会沿波的传播方向 移动，C错误；设51、2为两波源连线上某点到两波源的距 离，两波源连线上的加强点应满足Is1-321=n入(n=0,1,2, 3,…),且1s1-32|≤0.6m,入=0.25m,所以n可能的取值为 0,1,2,则两波源连线上振动加强的位置有5处，D正确。 13.BC由题图丙可知，横波Ⅱ的周期为T=1.0s,则有横波Ⅱ 的波长为入=T=30cm,故A错误：两列波的周期相同，频 率相同，能发生干涉现象，故B正确；由题意得PB-PA= 15cm=)入，由于两波初相位相反，故P点是振动加强点， 振幅为70cm,故C正确：两波的传播速度大小相等，由于PB 大于PA,故A点振动形式先到达P点，则P点开始时刻振动 方向向上，故D错误。