定时训练63 波的反射、折射和衍射 -2027届高考物理一轮复习

定时训练63 波的反射、折射和衍射 核心梳理 1．波的反射 （1）反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。 （2）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）折射现象：光从一种介质____________________时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生________。 （2）水波的折射：一列水波在________不同的水域传播时，在交界面处将发生________。 【答案】1． 同一平面 法线 等于/ 2． 进入另一种介质 折射 深度 折射 3．波的衍射 (1)定义 波可以绕过________继续传播的现象。 (2)实验及现象 实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个_______。 现象：①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿________传播一样，挡板后面产生“________”。②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波_______挡板后面继续传播。 (3)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。 【答案】(1)障碍物 (2) 狭缝 直线 阴影区 绕到 (3) 相差不多 更小 【详解】（1）波可以绕过障碍物继续传播的现象； （2）[1]在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝； [2][3]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“阴影区”； [4]狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时，水波绕到挡板后面继续传播； （3）[1][2]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。 典例精练 基础落实练 1．（2025·广西南宁·模拟预测）某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，在水面形成一列波长为的简谐波不考虑其它因素产生的水波，距离浮漂d处的水面上有一片小树叶，则（　　） A．小树叶将先向下运动 B．小树叶振动的快慢与其质量有关 C．该简谐波遇到露出水面大小约为的石头时，看不到衍射现象 D．浮漂的振幅越大，波传到d处时间越短 【答案】A 【详解】A．小树叶开始振动的方向与浮漂开始向下振动的方向一致，故A正确； B．小树叶振动的快慢与其质量无关，与波源有关，故B错误； C．该简谐波的波长比石头的尺寸小时，也有衍射现象，只是不很明显而已，故C错误； D．简谐波的波速由介质决定，与振幅无关，故D错误。 故选A。 2．（2026·甘肃张掖·三模）如图所示，为在水面上以的频率振动的波源，在水面形成的水波近似看作简谐横波，以大小为的速度沿水面传播。、为在水面上的两块挡板，此时处水不振动，处水振动。则（　　） A．水波的波长为 B．波源的频率越高，水波的传播速度越大 C．处水振动的频率小于 D．要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变小 【答案】D 【详解】A．根据题意可知，波长，故A错误； B．波速由介质决定，与频率无关，故B错误； C．受迫振动频率等于驱动力频率，即B处水振动的频率等于2Hz，故C错误； D．要使A处水振动，则需要波的衍射更加明显，即波长更长，根据可知，频率越小，波长越长，则波的衍射更加明显，故D正确。 故选D。 3．（2025届河北衡水中学高三上学期检测七物理试卷）如图，河面上有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视图所示，现在S处以某一频率拍打水面，实线代表波峰，发现树叶几乎不动。若拍打水面形成的水波能带动树叶A明显振动起来，下列说法正确的是（　　） A．保持拍打的频率不变，加大拍打的力度 B．降低拍打水面的频率 C．提高拍打水面的频率 D．由于桥墩的阻挡，无论怎样拍打，A都不会振动起来 【答案】B 【详解】树叶几乎不动是因为拍打水面形成的水波的波长比桥墩的宽度小，没有发生明显的衍射现象，当波长大于或等于孔或障碍物的尺寸时才能发生明显的衍射现象，所以在桥墩宽度不变的前提下，只能通过增大波长来让树叶振动起来，由，可得 所以适当降低拍打水面的频率可以增大形成水波的波长，使拍打水面形成的水波能带动树叶A明显振动起来。 故选B。 4．（2026·江西·模拟预测）带操是艺术体操项目之一，使用彩带作为器械．某次比赛中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，t=0.2 s时的波形图如图甲所示，P是平衡位置在x=3 m处的质点，Q是平衡位置在x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像．下列说法正确的是（    ） A．t=0.2 s时刻质点P正沿y轴正方向运动 B．这列波遇到尺寸为8 m的障碍物时不能发生衍射现象 C．如果将波源的振动周期增大为0.8 s，则该波的波速为20 m/s D．平衡位置在x=2 m和x=6 m处的质点振动方向总是相同的 【答案】C 【详解】A．由题图乙可知，0.2s时，质点Q向下振动，根据同侧法可得，波向x轴负方向传播，质点P正沿y轴负方向运动，故A错误； B．由题图甲可知这列波的波长为8m，遇到尺寸为8m的障碍物时能发生衍射现象，故B错误； C．波速由介质本身决定，与波的周期没有关系，由题图乙可知波的周期为0.4s，则波速，故C正确； D．和处的质点平衡位置间的距离为半个波长，所以两质点的振动方向总是相反的，故D错误。 故选C。 5．（2026·河南南阳·模拟预测）如图所示，有一带狭缝的挡板固定在水槽中，一细杆在水槽中振动，水面上O点为振源，发现在挡板后面A处的小木块上下振动。下列说法正确的是（　　） A．仅减小细杆振动频率，A处的小木块仍会振动 B．若减小细杆振动频率，水波的传播速度将减小 C．若仅增大狭缝的宽度，A处的小木块一定会发生明显振动 D．若减小细杆的振动频率，同时减小狭缝的宽度，A处的小木块可能不振动 【答案】A 【详解】AB．当缝的尺寸跟波长相差不多，或比波长更小时会发生明显的衍射现象。仅减小细杆振动频率，机械波的传播速度由介质决定，所以水波的传播速度不变；根据可知，水波的波长增大，则A处的小木块仍会振动，故A正确，B错误； C．若仅增大狭缝的宽度，有可能不会发生明显的衍射现象，则A处的小木块不一定会发生明显振动，故C错误； D．若减小细杆的振动频率，则水波的波长增大，同时减小狭缝的宽度，则一定会发生明显的衍射现象，A处的小木块一定会振动，故D错误。 故选A。 6．（2026·江西南昌·模拟预测）（多选）如图所示是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，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。关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　　） A．如果将孔扩大，有可能发生衍射现象 B．挡板前后波纹间距离不等 C．此时能明显观察到波的衍射现象 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 【答案】AC 【详解】A．由题图可知，孔的尺寸小于水波的波长，故能发生明显的衍射现象，如果将孔扩大，仍然能发生衍射现象，只是衍射现象没有题图的情况明显，因为衍射是波的特有属性，不论孔的尺寸与水波的波长关系如何，都能发生衍射现象，只是明显程度可能不同，A正确； B．介质决定波速，波源决定周期，故和均不变，根据，挡板前后水波的波长相同，则波纹间距离相等，B错误； C．由题图可知，孔的尺寸小于水波的波长，能发生明显的衍射现象，此时能明显观察到波的衍射现象，C正确； D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波的周期变小，根据，波的波长变小，衍射现象变得不明显，不能更明显地观察到衍射现象，D错误。 故选AC。 7．（2025-2026高二下·浙江嘉兴·期中）在水槽中放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，得到三幅照片如甲、乙、丙所示，对应的水波波长分别为λ1、λ2、λ3，下列说法正确的是（　　） A．对应的波长关系为λ1>λ2>λ3 B．对应的波长关系为λ1<λ2<λ3 C．这是水波的干涉现象 D．这是水波的折射现象 【答案】A 【详解】AB．随着波长的减小，当波长与狭缝宽度相比非常小时，水波将沿直线传播，衍射现象变得不明显，所以对应的波长关系为，故A正确，B错误； CD．水波在传播过程中遇到狭缝后都会发生衍射现象，当发生衍射时，水波就会传播到本该是“阴影”的区域，不再沿直线传播，故CD错误。 故选A。 8．（2025-2026高二下·广西玉林·阶段检测）（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。 能力提升练 9．（2026·云南·模拟预测）（多选）如图所示，沿x轴负方向传播的一列横波在t=0时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为10m/s。下列说法正确的是（   ） A．质点b比质点a先回到平衡位置 B．经0.2s时间，质点b通过的路程为40cm C．x=2m处的质点在t=0.1s时位于波峰 D．该波传播过程中遇到宽约10m的障碍物时，能发生明显的衍射现象 【答案】AB 【详解】A．题图所示时刻a质点处于波峰，即将向下振动，b质点向上振动，故质点b比质点a先回到平衡位置，A正确； B．根据题图知波长为，则周期，则经过，刚好运动半个周期，质点b的路程为两个振幅，即为40cm，B正确； C．波沿x轴负方向传播，x=2m处的质点在t=0时位于平衡位置向下振动，经过，可知该质点位于波谷，C错误； D．发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，根据题意可知，障碍物的尺寸大于波的波长，所以波不能发生明显的衍射现象，D错误。 故选AB。 10．（25-26高二下·安徽·期中）如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的图像，P、Q为波传播过程中的两个质点，图乙为质点P的振动图像，则下列说法中正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度大小为2m/s C．经过0.4s，质点Q沿波的传播方向运动0.4m D．该波在传播过程中，若遇到0.2m长的障碍物，能够发生明显的衍射现象 【答案】D 【详解】A．根据上下坡法判断，沿波的传播方向，上坡段质点向下振动，下坡段质点向上振动，已知P点向下振动，说明P点处于上坡段，可推得波沿轴负方向传播，故A错误； B．由甲图得波长，由甲图可得周期，波速为，故B错误； C．简谐横波传播过程中，质点仅在平衡位置附近振动，不会随波迁移，故C错误； D．发生明显衍射的条件是障碍物尺寸和波长相近，或比波长更小，该波波长，障碍物长，满足条件，能发生明显衍射，故D正确。 故选D。 拓展创新练 11．（2025高三·全国·专题练习）（多选）如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法正确的是（     ） A．该波的周期可能为 B．若波的周期为，质点M在时间内运动的路程为3m C．质点M在时刻沿y轴负方向运动 D．该波遇到尺寸为10m的障碍物时，无衍射现象发生 【答案】ABC 【详解】A．波沿x轴负方向传播，则波速 周期 当时，故A正确； B．当时，从到时间内，质点M运动的路程为，故B正确； C．波沿x轴负方向传播，根据上下坡法可知质点M在时刻沿y轴负方向运动，故C正确； D．该波的波长为4m，则该波遇到尺寸为10m的障碍物时会发生衍射现象，但不能发生明显的衍射现象，故D错误。 故选ABC。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 定时训练63 波的反射、折射和衍射 核心梳理 1．波的反射 （1）反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。 （2）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）折射现象：光从一种介质____________________时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生________。 （2）水波的折射：一列水波在________不同的水域传播时，在交界面处将发生________。 3．波的衍射 (1)定义 波可以绕过________继续传播的现象。 (2)实验及现象 实验装置：在水槽里放两块挡板，中间留一个_______。 现象：①狭缝宽度比波长大得多时：波的传播如同光沿________传播一样，挡板后面产生“________”。②狭缝宽度与波长相差不多或狭缝宽度比波长更小时：水波_______挡板后面继续传播。 (3)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。 典例精练 基础落实练 1．（2025·广西南宁·模拟预测）某同学在玩“打水漂”时，向平静的湖面抛出石子，恰好向下砸中一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，在水面形成一列波长为的简谐波不考虑其它因素产生的水波，距离浮漂d处的水面上有一片小树叶，则（　　） A．小树叶将先向下运动 B．小树叶振动的快慢与其质量有关 C．该简谐波遇到露出水面大小约为的石头时，看不到衍射现象 D．浮漂的振幅越大，波传到d处时间越短 2．（2026·甘肃张掖·三模）如图所示，为在水面上以的频率振动的波源，在水面形成的水波近似看作简谐横波，以大小为的速度沿水面传播。、为在水面上的两块挡板，此时处水不振动，处水振动。则（　　） A．水波的波长为 B．波源的频率越高，水波的传播速度越大 C．处水振动的频率小于 D．要使处水也能发生振动，则波源的频率应该变小 3．（2025届河北衡水中学高三上学期检测七物理试卷）如图，河面上有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视图所示，现在S处以某一频率拍打水面，实线代表波峰，发现树叶几乎不动。若拍打水面形成的水波能带动树叶A明显振动起来，下列说法正确的是（　　） A．保持拍打的频率不变，加大拍打的力度 B．降低拍打水面的频率 C．提高拍打水面的频率 D．由于桥墩的阻挡，无论怎样拍打，A都不会振动起来 4．（2026·江西·模拟预测）带操是艺术体操项目之一，使用彩带作为器械．某次比赛中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，t=0.2 s时的波形图如图甲所示，P是平衡位置在x=3 m处的质点，Q是平衡位置在x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像．下列说法正确的是（    ） A．t=0.2 s时刻质点P正沿y轴正方向运动 B．这列波遇到尺寸为8 m的障碍物时不能发生衍射现象 C．如果将波源的振动周期增大为0.8 s，则该波的波速为20 m/s D．平衡位置在x=2 m和x=6 m处的质点振动方向总是相同的 5．（2026·河南南阳·模拟预测）如图所示，有一带狭缝的挡板固定在水槽中，一细杆在水槽中振动，水面上O点为振源，发现在挡板后面A处的小木块上下振动。下列说法正确的是（　　） A．仅减小细杆振动频率，A处的小木块仍会振动 B．若减小细杆振动频率，水波的传播速度将减小 C．若仅增大狭缝的宽度，A处的小木块一定会发生明显振动 D．若减小细杆的振动频率，同时减小狭缝的宽度，A处的小木块可能不振动 6．（2026·江西南昌·模拟预测）（多选）如图所示是观察水面波衍射的实验装置，和是两块挡板，是一个孔，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。关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（　　） A．如果将孔扩大，有可能发生衍射现象 B．挡板前后波纹间距离不等 C．此时能明显观察到波的衍射现象 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 7．（2025-2026高二下·浙江嘉兴·期中）在水槽中放两块挡板，中间留一个狭缝，观察水波通过狭缝后的传播情况，保持狭缝的宽度不变，改变水波的波长，得到三幅照片如甲、乙、丙所示，对应的水波波长分别为λ1、λ2、λ3，下列说法正确的是（　　） A．对应的波长关系为λ1>λ2>λ3 B．对应的波长关系为λ1<λ2<λ3 C．这是水波的干涉现象 D．这是水波的折射现象 8．（2025-2026高二下·广西玉林·阶段检测）（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 能力提升练 9．（2026·云南·模拟预测）（多选）如图所示，沿x轴负方向传播的一列横波在t=0时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为10m/s。下列说法正确的是（   ） A．质点b比质点a先回到平衡位置 B．经0.2s时间，质点b通过的路程为40cm C．x=2m处的质点在t=0.1s时位于波峰 D．该波传播过程中遇到宽约10m的障碍物时，能发生明显的衍射现象 10．（25-26高二下·安徽·期中）如图甲所示为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的图像，P、Q为波传播过程中的两个质点，图乙为质点P的振动图像，则下列说法中正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度大小为2m/s C．经过0.4s，质点Q沿波的传播方向运动0.4m D．该波在传播过程中，若遇到0.2m长的障碍物，能够发生明显的衍射现象 拓展创新练 11．（2025高三·全国·专题练习）（多选）如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法正确的是（     ） A．该波的周期可能为 B．若波的周期为，质点M在时间内运动的路程为3m C．质点M在时刻沿y轴负方向运动 D．该波遇到尺寸为10m的障碍物时，无衍射现象发生 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 $