第03講波的反射、折射和衍射課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1．知道什么是波的反射、折射和衍射現(xiàn)象，知道發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件．2．知道波發(fā)生反射現(xiàn)象時，反射角等于入射角．掌握入射角與折射角關(guān)系．3．了解波的衍射在生活中的應(yīng)用，感受物理與生活之間的聯(lián)系．1．通過觀察水波的衍射現(xiàn)象，認識衍射現(xiàn)象的特征．2．知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件．3．知道衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象.知識精講知識精講知識點01波的反射1．反射現(xiàn)象：波遇到介質(zhì)界面會返回來繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．2．反射角與入射角(1)入射角：入射波的波線與法線的夾角，如圖中的α.(2)反射角：反射波的波線與法線的夾角，如圖中的β.3．反射定律：反射波線、法線、入射波線在同一平面內(nèi)，且反射角等于入射角．【即學(xué)即練1】某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長為1m，波速為340m/s，在海水中的波長為4.5m.（1）該波的頻率為________Hz，在海水中的波速為________m/s.（2）若物體在海面上發(fā)出的聲音經(jīng)過0.5s聽到回聲，則海水深為多少？（3）若物體以5m/s的速度由海面向海底運動，則經(jīng)過多長時間聽到回聲？知識點02波的折射1．波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，波傳播的方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫作波的折射．2．一切波都會發(fā)生折射現(xiàn)象．3．波的折射(1)折射角(γ)：折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角γ叫做折射角．如圖所示．(2)折射定律：入射波線、法線、折射波線在同一平面內(nèi)，入射波線與折射波線分居在法線兩側(cè)．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比，即eq\f(sini,sinγ)＝eq\f(v1,v2).4．波的反射與折射的對比波現(xiàn)象比較項目波的反射波的折射傳播方向改變(θ反＝θ入)改變(θ折≠θ入)頻率f不變不變波速v不變改變波長λ不變改變(1)頻率f由波源決定，故無論是反射波還是折射波都與入射波的頻率，即波源的振動頻率相同．(2)波速v由介質(zhì)決定，因反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，故波速不變；而折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，所以波速變化．(3)據(jù)v＝λf知，波長λ與v及f有關(guān)，即與介質(zhì)及波源有關(guān)，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播、頻率相同，故波長相同．折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，f相同，v不同，故λ不同．【即學(xué)即練2】下列說法正確的是()A．入射波的波長和反射波的波長相等B．入射波的波長大于折射波的波長C．入射波的波長小于折射波的波長D．入射角與折射角之比等于兩波速之比知識點03波的衍射及其特點1．定義：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫作波的衍射。2．發(fā)生明顯衍射的條件：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小。3．一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象。4．衍射是波特有的現(xiàn)象(1)一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，只是有的明顯，有的不明顯。(2)波的直線傳播只是在衍射不明顯時的近似。(3)波長較長的波容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象。5．關(guān)于衍射的條件：應(yīng)該說衍射是沒有條件的，衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射。衍射只有“明顯”與“不明顯”之分，障礙物或小孔的尺寸跟波長差不多，或比波長小是產(chǎn)生明顯衍射的條件。6．波的衍射實質(zhì)分析：波傳到小孔(障礙物)時，小孔(障礙物)仿佛是一個新波源，由它發(fā)出的與原來同頻率的波在小孔(障礙物)后傳播，就偏離了直線方向。波的直線傳播只是在衍射不明顯時的近似情況。7．衍射現(xiàn)象與觀察的矛盾：當(dāng)孔的尺寸遠小于波長時盡管衍射十分突出，但由于衍射波的能量很弱，衍射現(xiàn)象不容易觀察到?！炯磳W(xué)即練3】(多選)下列說法中正確的是()A．孔的尺寸比波長大得多時不會發(fā)生衍射現(xiàn)象B．孔的尺寸比波長小才發(fā)生衍射現(xiàn)象C．只有孔的尺寸跟波長相差不多或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象D．只有波才有衍射現(xiàn)象

能力拓展能力拓展考法01波的反射【典例1】甲、乙兩人站在一堵墻前面，兩人相距2a，距墻均為eq\r(3)a.當(dāng)甲開了一槍后，乙在t時間后聽到第一聲槍響，則乙在什么時候能聽到第二聲槍響()A．聽不到 B．甲開槍后3t時間C．甲開槍后2t時間 D．甲開槍后eq\f(\r(3)＋\r(7),2)t時間考法02波的衍射【典例2】如圖所示，正中O是水面上一波源，實、虛線分別表示該時刻的波峰、波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時間，水面上的波形將分布于()A．整個區(qū)域B．陰影Ⅰ以外區(qū)域C．陰影Ⅱ以外區(qū)域D．陰影Ⅲ以外區(qū)域考法03發(fā)生明顯衍射的條件【典例3】一列波在傳播過程中通過一個障礙物，發(fā)生了一定程度的衍射，以下哪種情況一定能使衍射現(xiàn)象更明顯()A．增大障礙物的尺寸，同時增大波的頻率B．增大障礙物的尺寸，同時減小波的頻率C．縮小障礙物的尺寸，同時增大波的頻率D．縮小障礙物的尺寸，同時減小波的頻率

題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．關(guān)于波的衍射現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．某些波在一定條件下才有衍射現(xiàn)象B．不是所有的波在任何情況下都有衍射現(xiàn)象C．一切波在一定條件下才有衍射現(xiàn)象D．一切波在任何情況下都有衍射現(xiàn)象2．(多選)下列現(xiàn)象或事實屬于衍射現(xiàn)象的是()A．風(fēng)從窗戶吹進來B．雪堆積在背風(fēng)的屋后C．聽到墻外人的說話聲D．水波前進方向上遇到凸出在水面上的小石頭，小石頭對波的傳播沒有影響3．圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則()A．2與1的波長、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長不等C．3與1的波速、頻率、波長均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長均不等4．一列波在第一種均勻介質(zhì)中的波長為λ1，在第二種均勻介質(zhì)中的波長為λ2，且λ1＝3λ2，那么波在這兩種介質(zhì)中的頻率之比和波速之比分別為()A．3∶11∶1 B．1∶31∶4C．1∶13∶1 D．1∶11∶35．(多選)如圖所示是聲波從介質(zhì)Ⅰ進入介質(zhì)Ⅱ的折射情況，由圖判斷下列說法正確的是()A．折射角小于入射角，聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波速大于它在介質(zhì)Ⅱ中的波速B．折射角小于入射角，介質(zhì)Ⅰ可能是空氣，介質(zhì)Ⅱ可能是水C．折射角大于入射角，介質(zhì)Ⅰ可能是鋼鐵，介質(zhì)Ⅱ可能是空氣D．介質(zhì)Ⅰ中波速v1與介質(zhì)Ⅱ中波速v2滿足eq\f(v1,v2)＝eq\f(sinθ2,sinθ1)6．(多選)下列關(guān)于波的衍射的說法正確的是()A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象B．對同一列波，縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長差不多或比波長更小時，衍射現(xiàn)象明顯C．只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D．聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長較大7．下列關(guān)于波的衍射的說法正確的是()A．波要發(fā)生衍射現(xiàn)象必須滿足一定的條件B．與光波相比聲波容易發(fā)生衍射是由于聲波波長較大C．對同一列波，縫、孔或障礙物越大衍射現(xiàn)象越明顯D．只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象8．(多選)一列水波通過某孔的實際情況如圖所示，現(xiàn)把孔的尺寸變小，或者把水波的波長變大，對水波通過孔后的假想情況的四幅圖中，其假想正確的圖示有()9．在水波槽的衍射實驗中，若打擊水面的振子振動的頻率是5Hz，水波在水波槽中的傳播速度是0.05m/s，為觀察到顯著的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為()A．10cm B．5mC．d≥1cm D．d≤1cm10．(多選)如圖所示，圖中S為在水面上振動的波源，M、N是水面上的兩塊擋板，其中N板可以上下移動，兩板中間有一狹縫，此時測得A處水面沒有振動，為使A處水面也能發(fā)生振動，可采用的方法是()A．使波源的頻率增大B．使波源的頻率減小C．移動N使狹縫的間距增大D．移動N使狹縫的間距減小11．如圖所示，一小型漁港的防波堤兩端MN相距約60m，在防波堤后A、B兩處有兩個小船進港躲避風(fēng)浪。某次海嘯引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤傳播，下列說法中正確的是（）A．假設(shè)波浪的波長約為10m，則A、B兩處小船完全不受波浪影響B(tài)．假設(shè)波浪的波長約為10m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響C．假設(shè)波浪的波長約為50m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響D．假設(shè)波浪的波長約為50m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響12．甲、乙兩人分乘兩只小船在湖中釣魚，兩船相距24m。有一列水波在湖面上傳播，使每只船每分鐘上下浮動20次，當(dāng)甲船位于波峰時，乙船位于波谷，這時兩船之間還有5個波峰。求：(1)此水波的波長為多少？波速為多少？(2)若此波在傳播過程中遇到一根豎立的電線桿，是否會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象？(3)若該波經(jīng)過一跨度為30m的橋洞，橋墩直徑為3m，橋墩處能否看到明顯衍射現(xiàn)象？(4)若該橋為一3m寬的涵洞，洞后能否發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象？題組B能力提升練1．在空曠的廣場上有一堵較高大的墻MN，墻的一側(cè)O點有一個正在播放男女聲合唱歌曲的聲源。某人從圖中A點走到墻后的B點，在此過程中，如果從聲波的衍射來考慮，則會聽到()A．聲音變響，男聲比女聲更響B(tài)．聲音變響，女聲比男聲更響C．聲音變?nèi)酰新暠扰暩鮀．聲音變?nèi)?，女聲比男聲更?．(多選)觀察水面波衍射的實驗裝置如圖所示，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述正確的是A．此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B．擋板前后波紋間距離相等C．如果將孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象3．(2020-2021學(xué)年鶴崗市第一中學(xué)高二(下)期中)(多選)如圖甲所示，波源S從平衡位置開始上、下(沿y軸方向)振動，產(chǎn)生的簡諧橫波向右傳播，經(jīng)過0.2s后，沿波的傳播方向上距S為3m的P點開始振動，若以P點開始振動的時刻作為計時的起點，P點的振動圖像如圖乙所示，則下列說法中正確的是()A．波源S最初是向下振動的B．該簡諧波的波速為1.5m/sC．該波的波長為0.6mD．該波通過寬度約為1m的縫隙時，能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象4．(2020-2021學(xué)年河南省實驗中學(xué)高二(下)期中)(多選)有一列沿軸傳播的簡諧橫波，在某一時刻它的波形圖如圖甲所示，和是這列簡諧橫波上的兩個質(zhì)點，從該時刻起某同學(xué)記錄下了質(zhì)點在一段時間內(nèi)的振動圖像，如圖乙所示。則下列說法正確的是()A．該列簡諧橫波正以的速度沿軸負方向傳播B．圖甲所示時刻和兩質(zhì)點的速度都為零C．時質(zhì)點距離平衡位置最遠，其加速度最大，加速度方向且沿軸負方向D．該波在傳播過程中若遇到直徑d=7m的圓形障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象5．如圖所示，圓形實線是波源O在水槽里產(chǎn)生的水波的波峰，下列說法正確的是()A．水波只要進入∠CAE和∠DBF區(qū)域就叫波的衍射B．水波只要進入∠CAA′和∠DBB′區(qū)域就叫波的衍射C．水波必須充滿∠CAE和∠DBF區(qū)域才叫波的衍射D．水波必須充滿∠CAA′和∠DBB′區(qū)域才叫波的衍射6．有一輛汽車以15m/s的速度勻速行駛，在其正前方有一陡峭山崖，汽車鳴笛2s后司機聽到回聲，此時汽車距山崖的距離有多遠？(v聲＝340m/s)7．情境：“B超”可用于探測人體內(nèi)臟的病變狀況．如圖是超聲波從肝臟表面入射，經(jīng)折射與反射，最后從肝臟表面射出的示意圖．超聲波在進入肝臟發(fā)生折射時遵循的規(guī)律與光的折射規(guī)律類似，可表述為eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(v1,v2)(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分別是超聲波在肝外和肝內(nèi)的傳播速度)，超聲波在腫瘤表面發(fā)生反射時遵循的規(guī)律與光的反射規(guī)律相同．已知v2＝0.9v1，入射點與出射點之間的距離是d，入射角是i，腫瘤的反射面恰好與肝臟表面平行．問題：腫瘤離肝表面的深度h為多少？

題組C培優(yōu)拔尖練1．海浪從遠海傳向海岸．已知海浪的傳播速度與海水的深度有關(guān)，海水越深，速度越大．一艘大船停泊在離岸較遠處，振動的周期為8s，則()A．海浪拍打海岸的周期大于8sB．海浪從遠海傳向海岸，相鄰波峰之間的距離變大C．懸掛在船上擺長為1m的單擺的振動周期為8sD．讓船停泊在離海岸更近處，海浪通過船體的衍射現(xiàn)象更明顯2．(多選)一列簡諧橫波，在t＝0.6s時刻的圖像如圖甲所示，此時，P、Q兩質(zhì)點的位移均為－1cm，波上A質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示，則以下說法正確的是()A．這列波的波速是eq\f(50,3)m/sB．從t＝0.6s開始，緊接著的Δt＝0.6s時間內(nèi)，A質(zhì)點通過的路程是10mC．從t＝0.6s開始，質(zhì)點P比質(zhì)點Q早0.4s回到平衡位置D．若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為21m的障礙物不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象3．(多選)蝙蝠在洞穴中飛來飛去時；它利用超聲脈沖導(dǎo)航非常有效，這種超聲脈沖的頻率高于20000Hz，能持續(xù)1ms或不到1ms的短促發(fā)射，