天津市耀华滨海学校高三物理学案：12.5波的衍射新人教版

1、第五节 波的衍射新知预习（1）“闻其声而不见其人”是声波的_现象.（2）光波的波长在_的范围，跟一般障碍物的尺寸相比非常_，所以通常的情况下看不到光的_，就说光沿_.（3）实验表明，当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_，或者比波长更_时，能观察到明显衍射现象.（4）衍射是_特有的现象.典题热题知识点一 衍射现象例1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.对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象D.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大解析：衍射是一切波特有的现象，所以选项A对C错.发生明显的衍射现象是有条件的，只有

2、缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B是正确的.声波的波长在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D也是正确的.答案：ABD误区警示 我们常见的衍射现象多数是横波，很多同学误认为纵波不能发生衍射.例2关于波的衍射现象下列说法正确的是( )A.当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B.只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时会观察到明显的衍射现象C.只有波才有衍射现象D.以上说法均不正确解析：当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只不过不明显；只有当孔、缝

3、或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才会发生明显衍射现象，切不可把此条件用来判断波是否发生了衍射现象.答案：B知识点二 发生明显衍射现象的条件例3在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振动频率为5 Hz，水波在水槽中传播速度为0.05 m/s，为使实验效果明显，使用小孔直径d不能超过_m.解析：由v=f知= m=0.01 m. 要发生明显衍射，应使d,所以d0.01 m.答案：0.01方法归纳 发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长相差不多.知识点三 衍射现象实验分析例4如图12-5-5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

4、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( )图12-5-5A.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解析：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，A选项正确.由于在同一均匀介质中，波的传播速度没有变化，波的频率是一定的，又根据=测得波长没有变化，所以B选项是正确的.当孔扩大后，明显衍射的条件将被破坏，故C选项正确.如果孔的大小不变，使波源频率增

5、大，则波长减小，孔的尺寸将比波长，失去发生明显的衍射现象的条件，因此D选项不正确.答案：ABC知识点四 衍射现象与波动的综合例5甲、乙二人分乘两只船在湖中钓鱼，两船相距24 m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动10次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有一个波峰，则此水波的波长为多少？波速为多少？若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？解析：本题主要考查了两个知识点：一是如何根据物理情景，求出描述波的物理量；二是发生明显衍射现象的条件.根据甲船和乙船的位置可判定出波长，根据每只船每分钟上下浮动的次数可知道波的频率.答案：由题意知：T= s=6

6、 s，设波长为，则24 m=+,=16 m，所以v= m/s= m/s.由于=16 m大于竖立电线杆的直径，所以当此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象.巧解提示 解此题应首先建立情景，大致画出两船之间的波形图，以便准确地确定波长；再根据波长和障碍物尺寸的关系确定是否会发生明显的衍射现象.自主广场我夯基我达标1.在做水波通过小孔衍射的演示实验时，激发水波的振子振动频率为5 Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05 m/s，为使实验效果更明显，使用小孔直径d应为多少米？思路解析：由发生明显衍射现象的条件知，当d时满足要求.由v=f得：=0.01 m，故d，所以d0.01 m.答案：d0.01

7、m2.对于波长为100 m的声波，下列说法正确的是（ )A.在同一均匀的介质中，此波长比20 m的声波传播得快B.不能被听见C.波长太长,不能产生明显的衍射D.不能产生反射思路解析：对于波长为100 m的声波，其频率为：f= z=3.4 Hz20 Hz，故正常人听不见，选项B正确.由于在同一种均匀的介质中，故声波的传播速度相同，选项A错误.由于声波也是机械波，具有波的一切性质，故C、D错误.答案：B3.下列说法正确的是（ )A.衍射是一切波特有的现象B.对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显C.听到回声是声波的衍射现象D.听到回声是共鸣现象思路解析：衍射是波特有的现象，是波区别于其他物质的特征，

8、障碍物或孔的尺寸越小，越能满足发生明显衍射现象的条件，回声是声波的反射现象，如果回声到达人耳比原声滞后0.1 s以上，就能区分回声和原声.答案：AB4.波长为0.01 m的超声波，在经过某一小孔时发生了明显的衍射现象，则这个小孔的可能直径（ )A.大约为1 m B.大约为0.01 mmC.大约为0.1 cm D.大约为0.1 dm思路解析：发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的大小比波长小或相差不大，波长为0.01 m的超声波，所以孔的可能直径大约为0.01 m或0.01 mm，也有可能为0.1 cm左右.答案：BCD5.波长为60 m和17 m的两列声波在空气中传播时，下列叙述正确的是（ )

9、A.波长60 m的声波比17 m的声波传播速度慢B.波长60 m的声波比17 m的声波频率小C.波长60 m的声波比17 m的声波易发生衍射D.波长60 m的声波不能被反射思路解析：不管波长长度为多少，声波在空气中传播速度都为340 m/s，由波长、声速、频率关系可知f=,波长越长，频率越小，所以A错，B对.由发生明显衍射的条件可知，波长较长，发生衍射较容易，C对.任何波都可以发生反射，D错.答案：BC6.下列现象或事实属于衍射现象的是（ )A.风从窗户吹进来B.雪堆积在背风的屋后C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石，小石对波的传播没有影响D.晚上看到水中月亮的倒影思路解析：波在传播过程中

10、偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射.C与衍射现象相符. 答案：C7.关于波的衍射现象，下列说法正确的是（ )A.某些波在一定条件下才有衍射现象 B.某些波在任何情况下都有衍射现象C.一切波在一定条件下才有衍射现象 D.一切波在任何情况下都有衍射现象思路解析：一切波只要遇到障碍就会发生衍射现象，但要发生明显衍射现象的条件是障碍物的大小和波的波长差不多.答案：D8.一列水波穿过小孔产生了衍射现象，衍射的水波与原来的水波相比（ )A.波长变短了 B.频率变高了C.波速没有变化 D.质点的振幅变小了思路解析：由于衍射使波的能量分布范围变大，从而导致单位面积上的能量变小，振幅变小.答案：CD我综合

11、我发展9.人类耳朵能听到的声波频率为20 Hz20 000 Hz，频率低于20 Hz的声波叫次声波，高于20 000 Hz的声波称为超声波.次声波有很强的穿透力，它会与人体肌肉、内脏器官固有的振动频率发生共振，产生较大的振幅和能量，从而造成人体结构的巨大破坏甚至死亡.美国专家研制出一种次声波炸弹，专门对付抢劫犯，只要控制好次声的强度，就能在几秒钟之内，使人昏迷又不至于丧命，它是对付劫持人质的劫机犯的最佳武器.请根据以上材料回答以下问题：（1）人耳能听到的声波波长的范围是什么？（2）假设人体单位面积上接收到能量为e的次声波就会造成死亡，今有一颗爆炸能量为E（转化为次声波的效率为）在人的正上方h处爆炸，h要多高，此人才是安全的？思路解析：