3.3波的反射折射和衍射（原卷版）

3.3波的反射、折射和衍射基础知识梳理基础知识梳理一、波的反射1.定义：波在传播过程中遇到会返回来继续的现象，叫波的。2.反射规律(1)反射波的波长、频率、波速都跟相同。(2)入射线(表示波的入射方向)、法线、反射线(表示波的反射方向)在同一，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于角。3.机械波的频率由决定，波速由决定，波长λ=,因反射波与入射波在同一介质中传播，故频率、波速、波长都二、波的折射1.定义：波从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象叫波的。2.一切波都会发生现象。3.在波的折射中，波的不改变，波速和都发生了变化。三、波的衍射1.定义：波可以绕过继续传播的现象叫波的。2.发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的现象。波长的波容易发生明显衍射。3.一切波都能发生，是波特有的现象。(1)一切波都能发生衍射，只是有的，有的而已。(2)衍射是波特有的现象，能发生衍射的就是波。典型例题分析典型例题分析考点一：波的衍射概念及产生明显衍射的条件【例1】如图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图像，乙图为参与波动质点P的振动图像，则下列判断正确的是（）A．该波的传播速率为8m/sB．该波的传播方向沿x轴正方向C．该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象D．经过0.5s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2m【变式练习】1．如图所示，正中心O点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（）A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域 D．阴影Ⅲ以外区域2．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的振动引起其浮标上下振动，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，衍射现象更明显考点二：生活中常见的波的衍射现象【例2】声波属于机械波。下列有关声波的描述中正确的是（）A．同一列声波在各种介质中的频率是相同的B．同一列声波在各种介质中的波长是相同的C．普通声波可以绕过障碍物传播，超声波只能沿直线传播D．声波的频率越高，它在空气中传播的速度就越大【变式练习】1．下列现象不属于波的明显衍射现象的是（）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2．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块，小石块对波的传播没有影响D．晚上看到水中月亮的倒影方法探究方法探究一、波的反射和折射及应用1.波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射现象和折射现象，如图所示，一些物理量相应地发生变化，比较如下：波现象比较项波的反射波的折射传播方向改变i＝i′改变r≠i频率f不变不变波速v不变改变波长λ不变改变2.说明(1)波的频率是由波源决定的，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)由v＝λf知，波长是由频率和波速共同决定的.在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝eq\f(v,f)可知波长不变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝eq\f(v,f)可知波长变大；反之变小.三、波的衍射1.波的衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播的现象.2.关于波的衍射的条件：应该说衍射是没有条件的，衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射.衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小是产生明显衍射的条件.3.波的衍射实质分析：波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出的与原来同频率的波在小孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向.波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.课后小练课后小练一、单选题1．在空旷的广场上有一堵较高大的墙，墙的一侧有一个正在播放男女声合唱歌曲的声源。某人从墙的另一侧远离墙的A点走到靠近墙的B点，在此过程中，如果从声波的衍射来考虑，则会听到（）A．声音变响，男声比女声更响 B．声音变响，女声比男声更响C．声音变弱，男声比女声更弱 D．声音变弱，女声比男声更弱2．牛顿把光看做沿直线前进的“弹丸”、惠更斯把光看做和“水波”一样的机械波，都是运用了（）A．理想化模型法 B．类比法C．控制变量法 D．等效替代法3．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不相等C．如果将孔AB扩大，仍可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，仍能观察到明显的衍射现象4．下列哪些现象不是由声音的反射形成的（）A．夏天下雨时，我们总是先看到闪电，后听到雷声B．北京天坛的回音壁的回音现象C．同样的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些D．在火车站候车大厅中，我们有时听不清播音员的声音5．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6．如图所示，实线a是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线b是这列波在t＝0.7s时刻的波形图。已知该波的波速是v＝10m/s，根据图形，则下列说法正确的是（）A．t＝0时刻x＝-3m处的质点向上振动B．该横波若遇到4m在障碍物不能发生明显衍射，但能发生明显反射C．经过t＝1s，x＝1m处的质点速度最大，方向沿y轴正方向D．t＝2.75s时刻x＝4m处的质点离开平衡位置位移为2cm7．如图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图像，乙图为参与波动质点P的振动图像，则下列判断正确的是（）A．该波的传播速率为8m/sB．该波的传播方向沿x轴正方向C．经过0.5s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2mD．该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象8．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，则波经过孔之后的传播情况，下列描述错误的是（

）A．此时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，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，能观察到更明显的衍射现象二、多选题9．如图所示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（）A．经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3mB．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向C．经过0.05s时，质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离D．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，能发生明显衍射现象10．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪。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3m，则A、B两处小船明显受到波浪影响B．假设波浪的波长约为3m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响C．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船明显受到波浪影响D．假设波浪的波长约为60m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响11．蟾蜍在水塘边平静的水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度与水的深度正相关，蟾蜍的鸣叫频率为1451Hz。下列说法正确的是（

）A．水波从浅水区传入深水区，频率变大B．在深水区，水波更容易发生衍射现象C．水面上飘落的树叶会被水波推向岸边D．测得图中蟾蜍左上位置水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s12．北京时间2022年1月15日汤加发生了火山爆发，火山爆发引起了巨大的海啸。假设图甲是这次火山爆发在某地引起的海啸的一列水面波在时刻的波形图，该水面波正在海面上传播，其传播方向沿x轴的正方向，图乙是质点N的振动图像，则下列说法正确的是（

）A．该列波的传播速度为B．在时，质点N具有向上的最大加速度C．再经过的时间，N点将向前传播到距离原点处D．若水面波前方有一尺寸为的石头，该水面波遇到石头后不能继续向前传播E．水面波传播过程中也能传递能量三、填空题13．两列频率、振动方向、初始相位均相同的波源S1、S2，在同一介质中传播时，某时刻t形成如图所示的干涉图样，图样中两波源S1、S2同时为波谷（实线表示波峰，虚线表示波谷），在图中标有A、B、C三个点，则振动加强的点是________，振动减弱的点是________。14．如图所示,水槽内有一振源,振动时产生的水波通过一个小缝隙发生衍射现象,为了使衍射现象更明显,可采用的方法是使小缝隙的宽度__________;或者是使振源的振动频率__________.(选填“增大”或“减小”)15．如右图所示，为水中两个振动情况完全