2024-2025学年人教版高二物理专项复习：波的反射、折射和衍射（举一反三）【五大题型】原卷版

波的反射、折射和衍射【五大题型】

＞题型梳理

目录

知识点1:波的反射..............................................................................1

【题型1波的反射的应用】......................................................................2

知识点2:波的折射..............................................................................3

【题型2对波的折射的理解】....................................................................4

【题型3波的反射与折射的综合】................................................................5

知识点3:波的衍射..............................................................................6

【题型4生活中波的衍射现象】..................................................................7

【题型5对波的衍射条件的理解】................................................................8

►举一反三

知识点1：波的反射

一、定义

波传播过程中，从一种介质传播到另一种介质表面时，返回原来介质传播的现象，称为波的反射。

二、反射角和入射角

（1）入射角：入射波的波线与法线的夹角，图中/a。

（2）反射角：反射波的波线与法线的夹角，图中/.。

法线

入射波的波线

8,反射波的波线

-a

三、反射定律

反射线、法线、入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。

四、能量变化

反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减

少。

【题型1波的反射的应用】

【例1】（多选）下列叙述中属于波的反射现象的是（）

A.夏日的雷声有时会轰鸣不绝

B.隔墙有耳

C.在空房间里讲话，会感到声音更响

D.水波从深水区进入浅水区传播方向发生改变

【变式1-1】某物体发出的声音在空气中的波长为1m,波速为340m/s,在海水中的波长为4.5m。

（1）该波的频率为多少Hz,在海水中的波速为多少m/s。

（2）若物体在海面上向海水发出的声音经1.5s后听到回声，则海水深为多少？

【变式1-2］渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位。已知某超声波频率为LOxlO^Hz,某时刻该超声波在

水中传播的波动图像如图所示。

（1）求该波的周期和波速；

（2）现测得该超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为2s,求鱼群与渔船间的距离（该时间内忽略船

和鱼群的运动）。

【变式1-3】利用超声波遇到物体发生反射的特性，可测定物体运动的速度，图甲中仪器A和B通过电缆

线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A提供超声波信号源，且能将B接收到的超声波信号进

行处理并在屏幕上显示其波形。现固定装置B,并将它对准匀速行驶的小车C,使其每隔固定时间7发射一

短促的超声波脉冲，图乙中1,2,3为B发射的超声波信号，L2\3,为对应的反射波信号，接收的反

射波滞后时间已在图中标出，其中北和己知，超声波在空气中的速度为%,则根据所给信息可判断小

车的运动方向,和速度大小为

知识点2：波的折射

一、定义

波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。

二、入射角和折射角

（1）入射角：入射波的波线与两介质界面法线的夹角叫作入射角，图中/a。

（2）折射角：折射波的波线与两介质界面法线的夹角叫作折射角，图中/八

,/

—r:十二一面

三、折射定律

入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧。入射角的正弦跟折射角的正弦

之比等于波在介质I中的波速与波在介质【I中的波速之比，即比=工=上。（由于波在一种介质中的波

sinrv222

速是一定的，所以五只与两种介质的性质有关，与入射角、折射角无关。）

丫2

①当%＞%时，，＞7，折射波线偏向法线。

②当匕＜匕时，，＜7,折射波线偏离法线。

③当垂直界面入射&=0）时，尸0,波的传播方向不改变，是波的折射中的特殊情况。

【注意】波在反射或折射后，其频率不变，故我们听到的回声与原声音调相同。

四、波的反射与折射的对比

波的反射波的折射

传播方向改变改变

频率/不变不变

波速V不变改变

波长乂不变改变

【题型2对波的折射的理解】

【例2】当波沿着介质传到边界时，除了会发生反射，一部分波会穿过边界进入另一种介质，并改变传播方

向，这就是波的如图所示，在水槽底部放置一块玻璃板，使得水槽B区域的深度比A区域浅。由于水

波在深水区和浅水区的传播速度不同，可将深水区和浅水区看作两种介质。波由深水区进入浅水区后波的

传播速度（选填“变大”、“变小”），传播方向也发生了变化。

水波在不同深度的水中传播

【变式2-1】一列波以60。的入射角入射到两种介质的界面，反射波线刚好与折射波线垂直，若入射波的波

长为0.6m,则反射波和折射波的波长分别为（）

A.0.6m,0.35mB.0.6m,0.6m

C.0.35m,0.6mD.0.35m,0.35m

【变式2-2］如图一列波以60。入射角入射到两种介质的界面，反射波与折射波夹角为75。。已知入射波的波

长为1.2m。求：

（1）折射波的波长；（结果保留两位有效数字）

(2)反射波的波长。

【变式2-3】一列声波在空气中的波长为0.2m,当该声波从空气中以某一角度传入介质II中时，波长变为

0.6m,如图所示，若空气中的声速是340m/s。求：

(1)该声波在介质II中传播时的频率；

(2)该声波在介质n中传播的速度；

(3)若声波垂直进入介质II,经0.4s返回空气，则介质n的深度为多少。

【题型3波的反射与折射的综合】

【例3】关于波的反射与折射，下列说法正确的是()

A.波发生反射时，波的频率不变，波速大小变小，波长变短

B.波发生反射时，波的频率、波长、波速大小均不变

C.波发生折射时，波的频率、波长、波速大小均发生变化

D.波发生折射时，波的频率发生改变，但波长、波速大小不变

【变式3-1］根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是()

A.声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生反射

B.声波从空气传到平静的湖面上，声波只在水面处发生折射

C.声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射

D.声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射

【变式3-2】图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则（）

A.2与1的波长、频率相等，波速不等

B.2与1的波速、频率相等，波长不等

C.3与1的波速、频率、波长均相等

D.3与1的频率相等，波速、波长均不等

【变式3-3】如图_______（选填Z”或?"）所示是水波的反射现象。机械波发生折射时，传播方向发生改变,

但______（选填“波速”、“波长”或“频率”）不变。

(a)(b)

知识点3：波的衍射

一、定义

波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射。例如，我们看到水波通过两障碍物之间的狭缝

后，可以形成半圆形的水波绕过障碍物向外扩散。

【注意】一切波都能发生衍射。衍射是波特有的现象。

二、发生明显衍射的条件

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。但当尺寸这小于波长时，尽管衍射

十分明显，但由于衍射波的能量很弱，衍射现象不容易被观察到。

【注】①缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长的关系仅是能否发生明显衍射现象的条件，但波的衍射没有

条件。

②波的衍射是波在传播过程中所具有的特征之一。衍射现象是否明显，通常的衡量标准就是缝、孔的宽度

或障碍物的尺寸与波长的比值大小，比值越小，衍射现象相对越明显。

【题型4生活中波的衍射现象】

【例4】下列现象属于波的衍射现象的是（）

A.在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声

B.“空山不见人，但闻人语响”

C.“余音绕梁，三日而不绝”

D.夏日的雷声有时轰鸣不绝

【变式4-1】关于衍射现象，下列说法正确的是（）

A.蝙蝠发出的超声波相比较普通人的声音更不容易发生衍射现象

B.“余音绕梁，三日不绝”，体现了声波衍射现象

C.“空山不见人，但闻人语响”，其原因是声波和光波均发生了衍射现象

D.双频路由器5GHz频段相比2.4GHz频段，其WIFI信号在房间里衍射更明显

【变式4-2］（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.声波容易发生衍射现象是由于声波波长较短

C.只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象

D.对同一列波，缝、孔或障碍物越小，衍射现象越明显

【变式4-3】如图所示，操场上的喇叭正在播放音乐，有高音也有低音。小红同学走到离操场不远的教学大

楼后面，此时已经完全看不到操场上的喇叭了，但依然可以听到喇叭的声音，这是声波的（选填

“干涉”或“衍射”）现象；小红同时发现，喇叭播放的音乐声有所减弱，但_______（选填“高音”或“低音”）

部分减弱得较明显一些。

【题型5对波的衍射条件的理解】

【例5】如图所示，一小型渔港的防波堤两端"N相距约60m,在防波堤后/、2两处有两个小船进港躲避

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，下列说法正确的是（）

MN

假设波浪的波长约为70m,则A、B两处小船基本上不受波浪影响

假设波浪的波长约为10m,则48两处小船明显受到波浪影响

假设波浪的波长约为55m,则43两处小船基本上不受波浪影响

假设波浪的波长约为55m,则/、8两处小船明显受到波浪影响

【变式5-1】如图所示，正中心。点是水面上一波源，实、虚线分别表示该时刻的波峰、波