3.3波的反射、折射和衍射基礎知識梳理基礎知識梳理一、波的反射1.定義：波在傳播過程中遇到會返回來繼續(xù)的現(xiàn)象，叫波的。2.反射規(guī)律(1)反射波的波長、頻率、波速都跟相同。(2)入射線(表示波的入射方向)、法線、反射線(表示波的反射方向)在同一，反射線與入射線分居法線兩側(cè)，反射角等于角。3.機械波的頻率由決定，波速由決定，波長λ=,因反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，故頻率、波速、波長都二、波的折射1.定義：波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫波的。2.一切波都會發(fā)生現(xiàn)象。3.在波的折射中，波的不改變，波速和都發(fā)生了變化。三、波的衍射1.定義：波可以繞過繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫波的。2.發(fā)生明顯衍射的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的現(xiàn)象。波長的波容易發(fā)生明顯衍射。3.一切波都能發(fā)生，是波特有的現(xiàn)象。(1)一切波都能發(fā)生衍射，只是有的，有的而已。(2)衍射是波特有的現(xiàn)象，能發(fā)生衍射的就是波。典型例題分析典型例題分析考點一：波的衍射概念及產(chǎn)生明顯衍射的條件【例1】如圖所示，甲為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波動圖像，乙圖為參與波動質(zhì)點P的振動圖像，則下列判斷正確的是（）A．該波的傳播速率為8m/sB．該波的傳播方向沿x軸正方向C．該波在傳播過程中若遇到3m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象D．經(jīng)過0.5s時間，質(zhì)點P沿波的傳播方向向前傳播2m【變式練習】1．如圖所示，正中心O點是水面上一波源，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2．如圖所示，有一人在河邊釣魚，浮標位于A點，S為在水面上沿豎直方向振動的波源，M、N是水面上的兩塊固定擋板，兩板中間有一狹縫。波源S的振動引起其浮標上下振動，下列說法正確的是（）A．減小波源的振幅，可以減小波源S的振動對浮標的影響B(tài)．增大波源的振幅，可以減小波源S的振動對浮標的影響C．減小波源的波長，衍射現(xiàn)象更明顯D．增大波源的振動頻率，衍射現(xiàn)象更明顯考點二：生活中常見的波的衍射現(xiàn)象【例2】聲波屬于機械波。下列有關(guān)聲波的描述中正確的是（）A．同一列聲波在各種介質(zhì)中的頻率是相同的B．同一列聲波在各種介質(zhì)中的波長是相同的C．普通聲波可以繞過障礙物傳播，超聲波只能沿直線傳播D．聲波的頻率越高，它在空氣中傳播的速度就越大【變式練習】1．下列現(xiàn)象不屬于波的明顯衍射現(xiàn)象的是（）A．“隔墻有耳” B．“空山不見人，但聞人語聲”C．河中蘆葦后面沒有留下無波的區(qū)域 D．池中假山前有水波，假山后無水波2．下列現(xiàn)象或事實屬于衍射現(xiàn)象的是（

）A．風從窗戶吹進來B．雪堆積在背風的屋后C．水波前進方向上遇到凸出在水面上的小石塊，小石塊對波的傳播沒有影響D．晚上看到水中月亮的倒影方法探究方法探究一、波的反射和折射及應用1.波向前傳播在兩介質(zhì)的界面上同時發(fā)生了反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象，如圖所示，一些物理量相應地發(fā)生變化，比較如下：波現(xiàn)象比較項波的反射波的折射傳播方向改變i＝i′改變r≠i頻率f不變不變波速v不變改變波長λ不變改變2.說明(1)波的頻率是由波源決定的，介質(zhì)中各個質(zhì)點的振動都是受迫振動，因此不論是反射還是折射，波的頻率是不改變的.(2)波速是由介質(zhì)決定的，波反射時是在同一介質(zhì)中傳播，因此波速不變，波折射時是在不同介質(zhì)中傳播，因此波速改變.(3)由v＝λf知，波長是由頻率和波速共同決定的.在波的反射中，由于波的頻率和波速均不變，根據(jù)公式λ＝eq\f(v,f)可知波長不變；在波的折射中，當進入新的介質(zhì)中波速增大時，由λ＝eq\f(v,f)可知波長變大；反之變小.三、波的衍射1.波的衍射：波繞過障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象.2.關(guān)于波的衍射的條件：應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.3.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.課后小練課后小練一、單選題1．在空曠的廣場上有一堵較高大的墻，墻的一側(cè)有一個正在播放男女聲合唱歌曲的聲源。某人從墻的另一側(cè)遠離墻的A點走到靠近墻的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．聲音變響，女聲比男聲更響C．聲音變?nèi)?，男聲比女聲更?D．聲音變?nèi)酰暠饶新暩?．牛頓把光看做沿直線前進的“彈丸”、惠更斯把光看做和“水波”一樣的機械波，都是運用了（）A．理想化模型法 B．類比法C．控制變量法 D．等效替代法3．某同學使用如圖所示的實驗裝置觀察水面波衍射，AC、BD是擋板，AB是一個孔，O是波源。圖中曲線中，每兩條相鄰波紋之間距離是一個波長，波經(jīng)過孔之后，下列描述正確的是（）A．不能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象B．擋板前后波紋間距離不相等C．如果將孔AB擴大，仍可能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象D．如果孔的大小不變，使波源頻率減小，仍能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象4．下列哪些現(xiàn)象不是由聲音的反射形成的（）A．夏天下雨時，我們總是先看到閃電，后聽到雷聲B．北京天壇的回音壁的回音現(xiàn)象C．同樣的聲音在房間里比在曠野里聽起來響亮些D．在火車站候車大廳中，我們有時聽不清播音員的聲音5．下列說法正確的是（）A．波發(fā)生反射時，波的頻率不變，波速變小，波長變短B．波發(fā)生反射時，頻率、波長、波速均發(fā)生變化C．波發(fā)生折射時，波的頻率不變，但波長、波速發(fā)生變化D．波發(fā)生折射時，波的頻率、波長、波速均發(fā)生變化6．如圖所示，實線a是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，虛線b是這列波在t＝0.7s時刻的波形圖。已知該波的波速是v＝10m/s，根據(jù)圖形，則下列說法正確的是（）A．t＝0時刻x＝-3m處的質(zhì)點向上振動B．該橫波若遇到4m在障礙物不能發(fā)生明顯衍射，但能發(fā)生明顯反射C．經(jīng)過t＝1s，x＝1m處的質(zhì)點速度最大，方向沿y軸正方向D．t＝2.75s時刻x＝4m處的質(zhì)點離開平衡位置位移為2cm7．如圖所示，甲為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t＝0時刻的波動圖像，乙圖為參與波動質(zhì)點P的振動圖像，則下列判斷正確的是（）A．該波的傳播速率為8m/sB．該波的傳播方向沿x軸正方向C．經(jīng)過0.5s時間，質(zhì)點P沿波的傳播方向向前傳播2mD．該波在傳播過程中若遇到3m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象8．如圖所示是觀察水面波衍射的實驗裝置，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，下列描述錯誤的是（

）A．此時能觀察到明顯的波的衍射現(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，能觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象二、多選題9．如圖所示，圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖像，從該時刻起，下列說法正確的是（）A．經(jīng)過0.15s，波沿x軸的正方向傳播了3mB．經(jīng)過0.1s時，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸負方向C．經(jīng)過0.05s時，質(zhì)點Q距平衡位置的距離大于質(zhì)點P距平衡位置的距離D．若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為0.5m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象10．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兩處有兩艘小船進港躲避風浪。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，下列說法中正確的有（）A．假設波浪的波長約為3m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響B(tài)．假設波浪的波長約為3m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響C．假設波浪的波長約為60m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響D．假設波浪的波長約為60m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響11．蟾蜍在水塘邊平靜的水面上鳴叫，形成如圖所示的水波。已知水波的傳播速度與水的深度正相關(guān)，蟾蜍的鳴叫頻率為1451Hz。下列說法正確的是（

）A．水波從淺水區(qū)傳入深水區(qū)，頻率變大B．在深水區(qū)，水波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C．水面上飄落的樹葉會被水波推向岸邊D．測得圖中蟾蜍左上位置水波兩個相鄰波峰間距離為0.5cm，則此處水波的波速約為7.3m/s12．北京時間2022年1月15日湯加發(fā)生了火山爆發(fā)，火山爆發(fā)引起了巨大的海嘯。假設圖甲是這次火山爆發(fā)在某地引起的海嘯的一列水面波在時刻的波形圖，該水面波正在海面上傳播，其傳播方向沿x軸的正方向，圖乙是質(zhì)點N的振動圖像，則下列說法正確的是（

）A．該列波的傳播速度為B．在時，質(zhì)點N具有向上的最大加速度C．再經(jīng)過的時間，N點將向前傳播到距離原點處D．若水面波前方有一尺寸為的石頭，該水面波遇到石頭后不能繼續(xù)向前傳播E．水面波傳播過程中也能傳遞能量三、填空題13．兩列頻率、振動方向、初始相位均相同的波源S1、S2，在同一介質(zhì)中傳播時，某時刻t形成如圖所示的干涉圖樣，圖樣中兩波源S1、S2同時為波谷（實線表示波峰，虛線表示波谷），在圖中標有A、B、C三個點，則振動加強的點是________，振動減弱的點是________。14．如圖所示,水槽內(nèi)有一振源,振動時產(chǎn)生的水波通過一個小縫隙發(fā)生衍射現(xiàn)象,為了使衍射現(xiàn)象更明顯,可采用的方法是使小縫隙的寬度__________;或者是使振源的振動頻率__________.(選填“增大”或“減小”)15．如右圖所示，為水中兩個振動情況完全