3.3 波的反射、折射和衍射-高二物理同步講義（人教版選擇性必修第一冊(cè)）（教師版）

3.3波的反射、折射和衍射目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.通過演示實(shí)驗(yàn)，知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象。2.通過比較波的反射和折射，知道反射波和折射波的頻率、波速和波長(zhǎng)的變化關(guān)系。3.通過觀察，理解波發(fā)生明顯衍射的條件，并能用該條件解釋相關(guān)物理現(xiàn)象。知道什么是波的反射與折射現(xiàn)象，知道發(fā)生波的反射與折射現(xiàn)象的條件。并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。2.知道什么是波的衍射現(xiàn)象，知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。知識(shí)精講知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01波的反射與折射一、波的反射1．反射現(xiàn)象波遇到介質(zhì)界面會(huì)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．注意：反射波與入射波的波長(zhǎng)、頻率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波傳播的能量將減少．二、波的折射1．波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，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(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象．【即學(xué)即練1】機(jī)械波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生反射，如果用射線表示波的傳播方向，下列說法正確的是（）A．入射線與反射線一定在同一平面內(nèi)，法線與這一平面垂直B．入射線與反射線可能在法線同側(cè)C．“回聲”是聲波的反射現(xiàn)象D．“回聲”是聲波的折射現(xiàn)象【答案】C【解析】AB．波的反射遵守波的反射定律，即反射線在入射線和法線所決定的平面內(nèi)，分居法線兩側(cè)，故AB錯(cuò)誤；CD．聲波遇到障礙物時(shí)可發(fā)聲反射，形成回聲，因此“回聲”是聲波的反射現(xiàn)象，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。【即學(xué)即練2】如圖所示，圖中S為在水面上振動(dòng)的波源，M、N是水面上的兩塊擋板，其中N板可以上下移動(dòng)，兩板中間有一狹縫，此時(shí)測(cè)得A處水面沒有振動(dòng)，為使A處水面也能發(fā)生振動(dòng)，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．使波源的周期減小D．移動(dòng)N使狹縫的間距增大【答案】B【解析】A．當(dāng)波源頻率增大時(shí)，波長(zhǎng)減小，不易發(fā)生衍射，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)波源頻率減小時(shí)，波長(zhǎng)增大，可以使衍射現(xiàn)象更加明顯，故B正確；C．當(dāng)波源的周期減小時(shí)，波源頻率增大，波長(zhǎng)減小，不易發(fā)生衍射，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)移動(dòng)N使狹縫的間距增大，孔的間距增大，衍射現(xiàn)象會(huì)變?nèi)?，振?dòng)減弱，故D錯(cuò)誤；故選B。知識(shí)點(diǎn)02波的衍射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)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象．3．一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象．【即學(xué)即練3】下列說法正確的是()A．入射波面與法線的夾角為入射角 B．入射波面與界面的夾角為入射角C．入射波線與法線的夾角為入射角 D．入射角跟反射角相等【答案】CD【解析】入射波線與法線的夾角為入射角，而反射光線與法線的夾角為反射角，在波的反射中，入射角和反射夾相等，故CD正確，AB錯(cuò)誤；故選CD．能力拓展能力拓展考法01波的衍射1．產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或比波長(zhǎng)小．2．理解(1)衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射．(2)波的衍射總是存在的，只有“明顯”與“不明顯”的差異，不會(huì)出現(xiàn)“不發(fā)生衍射現(xiàn)象”的說法．(3)波傳到小孔(障礙物)時(shí)，小孔(障礙物)仿佛是一個(gè)新波源，由它發(fā)出與原來同頻率的波在孔(障礙物)后傳播，就偏離了直線方向．因此，波的直線傳播只是在衍射不明顯時(shí)的近似情況．【典例1】下列說法中正確的是（）A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象B．障礙物或孔越大越易產(chǎn)生衍射C．在空曠的山谷里叫喊，可以聽到回音，這是聲波的衍射現(xiàn)象D．在空曠的山谷里叫喊，可以聽到回音，這是聲音的反射現(xiàn)象【答案】AD【解析】A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象，A正確；B．障礙物或孔越小，越易產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；CD．在空曠的山谷里叫喊，可以聽到回音，這是聲音的反射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤D正確。故選AD。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練一、單選題1．如圖所示是水波遇到小孔后的圖像，圖中每?jī)蓷l實(shí)線間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，其中正確的圖像是（）A． B．C． D．【答案】D【解析】根據(jù)發(fā)生明顯衍射的條件，即當(dāng)波長(zhǎng)與小孔、障礙物尺寸相當(dāng)或大于小孔、障礙物的尺寸會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，波遇到小孔發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象時(shí)，小孔處相當(dāng)于新的波源；故選D。2．發(fā)波水槽中產(chǎn)生一列水波，用一支圓珠筆插入水中，如圖所示，筆對(duì)波的傳播（）A．有影響，水波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象B．有影響，水波不發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象C．無影響，水波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象D．無影響，水波不發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【答案】C【解析】ABCD．發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小，或跟波長(zhǎng)相差不多，圓珠筆的尺寸跟水波的波長(zhǎng)差不多，故能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，對(duì)水波的傳播無影響，C正確。故選C。3．如圖，是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，相鄰波紋間距離與AB間距相等。下列說法正確的是（）A．水面波經(jīng)過孔后波速減小B．水面波經(jīng)過孔后波紋間距離可能變大C．若波源頻率增大，衍射現(xiàn)象更明顯D．如果將孔擴(kuò)大，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象【答案】D【解析】A．在同一介質(zhì)水中，波速不變，A錯(cuò)誤；B．頻率由波源決定，保持不變，由可知波長(zhǎng)不變，即水面波經(jīng)過孔后波紋間距離不變，B錯(cuò)誤；C．若波源頻率增大，波長(zhǎng)變短，孔的尺寸大于波長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象會(huì)變得不明顯，C錯(cuò)誤；D．如果將孔擴(kuò)大，大于波長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象會(huì)變得不明顯，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，D正確。故選D。4．如圖所示，圓形實(shí)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(jìn)入∠CAE和∠DBF區(qū)域就叫波的衍射B．水波只要進(jìn)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【答案】B【解析】根據(jù)衍射定義，水波進(jìn)入陰影以外兩側(cè)的區(qū)域叫做波的衍射，不一定非得繞到障礙物后面的每一點(diǎn)。故選B。5．一列波在傳播過程中遇到一個(gè)障礙物，發(fā)生了一定程度的衍射，一定能使衍射現(xiàn)象更明顯的措施是（）A．增大障礙物尺寸，同時(shí)增大波的頻率B．增大障礙物尺寸，同時(shí)減小波的頻率C．縮小障礙物尺寸，同時(shí)增大波的頻率D．縮小障礙物尺寸，同時(shí)減小波的頻率【答案】D【解析】根據(jù)波的衍射條件可知，要想發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，則波長(zhǎng)大于障礙物的尺寸或者差不多，則要使衍射現(xiàn)象更明顯，則需縮小障礙物的尺寸，同時(shí)減小波的頻率，從而增大波長(zhǎng)，故選D。6．如圖所示為兩列不同頻率的水波通過相同的小孔所形成的衍射圖樣，由圖可知，兩列波的波長(zhǎng)和頻率的大小關(guān)系是（）A．λA＞λB，fA＞fB B．λA＜λB，fA＜fBC．λA＞λB，fA＜fB D．λA＜λB，fA＞fB【答案】C【解析】由圖知A圖衍射現(xiàn)象最明顯，B圖最不明顯，屬于A中波長(zhǎng)最大，B中波長(zhǎng)最短，而相同的介質(zhì)中，水波的速度相同，根據(jù)，可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，則頻率越小，故C正確，ABD錯(cuò)誤．故選C．7．古語云：“但聞其聲，不見其人”，這一現(xiàn)象是聲波的A．反射 B．折射 C．干涉 D．衍射【答案】D【解析】聲波的波長(zhǎng)比較長(zhǎng)，它能繞過一般的障礙物而被另一側(cè)的人聽到，容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，就產(chǎn)生了只聞其聲不見其人的現(xiàn)象，D正確；故選D。8．下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象B．障礙物或孔越小越易產(chǎn)生衍射C．在空曠的山谷里叫喊，可以聽到回音，這是聲波的衍射現(xiàn)象D．在空曠的山谷里叫喊，可以聽到回音，這是聲音的反射現(xiàn)象【答案】C【解析】A．衍射是一切波特有的現(xiàn)象，故A正確，不符合題意；B．障礙物或孔越小越易產(chǎn)生衍射，故B正確，不符合題意；CD．在空曠的山谷里叫喊，可以聽到回音，這是聲波的反射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤，符合題意，D正確，不符合題意。故選C。9．聲波能繞過某一建筑物而傳播，這是因?yàn)槁暡ǎǎ〢．是縱波 B．是機(jī)械波 C．發(fā)生了衍射現(xiàn)象 D．穿透力強(qiáng)【答案】C【解析】聲波能繞過某一建筑物傳播，聲音發(fā)生了衍射，說明聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng)．聲波雖是縱波，但繞過阻礙物的現(xiàn)象不能說明聲波是縱波．A．是縱波，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．是機(jī)械波，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．發(fā)生了衍射現(xiàn)象，與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D．穿透力強(qiáng)，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C點(diǎn)睛：波能繞過阻礙物的現(xiàn)象，這是波的衍射現(xiàn)象．10．水槽內(nèi)有一振源振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的水波通過一個(gè)空隙發(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（）.A．增加空隙寬度 B．減小空隙寬度 C．增加振源的振動(dòng)頻率 D．減小振源的振動(dòng)波長(zhǎng)【答案】B【解析】發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或相差不多，因此，為使衍射現(xiàn)象更明顯，可采用的方法是減小空隙寬度或用頻率較低的波，振動(dòng)頻率低，則對(duì)于波長(zhǎng)變大。A．增加空隙寬度與分析不符，故A錯(cuò)誤。B．減小空隙寬度與分析相符，故B正確。C．增加振源的振動(dòng)頻率與分析不符，故C錯(cuò)誤。D．減小振源的振動(dòng)波長(zhǎng)與分析不符，故D錯(cuò)誤。11．一列水波穿過小孔產(chǎn)生衍射，衍射后的水波（）.A．波長(zhǎng)增大 B．周期增大 C．頻率減小 D．振幅減小【答案】D【解析】由題意可知，水波發(fā)生衍射現(xiàn)象，由于頻率不變，則周期也不變，因繞過阻礙物繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象叫波的衍射，由于波速不變，則波長(zhǎng)也不變，因振動(dòng)能量的減弱，導(dǎo)致振幅減小。A．波長(zhǎng)增大與分析不符，故A錯(cuò)誤。B．周期增大與分析不符，故B錯(cuò)誤。C．頻率減小與分析不符，故C錯(cuò)誤。D．振幅減小與分析相符，故D正確。12．振源S在O點(diǎn)做沿豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，頻率為時(shí)刻向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波如圖所示，則以下說法錯(cuò)誤的是（）A．該橫波的波速大小為B．時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下C．時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置且振動(dòng)方向向下D．傳播過程中該橫波遇到小于1m的障礙物或小孔都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【答案】B【解析】A．由圖可知，該波的波長(zhǎng)是λ=2m，則波速大小為v=λ?f=2×5=10m/s故A正確；B．y軸右側(cè)的波向右傳播，根據(jù)波形的平移法得知，t=0時(shí)，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上。故B錯(cuò)誤；C．該波的周期T==0.2s所以t=0.5s=2Tx=3m處的介質(zhì)點(diǎn)與t=0時(shí)，x=2m處的介質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相同，t=0時(shí)，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下，那么所以t=0.5s時(shí)，x=3m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且振動(dòng)方向向下。故C正確；D．根據(jù)衍射的條件可知，傳播過程中波只有遇到小于2m或與2m差不大的障礙物或小孔都能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。故D正確。故選B。13．如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，時(shí)刻，該波傳播到x軸上的質(zhì)點(diǎn)B處，質(zhì)點(diǎn)A在負(fù)的最大位移處。在t=0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A恰第二次出現(xiàn)在正的最大位移處，則（）A．該波的周期為0.3sB．該波的波速等于10m/sC．t=0.6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B在平衡位置處且向下運(yùn)動(dòng)D．該簡(jiǎn)諧橫波遇到寬為0.8m的障礙物時(shí)，不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【答案】B【解析】A．從t=0到t=0.3s質(zhì)點(diǎn)A恰第二次出現(xiàn)在正的最大位移處可得，故A錯(cuò)誤。B．由故B正確。C．t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B在平衡位置處且向上運(yùn)動(dòng)，則t=0.6s時(shí)，即3T后，質(zhì)點(diǎn)B仍在平衡位置處且向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤。D．發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)更小，該簡(jiǎn)諧橫波遇到寬為0.8m的障礙物時(shí)，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象。故D錯(cuò)誤。故選B。二、多選題14．下列敘述屬于波的反射現(xiàn)象的是（）A．夏日的雷聲有時(shí)會(huì)轟鳴不絕 B．在空房間里講話，會(huì)感到聲音更響C．墻里講話墻外聽 D．講話者又聽到自己的回聲【答案】ABD【解析】墻里講話墻外聽是波的衍射現(xiàn)象，A、B、D選項(xiàng)描述的現(xiàn)象均屬于波的反射現(xiàn)象。故選ABD。15．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(gè)小船進(jìn)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，下列說法正確的有（）A．假設(shè)波浪的波長(zhǎng)約為10m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響B(tài)．假設(shè)波浪的波長(zhǎng)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(zhǎng)約為55m，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(zhǎng)約為55m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響【答案】AD【解析】A、B兩處小船明顯受到影響是因?yàn)樗òl(fā)生明顯的衍射，波浪能傳播到A、B處，當(dāng)障礙物或縫隙的尺寸比波長(zhǎng)小或跟波長(zhǎng)差不多的時(shí)候，會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，AD正確，BC錯(cuò)誤。故選AD。16．一列水波通過某孔的實(shí)際情況如圖所示，現(xiàn)把孔的尺寸變小，或者把水波的波長(zhǎng)變大，水波通過孔后的假想情況如圖四幅圖所示，其假想錯(cuò)誤的圖示有（）A．孔變小 B．孔變小C．波長(zhǎng)變大 D．波長(zhǎng)變大【答案】BD【解析】衍射現(xiàn)象是普遍存在的。波遇到障礙物時(shí)都有繞過障礙物的特性，即衍射現(xiàn)象，當(dāng)障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小或差不多時(shí)能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，所以AC正確，不符合題意；BD錯(cuò)誤，符合題意；故選BD。17．如圖為演示波的衍射裝置，S為水平面上振動(dòng)的波源，M、N是水面上的兩塊擋板，其中N板可以移動(dòng)，兩板間有一狹縫，此時(shí)測(cè)得圖中A處沒有振動(dòng)，下列說法正確的是()A．使波源的振動(dòng)頻率增大，可以使A處的水振動(dòng)起來B．使波源的振動(dòng)頻率減小，可以使A處的水振動(dòng)起來C．移動(dòng)N板使狹縫間距增大，可以使A處的水振動(dòng)起來D．當(dāng)A點(diǎn)振動(dòng)后，擋板兩邊的波紋間距相等【答案】BD【解析】發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或者小孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)小，根據(jù)這個(gè)條件，本題需減小狹縫的寬度或增大波長(zhǎng)，即可求得．A處沒有振動(dòng)說明不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，必須減小狹縫的寬度或增大波長(zhǎng)．所以C是錯(cuò)誤的．要想增大波長(zhǎng)，由知，當(dāng)減小時(shí)，增大,所以B正確，A錯(cuò)誤．發(fā)生衍射前后，波速，波長(zhǎng)都是不變的，D正確．故選擇BD.18．關(guān)于波的衍射現(xiàn)象下列說法正確的是()A．當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，一定不會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象B．只有孔的尺寸與波長(zhǎng)相差不多時(shí)，或者比波長(zhǎng)還小時(shí)會(huì)觀察到明顯的衍射現(xiàn)象C．只有波才有衍射現(xiàn)象D．以上說法均不正確【答案】BC【解析】AB．當(dāng)孔的尺寸比波長(zhǎng)大時(shí)，會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，只不過不明顯．只有當(dāng)孔、縫或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才會(huì)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象，故C正確，D錯(cuò)誤．故選BC．19．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(duì)同一列波，縫、孔或障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯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(zhǎng)較長(zhǎng)【答案】ABD【解析】AC．衍射是一切波特有的現(xiàn)象，故A正確，C錯(cuò)誤；B．發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是有條件的，只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，故B正確；D．聲波的波長(zhǎng)1.7cm到17m之間，一般常見的障礙物或孔的大小可與之相比，由于聲波的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，所以聲波容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確．故選ABD．20．如圖，下列各圖分別表示一列水波在傳播過程中遇到了小孔（A、B圖）或障礙物（C、D圖），其中能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的有（）A． B． C． D．【答案】BD【解析】發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物（或孔）的尺寸跟波長(zhǎng)差不多甚至比波長(zhǎng)還小。A.圖中孔的尺寸比水波的波長(zhǎng)差不多大兩倍，衍射不明顯，故A錯(cuò)誤；B.圖中孔的尺寸比水波的波長(zhǎng)還小，能發(fā)生明顯衍射，故B正確；C.圖中障礙物的尺寸比水波的波長(zhǎng)大好幾倍，衍射不明顯，故C錯(cuò)誤；D.圖中障礙物的尺寸比水波的波長(zhǎng)還小，能發(fā)生明顯衍射，故D正確.故選BD.21．如圖所示，當(dāng)波源和障礙物都靜止不動(dòng)時(shí)，波源發(fā)出的波在障礙物處不能發(fā)生明顯衍射。下列措施可能使波發(fā)生較為明顯衍射的是（）A．增大波源的振動(dòng)頻率B．減小波源的振動(dòng)頻率C．增大障礙物的長(zhǎng)度D．減小障礙物的長(zhǎng)度【答案】BD【解析】CD．不能發(fā)生明顯衍射的原因是障礙物的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)，則增大波長(zhǎng)或減小障礙物的長(zhǎng)度可能使波發(fā)生較為明顯的衍射，C錯(cuò)誤，D正確。AB．由可知，v不變，減小f，λ增大，A錯(cuò)誤，B正確。故選BD。題組B能力提升練一、單選題1．小河中有一個(gè)實(shí)心橋墩P，A為靠近橋墩浮在平靜水面上的一片樹葉，俯視如圖所示。現(xiàn)在S處以某一頻率拍打水面，使形成的水波能帶動(dòng)樹葉A明顯振動(dòng)起來，可以采用的方法是（）A．以較低的頻率拍打水面 B．以較高的頻率拍打水面C．只要拍打，A就會(huì)明顯振動(dòng) D．無論怎樣拍打，A都不會(huì)明顯振動(dòng)【答案】A【解析】拍打水面時(shí)，水波中的質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，形成的波向前傳播，以較高的頻率拍打水面，則質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率增加，波的頻率與振動(dòng)的頻率相等，波速不變，頻率增大，根據(jù)可知波長(zhǎng)減小，衍射現(xiàn)象不明顯；反之以較低的頻率拍打水面，波長(zhǎng)增大，衍射現(xiàn)象更明顯。故以較低的頻率拍打水面，可以使衍射現(xiàn)象明顯，以帶動(dòng)樹葉A明顯振動(dòng)起來，選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。2．如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置。AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源。圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋（圖中曲線）之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則關(guān)于波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述中正確的是（）A．此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象B．頻率不變，則AB孔越大，擋板后面的相鄰波紋間距越大C．頻率不變，將孔擴(kuò)大，可觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象D．孔的大小不變，使波源頻率增大，可觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象【答案】A【解析】A．當(dāng)孔、縫的寬度與波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)還小時(shí)，就能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，A正確；B．由于同一列波的頻率不變，而衍射前后波速相同，因此衍射前后波長(zhǎng)相同，即擋板前后的相鄰波紋之間距離相等，B錯(cuò)誤；C．頻率不變，波速不變，波長(zhǎng)不變，如果將孔擴(kuò)大，有可能使孔的寬度大于波的波長(zhǎng)，這樣可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，只有當(dāng)孔、縫的寬度與波長(zhǎng)差不多或者比波長(zhǎng)還小時(shí)，就能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤；D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，因?yàn)椴ㄋ俨蛔儯煽芍?，波長(zhǎng)減小，有可能使孔的寬度大于波的波長(zhǎng)，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。故選A。3．如圖所示，圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖像，從該時(shí)刻起，下列說法正確的是（）A．經(jīng)過0.05s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離大于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離B．經(jīng)過0.15s，P質(zhì)點(diǎn)沿x軸的正方向移動(dòng)了3mC．經(jīng)過0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向D．若該波在傳播過程中遇到一個(gè)尺寸為0.5m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【答案】D【解析】A．根據(jù)乙圖可知周期，此時(shí)P點(diǎn)在平衡位置向上振動(dòng)，所以波沿x軸正方向傳播，經(jīng)過0.05s時(shí)，即經(jīng)過，P達(dá)到波峰處，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離，故A錯(cuò)誤；B．該波的波速經(jīng)過0.15s，波沿x軸的正方形傳播了但是質(zhì)點(diǎn)不會(huì)沿波的傳播方向移動(dòng)，只會(huì)在平衡位置附近振動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．經(jīng)過0.1s時(shí)，即經(jīng)過，質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波谷，故C錯(cuò)誤；D．該波的波長(zhǎng)，當(dāng)障礙物的尺寸比波長(zhǎng)小、或跟波長(zhǎng)差不多時(shí)能夠發(fā)生明顯的衍射，所以若該波在傳播過程中遇到一個(gè)尺寸為0.5m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故D正確。故選D。4．小河中有一個(gè)實(shí)心橋墩P，A為靠近橋墩浮在水面上的一片樹葉，俯視圖如圖所示，小河水面平靜?，F(xiàn)在S處以某一頻率拍打水面，要使形成的水波能帶動(dòng)樹葉A振動(dòng)起來，可以采用的方法是（）A．無論怎樣拍打，A都能振動(dòng)起來 B．無論怎樣拍打，A都不會(huì)振動(dòng)起來C．降低拍打水面的頻率 D．提高拍打水面的頻率【答案】C【解析】要使樹葉振動(dòng)起來，需要波衍射到樹葉處，因?yàn)檎系K物的尺寸較大，所以要增加水面波的波長(zhǎng)才能較好發(fā)生衍射，故可降低拍打水面的頻率，故選C。5．如圖所示，沿x軸正方向傳播的一列橫波在某時(shí)刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200m/s，下列說法正確的是（）A．從圖示時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)a先到平衡位置B．從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)0.01s質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為0.8mC．若該波波源從0點(diǎn)沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，則在x=2000m處接收到的波的頻率將小于50HzD．若該波傳播中遇到寬約3m的障礙物能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【答案】D【解析】A．根據(jù)上下坡法則，b點(diǎn)處于上坡階段，所以b點(diǎn)先沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)再向沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)到平衡位置，則從圖示時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)a慢到平衡位置，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)則從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)0.01s質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)了半個(gè)周期，其通過的路程為B錯(cuò)誤；C．該波的振動(dòng)頻率為改變振動(dòng)方向，其振動(dòng)頻率保持不變，并且各點(diǎn)的振動(dòng)頻率都相同，C錯(cuò)誤；D．若該波傳播中遇到寬約3m的障礙物時(shí)，波長(zhǎng)與障礙物的寬度接近，所以能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，D正確。故選D。二、多選題6．一列簡(jiǎn)諧橫波在同一介質(zhì)中傳播，圖甲是某時(shí)刻的波形圖，圖乙是從該時(shí)刻起質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像，下列說法正確的是（）A．從該時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置B．從該時(shí)刻起，再經(jīng)過，P質(zhì)點(diǎn)通過的路程為12mC．若該波的頻率變?yōu)?.5Hz，則波速變?yōu)?0m/sD．若該波遇到尺寸為5m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【答案】BD【解析】A．由A點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A向上振動(dòng)，由波形圖可知，波沿x軸負(fù)向傳播，則P點(diǎn)向下振動(dòng)，則從該時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q后回到平衡位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T=0.8s，而，則從該時(shí)刻起，再經(jīng)過，P質(zhì)點(diǎn)通過的路程為1.5×4A=6A=6×2m=12m，選項(xiàng)B正確；C．該波的波速為因?yàn)椴ㄋ僦慌c介質(zhì)有關(guān)，與波的頻率無關(guān)，則若該波的頻率變?yōu)?.5Hz，則波速仍為25m/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．因該波的波長(zhǎng)為20m，則若該波遇到尺寸為5m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)D正確。故選BD。7．在水波槽的衍射實(shí)驗(yàn)中，若打擊水面的振子其振動(dòng)圖象如圖所示，水波在水槽中的傳播速度為0.05m/s，為觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)為()A．2cm B．1cm C．小于2cm D．小于1cm【答案】BD【解析】由圖可知波動(dòng)周期為，所以水波的波長(zhǎng)為要觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，小孔直徑d應(yīng)小于波長(zhǎng)或與波長(zhǎng)相當(dāng)，即直徑d為1cm或小于1cm。故選BD。8．如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰波紋（圖中曲線）之間距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述正確的是（）A．此時(shí)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(kuò)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【答案】ABC【解析】A．由題圖可知，孔的尺寸與水波的波長(zhǎng)差不多，故此時(shí)能觀察到明顯的波的衍射現(xiàn)象，A正確；B．波通過孔后，波速、頻率、波長(zhǎng)不變，則擋板前后波紋間的距離相等，B正確；C．如果將孔AB擴(kuò)大，若孔的尺寸遠(yuǎn)大于水波的波長(zhǎng)，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，C正確；D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，因?yàn)椴ㄋ俨蛔?，根?jù)λ=知，波長(zhǎng)減小，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。故選ABC。9．一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=2s時(shí)的波動(dòng)圖象如圖甲所示，該波傳播路徑上某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示。則下列判斷正確的是（）A．該波中的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為4HzB．若圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，則簡(jiǎn)諧波向x軸負(fù)方向傳播C．若簡(jiǎn)諧波向x軸正方向傳播，則t=3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到波峰位置D．若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.8m/s，則它在該介質(zhì)中的傳播周期為5sE.該波在傳播過程中若遇到直徑d=3.8m的圓形障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【答案】BCE【解析】A．由題圖乙可知簡(jiǎn)諧橫波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為4s，所以該波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為0.25Hz，故A錯(cuò)誤；B．若題圖乙是質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象，在t=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可以判斷簡(jiǎn)諧波向x軸負(fù)方向傳播，故B正確；C．若簡(jiǎn)諧波向x軸正方向傳播，在t=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向振動(dòng)，t=3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到波峰位置，故C正確；D．機(jī)械波從一種介質(zhì)傳入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變，則T=不變，故D錯(cuò)誤；E．d=3.8m略小于λ=4m，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故E正確。故選BCE。10．關(guān)于波的干涉和衍射，下列說法正確的是（）A．波遇到障礙物時(shí)，一定會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B．“聞其聲而不見其人”，說明聲波也能發(fā)生衍射C．頻率不相同的兩列波也能發(fā)生干涉D．聲波、電磁波等一切波都能發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象【答案】BD【解析】A．當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相差不多或者比波長(zhǎng)更小時(shí)才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；B．聲波波長(zhǎng)在1.7cm～17m之間，所以聲波可以繞過一般的障礙物，“聞其聲而不見其人”，就是聲波的衍射現(xiàn)象，B正確；C．只有頻率相同的兩列波才能發(fā)生干涉，C錯(cuò)誤；D．干涉和衍射是波的特有現(xiàn)象，聲波、電磁波等一切波都能發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象，D正確。故選BD。11．圖甲為一簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)的波形圖，Р是平衡位置在x=0.5m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點(diǎn)；圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是（）A．這列波沿x軸負(fù)方向傳播B．這列波的傳播速度為10m/sC．從到，P通過的路程為30cmD．該波在傳播過程中若遇到直徑為3m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象【答案】AD【解析】A．由質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象可知，在t=0.1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q向下振動(dòng)，由波形圖可知，這列波沿x軸負(fù)方向傳播，A正確；B．由圖中中讀出波長(zhǎng)λ=8m，周期T=0.2s，可知波速v==40m/sB錯(cuò)誤；C．從t=0s到t=0.15s經(jīng)過了t=0.05s=T由于t=0s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P不在平衡位置，也不在最高點(diǎn)或最低點(diǎn)位置，則其通過的路程不等于A=30cm，C錯(cuò)誤；D．由于λ=8m>3m則該波在傳播過程中若遇到直徑為3m的障礙物，能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，D正確。故選AD。12．一列簡(jiǎn)諧橫波，在時(shí)的圖像如圖甲所示，波上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．這列波沿軸負(fù)方向傳播B．這列波的波速是C．從開始，在時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為D．該波在傳播過程中遇到尺寸為的障礙物時(shí)不能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【答案】BC【解析】A．由乙圖讀出t=0.6s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的速度方向?yàn)檠貀軸負(fù)方向，由甲圖判斷出波的傳播方向?yàn)檠豿軸正方向，故A錯(cuò)誤；B．由甲圖讀出該波的波長(zhǎng)為λ=20m，由乙圖周期為T=1.2s，則波速為故B正確；C．△t=0.6s=0.5T，質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過的路程是4倍振幅，則經(jīng)過△t=0.6s時(shí)間，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程是S=2A=2×2m=4m故C正確；D．該波的波長(zhǎng)為20m，根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象是障礙物的尺寸小于波長(zhǎng)，或與波長(zhǎng)差不多，知該波在傳播過