新教材2025版高中物理第三章機(jī)械波4.波的反射與折射學(xué)案教科版選擇性必修第一冊(cè)

4．波的反射與折射課標(biāo)要求1.相識(shí)波的反射和折射現(xiàn)象，知道波的反射和折射規(guī)律．2．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，理解反射定律和折射定律的內(nèi)容及其特點(diǎn)．思維導(dǎo)圖必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基一、波的反射現(xiàn)象1．定義波在傳播的過程中，遇到兩種介質(zhì)的界面時(shí)返回到原介質(zhì)接著傳播的現(xiàn)象叫作波的反射．[舉例]人在空房間里講話要比在一般房間里感覺聲音響，是由于聲波在空房間里遇到墻壁、地面、天花板等障礙物發(fā)生反射，一般房間里的帳幔、地毯、衣物等會(huì)汲取聲波，會(huì)影響室內(nèi)的音響效果．2．波的反射定律機(jī)械波在兩種介質(zhì)的界面處要發(fā)生反射，反射波線與入射波線、法線位于______________，反射波線與入射波線位于法線兩側(cè)，反射角________入射角；反射波線的波長(zhǎng)、頻率和波速都與入射波線________．二、波的折射現(xiàn)象1．定義波在傳播過程中，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．[導(dǎo)學(xué)]水波從深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)，其波長(zhǎng)變小．這是因?yàn)樗ㄔ谏钏畢^(qū)的波速比在淺水區(qū)的波速大，但頻率相同，所以水波在深水區(qū)的波長(zhǎng)比在淺水區(qū)大．2．波的折射特點(diǎn)在折射中，波的頻率保持不變，波速和波長(zhǎng)都會(huì)發(fā)生變更，依據(jù)λ＝vf關(guān)鍵實(shí)力·合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成探究點(diǎn)一波的反射導(dǎo)學(xué)探究下列是生活中常見的現(xiàn)象，說明產(chǎn)生現(xiàn)象的緣由：(1)對(duì)著遠(yuǎn)處的峭壁大喊一聲會(huì)聽到回聲；(2)夏日的雷聲轟鳴不絕．歸納總結(jié)1.波的反射現(xiàn)象的應(yīng)用(1)回聲測(cè)距：①當(dāng)聲源不動(dòng)時(shí)，聲波遇到了障礙物會(huì)返回來接著傳播，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的狀況下，用的時(shí)間相等，設(shè)經(jīng)過時(shí)間t聽到回聲，則聲源距障礙物的距離為s＝v聲t2②當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運(yùn)動(dòng)或障礙物以速度v向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s＝(v聲＋v)t2③當(dāng)聲源以速度v遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v遠(yuǎn)離聲源時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離s＝(v聲－v)t2(2)超聲波定位：蝙蝠、海豚能發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物或捕食目標(biāo)時(shí)會(huì)被反射回來．蝙蝠、海豚就是依據(jù)接收到反射回來的超聲波來確定障礙物或食物位置，從而確定飛行或游動(dòng)方向．2．波的反射應(yīng)用技巧：利用回聲測(cè)距是波的反射的一個(gè)重要應(yīng)用，它的特點(diǎn)是聲源正對(duì)障礙物，聲源發(fā)出的聲波與回聲在同一條直線上傳播．①若是一般狀況下的反射，反射波和入射波是遵從反射定律的，可用反射定律作圖后再求解．②利用回聲測(cè)距時(shí)，要特殊留意聲源是否運(yùn)動(dòng)，若聲源運(yùn)動(dòng)，聲源發(fā)出的原聲至障礙物再返回至聲源的這段時(shí)間與聲源的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同．③解決波的反射問題，關(guān)鍵是依據(jù)物理情景規(guī)范作出幾何圖形，然后利用幾何學(xué)問結(jié)合物理規(guī)律進(jìn)行解題．典例示范例1某測(cè)量員是這樣利用回聲測(cè)距離的：他站在兩平行墻壁間某一位置鳴槍，經(jīng)過1.00s第一次聽到回聲，又經(jīng)過0.5s再次聽到回聲，已知聲速為340m/s，則兩墻壁間的距離為多少？素養(yǎng)訓(xùn)練1一只汽船以4m/s的速度在無風(fēng)的河面上航行，船上發(fā)出一聲鳴笛，旅客在3s后聽到前方懸崖反射回來的聲音，設(shè)聲音在空氣中的傳播速度為340m/s.則懸崖離汽船鳴笛的位置()A．504mB．516mC．1008mD．1032m探究點(diǎn)二波的折射歸納總結(jié)1.一切波都會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象．2．波在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生折射的緣由是波在不同介質(zhì)中的傳播速度不同．3．對(duì)于入射角為零的特殊現(xiàn)象，折射角也為零，即沿原方向傳播，但介質(zhì)發(fā)生了變更，其波長(zhǎng)和波速也相應(yīng)發(fā)生變更.典例示范例2對(duì)于波的折射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．當(dāng)入射速度小于折射速度時(shí)，折射波線偏離法線B．當(dāng)波垂直界面入射時(shí)，傳播方向不變更，波速和波長(zhǎng)都不變更C.在波的折射中，波的頻率不變更，波速和波長(zhǎng)都發(fā)生變更D．波發(fā)生折射時(shí)肯定不會(huì)發(fā)生反射現(xiàn)象素養(yǎng)訓(xùn)練2(多選)圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則下列說法中正確的是()A．1與2的波長(zhǎng)、頻率相等，但波速不等B．1與2的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等C．2與3的波速、頻率、波長(zhǎng)均相等D．2與3的頻率相等，波速、波長(zhǎng)均不等隨堂演練·自主檢測(cè)——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1．(多選)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．水波從深水區(qū)入射到淺水區(qū)時(shí)方向變更D．講話者又聽到自己的回聲2．關(guān)于波的反射與折射，下列說法正確的是()A．入射波的波長(zhǎng)肯定等于反射波的波長(zhǎng)，其頻率不變B．入射波的波長(zhǎng)肯定小于反射波的波長(zhǎng)，其頻率不變C．入射波的波長(zhǎng)肯定大于折射波的波長(zhǎng)，其頻率不變D．入射波的波長(zhǎng)肯定小于折射波的波長(zhǎng)，其頻率不變4．波的反射與折射必備學(xué)問·自主學(xué)習(xí)一、2．同一平面內(nèi)等于相同二、2．變大減小關(guān)鍵實(shí)力·合作探究探究點(diǎn)一【導(dǎo)學(xué)探究】提示：(1)聲波在峭壁上反射的結(jié)果．(2)聲波在云層界面多次反射．【典例示范】例1解析：設(shè)測(cè)量員離較近的前墻壁的距離為x，則他到后墻壁的距離為(s－x)，2x＝vt1，2(s－x)＝vt2＝v(t1＋Δt)將Δt＝0.5s，t1＝1s，t2＝1.5s，代入數(shù)據(jù)解得：s＝425m.答案：425m素養(yǎng)訓(xùn)練1解析：汽船向懸崖靠近，3s行駛了L＝v船t＝12m，聲波3s內(nèi)傳播的距離v聲t＝2x－L，所以懸崖離汽船的鳴笛位置x＝v聲答案：B探究點(diǎn)二【典例示范】例2解析：當(dāng)入射速度小于折射速度時(shí)，折射波線不肯定偏離法線，當(dāng)入射角為零度時(shí)，折射光線與法線重合，A錯(cuò)誤；當(dāng)波垂直界面入射時(shí)，傳播方向不變更，但波速和波長(zhǎng)都發(fā)生變更，B錯(cuò)誤；波的頻率由波源確定，與介質(zhì)無關(guān)，在波的折射中，波的頻率不變更，波速和波長(zhǎng)都變更，C正確；波發(fā)生折射時(shí)在同一個(gè)界面也可發(fā)生反射現(xiàn)象，D錯(cuò)誤．答案：C素養(yǎng)訓(xùn)練2解析：波1、2都在介質(zhì)a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長(zhǎng)均相等，A錯(cuò)誤，B正確；2、3是在兩種不同介質(zhì)中傳播，波速不同，但波源沒變，因而頻率相等，由v＝λf得波長(zhǎng)不同，C錯(cuò)誤，D正確．答案：BD隨堂演練·自主檢測(cè)1．解析：