3.3波的反射、折射和衍射学案
文档属性
| 名称 | 3.3波的反射、折射和衍射学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 449.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-14 13:18:38 | ||
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文档简介
3.3波的反射、折射和衍射学案
一学科核心素养
1、物理观念
通过实验和生活图片展示认识波的反射、折射和衍射现象，知道这是波传播过程中与介质的相互作用。
2、科学思维
能通过射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法，培养学生的分析，归纳的思维能力；通过探究实验的培养学生基于现象证据总结结论的科学思维能力。
3、科学探究
从绕射现象引出问题：衍射现象什么情况下更明显？然后通过水波进行实验，观察各种缝宽的水波衍射，得出结论：缝宽或障碍物尺寸与水波波长相当或更小时，衍射现象更明显。通过经历探究过程培养学生的科学探究能力
4、科学态度与责任
在认识波的反射、折射和衍射的过程中，逐渐形成关注生活现象并尝试用所学知识解释相关现象的习惯，通过探究实验，形成严谨认真、实事求是的科学态度。
二学习重难点
【重点】
探究波的衍射现象是否明显的条件
【难点】
认识波的衍射现象及其产生明显衍射现象的条件
三课前预习
1．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m。
(1)该波的频率为___________Hz，在海水中的波速为___________m/s。
(2)若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声，则海水深为多少___________？
(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声___________？
2．（1）波的衍射现象：波能______障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差_______或者______波长。
（2）一切波都能发生衍射，它是波特有的现象。
3．如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标xp=1m，下列说法中正确的是_______
A．这列波的传播速度大小一定为20m/s
B．这列波一定沿x轴负向传播
C．可能有
D．可能有
E．若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发射明显的衍射现象
4．图（a）是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收信号间的时间差，测出被测汽车的速度．图（b）中、是测速仪发出的超声波信号，、分别是、由汽车反射回来的信号.设测速仪固定不动，测速仪发出信号、的时间间隔，超声波在空气中的传播速度．若汽车是匀速行驶的，则根据图（b）可知，汽车在接收到、两个信号的时间间隔内前进的距离是________m，汽车的速度是________m/s（结果保留3位有效数字）．
5．两列频率、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________。
6．国庆期间，小明一家驾车去山区旅行，汽车以72km/h的速度在平直的公路上匀速行驶，公路前方有一座高山，汽车鸣笛4s后小明听到回声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s。
（1）人们利用声音的反射做成了回声测距系统，运用该系统______（填“能”或“不能”）测量地球和月球之间的距离，原因是__________________。
（2）小明听到回声时距离高山多远______？
7．如图所示，是一演示波的衍射的装置，S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中有一狭缝，此时测得图中A处水没有振动，为了使A处的水也能发生振动，则可以使M、N两板的间距_____（填“变大”或“变小”）。
四自我检测
1．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
2．如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图所示的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点处，下列措施中正确的一组是（ ）
A．保持N板不动，减小振源频率 B．保持N板不动，增大振源频率
C．增大振源频率，把N板下移 D．保持振源频率不变，把N板下移
3．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
4．如图为观察水波衍射的实验装置示意图。AC、BD是两块挡板，两板间有一狭缝AB，O是波源。图中已画出所在区域波的传播情况，为使衍射现象更明显可适当（ ）
A．增大狭缝AB的宽度 B．减小波源的频率
C．减小波源与两块挡板的距离 D．减小波源的振幅
5．如图所示为观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，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）之间的距离表示一个波长，则对波经过孔后的传播情况，下列描述正确的是（ ）
A．挡板前后波纹间距不等
B．此时不能观察到明显的衍射现象
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
6．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
7．如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法不正确的是（ ）
A．该波的周期可能为
B．若波的周期为，质点M在时间内运动的路程为3m
C．质点M在时刻沿y轴负方向运动
D．该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生
8．沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的天气现象．发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。这是由于在这种情况下（ ）
A．只有波长较短的一部分光才能到达地面
B．只有波长较长的一部分光才能到达地面
C．只有频率较大的一部分光才能到达地面
D．只有能量较大的光子才能到达地面
9．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
10．关于波，下列说法错误的是（ ）
A．火车驶离远去，汽笛声音调变低，这是声波的多普勒现象
B．在空房子中说话，声音特别响亮，这是声波的反射现象
C．任何两列稳定的波叠加，都可以发生干涉现象
D．一切波都能发生衍射现象
参考答案：
三课前预习
1． 340 1530 382.5 m 0.498 s
2． 绕过 不大 小于
3．ADE
4． 17 17.9
5． A、B C
6． 不能 声音的传播需要介质，太空是真空，不能传播声音 640m
7．减小
四自我检测
1．A
2．A
3．C
4．B
5．C
6．B
7．D
8．B
9．B
10．C
试卷第1页，共3页
一学科核心素养
1、物理观念
通过实验和生活图片展示认识波的反射、折射和衍射现象，知道这是波传播过程中与介质的相互作用。
2、科学思维
能通过射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法，培养学生的分析，归纳的思维能力；通过探究实验的培养学生基于现象证据总结结论的科学思维能力。
3、科学探究
从绕射现象引出问题：衍射现象什么情况下更明显？然后通过水波进行实验，观察各种缝宽的水波衍射，得出结论：缝宽或障碍物尺寸与水波波长相当或更小时，衍射现象更明显。通过经历探究过程培养学生的科学探究能力
4、科学态度与责任
在认识波的反射、折射和衍射的过程中，逐渐形成关注生活现象并尝试用所学知识解释相关现象的习惯，通过探究实验，形成严谨认真、实事求是的科学态度。
二学习重难点
【重点】
探究波的衍射现象是否明显的条件
【难点】
认识波的衍射现象及其产生明显衍射现象的条件
三课前预习
1．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m。
(1)该波的频率为___________Hz，在海水中的波速为___________m/s。
(2)若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声，则海水深为多少___________？
(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声___________？
2．（1）波的衍射现象：波能______障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差_______或者______波长。
（2）一切波都能发生衍射，它是波特有的现象。
3．如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t=0时刻的波形图线，虚线b为时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f=2.5Hz，虚线b与x轴交点P的坐标xp=1m，下列说法中正确的是_______
A．这列波的传播速度大小一定为20m/s
B．这列波一定沿x轴负向传播
C．可能有
D．可能有
E．若该列波遇到宽度为6m的障碍物能发射明显的衍射现象
4．图（a）是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收信号间的时间差，测出被测汽车的速度．图（b）中、是测速仪发出的超声波信号，、分别是、由汽车反射回来的信号.设测速仪固定不动，测速仪发出信号、的时间间隔，超声波在空气中的传播速度．若汽车是匀速行驶的，则根据图（b）可知，汽车在接收到、两个信号的时间间隔内前进的距离是________m，汽车的速度是________m/s（结果保留3位有效数字）．
5．两列频率、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________。
6．国庆期间，小明一家驾车去山区旅行，汽车以72km/h的速度在平直的公路上匀速行驶，公路前方有一座高山，汽车鸣笛4s后小明听到回声。已知声音在空气中的传播速度为340m/s。
（1）人们利用声音的反射做成了回声测距系统，运用该系统______（填“能”或“不能”）测量地球和月球之间的距离，原因是__________________。
（2）小明听到回声时距离高山多远______？
7．如图所示，是一演示波的衍射的装置，S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中有一狭缝，此时测得图中A处水没有振动，为了使A处的水也能发生振动，则可以使M、N两板的间距_____（填“变大”或“变小”）。
四自我检测
1．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
2．如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。现在把M、N两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了如图所示的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点处，下列措施中正确的一组是（ ）
A．保持N板不动，减小振源频率 B．保持N板不动，增大振源频率
C．增大振源频率，把N板下移 D．保持振源频率不变，把N板下移
3．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
4．如图为观察水波衍射的实验装置示意图。AC、BD是两块挡板，两板间有一狭缝AB，O是波源。图中已画出所在区域波的传播情况，为使衍射现象更明显可适当（ ）
A．增大狭缝AB的宽度 B．减小波源的频率
C．减小波源与两块挡板的距离 D．减小波源的振幅
5．如图所示为观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个小孔，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）之间的距离表示一个波长，则对波经过孔后的传播情况，下列描述正确的是（ ）
A．挡板前后波纹间距不等
B．此时不能观察到明显的衍射现象
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
6．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
7．如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是时刻的波形图。已知该横波沿x轴负方向传播，质点M的平衡位置距O点5m。下列说法不正确的是（ ）
A．该波的周期可能为
B．若波的周期为，质点M在时间内运动的路程为3m
C．质点M在时刻沿y轴负方向运动
D．该波遇到尺度为10m的障碍物时，无衍射现象发生
8．沙尘暴是由于土地沙化引起的一种恶劣的天气现象．发生沙尘暴时能见度只有几十米，天空变黄发暗。这是由于在这种情况下（ ）
A．只有波长较短的一部分光才能到达地面
B．只有波长较长的一部分光才能到达地面
C．只有频率较大的一部分光才能到达地面
D．只有能量较大的光子才能到达地面
9．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
10．关于波，下列说法错误的是（ ）
A．火车驶离远去，汽笛声音调变低，这是声波的多普勒现象
B．在空房子中说话，声音特别响亮，这是声波的反射现象
C．任何两列稳定的波叠加，都可以发生干涉现象
D．一切波都能发生衍射现象
参考答案：
三课前预习
1． 340 1530 382.5 m 0.498 s
2． 绕过 不大 小于
3．ADE
4． 17 17.9
5． A、B C
6． 不能 声音的传播需要介质，太空是真空，不能传播声音 640m
7．减小
四自我检测
1．A
2．A
3．C
4．B
5．C
6．B
7．D
8．B
9．B
10．C
试卷第1页，共3页