第三章 机械波
3 波的反射、折射和衍射
基础过关练
题组一 波的反射和折射现象
1.机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射,如果用射线表示波的传播方向,下列说法正确的是 ( )
A.入射线与反射线一定在同一平面内,法线与这一平面垂直
B.入射线与反射线可能在法线同侧
C.“回声”是声波的反射现象
D.“回声”是声波的折射现象
2.以下关于波的认识,不正确的是 ( )
A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,利用的是波的反射原理
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的
C.超声雷达的工作原理是波的折射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象
题组二 波的衍射现象
3.下列关于波的衍射的说法正确的是 ( )
A.波要发生衍射现象必须满足一定的条件
B.与光波相比声波更容易发生明显衍射,是由于声波波长较大
C.对同一列波,缝、孔或障碍物越大,衍射现象越明显
D.只有横波才能发生衍射现象,纵波不能发生衍射现象
4.在水槽里放两块挡板,中间留一个狭缝,水波通过狭缝的传播情况如图所示。若在挡板后M点放置一乒乓球,乒乓球没有振动起来,下列说法正确的是 ( )
A.为使乒乓球振动起来,可适当增加波源的振动频率
B.为使乒乓球振动起来,可适当增加波源的振幅
C.为使乒乓球振动起来,可适当减小狭缝的宽度
D.乒乓球振动起来后,会随水波的传播向远处运动
5.向水面上扔一个石块,形成如图所示的波形,已知相邻实线间的距离等于一个波长,不考虑水波的反射,大致画出了a、b、c、d四幅图代表水波通过图甲的孔A和B以及遇到乙中障碍物C和D之后的传播情况。则下列选项最符合实际的是 ( )
A.a和d B.a和c C.b和c D.b和d
答案与分层梯度式解析
第三章 机械波
3 波的反射、折射和衍射
基础过关练
1.C 波发生反射时,反射线、法线与入射线在同一平面内,反射线与入射线分居法线两侧,A、B错误;声波遇到障碍物时被反射,形成回声,C正确,D错误。
2.C 声呐探测水中的暗礁、潜艇等,利用了波的反射原理,A正确。隐形飞机隐形的原理是:通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量,使雷达等防空探测器无法早期发现。可在隐形飞机机身表面涂高效吸收电磁波的物质,或使用吸收雷达电磁波的材料,或设计合理的机身形状,降低反射率,这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,隐形飞机很难被发现,B正确。超声雷达发射超声波,然后根据被障碍物反射回的波判断状况,即利用波的反射,C错误。水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象,D正确。故选C。
3.B 衍射是一切波特有的现象,其发生不需要条件,波发生明显的衍射时,缝、孔的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小,A、D错误;与光波相比声波更容易发生明显的衍射现象,是由于声波波长较长,B正确;对同一列波,缝、孔的宽度越小或障碍物的尺寸越小,衍射现象越明显,C错误。
4.C 增大波源的振动频率,则波长会变小,衍射现象较之前变得不明显,乒乓球不能振动起来,A错误;适当增加波源的振幅,对衍射现象无影响,乒乓球不能振动起来,B错误;适当减小狭缝的宽度,衍射现象更加明显,乒乓球的振动会变得比原来明显,C正确;乒乓球振动起来后,乒乓球只在平衡位置附近振动,不会随水波的传播向远处运动,D错误。
5.A 孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或者比波长还小时,能够发生明显的衍射现象。观察题图可得,孔A的宽度、障碍物D的尺寸接近波长,水波会绕到挡板后面继续传播,发生明显的衍射现象;孔B的宽度和障碍物C的尺寸明显大于波长,不会发生明显的衍射现象,在挡板后面产生“阴影区”,故A正确。
7(共7张PPT)
必备知识 清单破
3 波的反射、折射和衍射
知识点 1
波的反射
1.定义:当波遇到障碍物时,会返回到原来的介质中继续传播,这种现象叫作波的反射。
2.规律:用射线代表波的传播方向,反射线、法线与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。
说明 入射线与法线的夹角为入射角,如图中的α;反射线与法线的夹角为反射角,如图中的β,
且β=α。
1.定义:当波在传播过程中,从一种介质进入另一种介质时,波的传播方向发生了偏折,这种现
象叫作波的折射。
2.规律:用射线代表波的传播方向,折射线、法线与入射线在同一平面内,折射线与入射线分
居法线两侧,折射角不等于入射角。
知识点 2
波的折射
说明 折射线与法线的夹角为折射角,如图中的θ2。
注意 (1)发生折射的原因是不同介质中波的传播速度不同;(2)当波垂直界面入射时,传播方
向不改变。
1.定义:波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫作波的衍射。
2.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。
3.波的衍射实质分析
波传到小孔或障碍物时,小孔或障碍物仿佛是一个新波源,由它“发出”的与原来波源同频
率的波在小孔或障碍物后传播,于是就出现了波偏离直线传播的衍射现象。波的直线传播是
衍射不明显时的近似情形。如图所示是波长一定的水波通过宽度不同的狭缝时的现象。
知识点 3
波的衍射
4.生活中常见的波的衍射现象
(1)声波:通常的声波,波长在1.7 cm~17 m范围内,与一般障碍物的尺寸相当,故声波的衍射现
象极为明显。
(2)水波:水波能够绕过水面上的芦苇、小石块等细小的障碍物,都是典型的水波的衍射现象。
(3)无线电波:当电视机离电视发射塔较近时,用室内天线可以接收到广播和电视信号,是电磁
波的衍射现象。
说明 (1)衍射是波特有的现象,凡是能发生衍射现象的都是波。
(2)当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸远小于波长时,尽管衍射现象存在,但由于衍射波的能量
很弱,也很难观察到波的衍射现象。
知识辨析
1.在大山深处,可以接收广播信号而不能接收电视信号,是因为电视信号的波长比广播信号的
波长短吗
2.演讲者在室内演讲时,停止发声后,听者听到声音还能持续一段时间,是声波遇到障碍物发
生了反射和衍射的原因吗
一语破的
1.是。由于大山的存在,波长短的电视信号不能发生明显的衍射现象,会被大山挡住,而波长
较长的广播信号发生了明显的衍射现象,能绕过大山而得以传播。
2.演讲者发出的声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射,每反射一次都要
被障碍物吸收一些能量,当声源停止发声后,声波在室内要经过多次反射和吸收,最后消失,听
者就会感到声源停止发声后,声音还会持续一段时间。
