人教版高中物理选择性必修第一册易混易错：波的反射、折射和衍射（原卷版+解析）

第三章机械波

第3节波的反射、折射和衍射

重点+难点核心素养解读

1.知道波传播到两种介质的

界面时会发生反射、折射现

1.理解波的衍射现象.象.

2.波发生明显衍射现象的条件2.知道波的衍射现象及波发

3.能够对比衍射的特点，解决有关问题.生明显衍射现象的条件.

3.知道衍射是波特有的现

象.

知识点一波的反射

I.反射现象：波遇到介质界面（如水波遇到挡板）时会返回原介质继续传播的现象.

2.反射规律：反射线、法线与入射线在内，反射线与入射线分居—两侧，反射角一入射

角.

知识点二波的折射

I.波的折射：光从一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发

生一.

2.水波的折射：一列水波在—不同的水域传播时，在交界面处将发生__.

知识点三波的衍射

1.波的衍射：波继续传播的现象.

2.发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长,或者比波长—时，

才能观察到明显的衍射现象.

3.波的衍射的普遍性：一切波都能发生—是波特有的现象.

易错易混点一波的反射和折射

易错易混点1.1对波的反射和折射认识不清。

例1.图中1、2、3分别代表入射线、反射线、折射线，则（）

A.2与1的波长、频率相等，波速不等

B.2与1的波速、频率相等，波长不等

C.3与1的波速、频率、波长均相等

D.3与I的频率相等，波速、波长均不等

易错易混点1.1剖析

1.波的反射遵从反射规律，即入射线、反射线及法线位于同一平面内，入射线、反射线分别位于法

线的两侧，反射角等于入射角.

2.波的反射和折射中各物理量的变化

（1）波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波

的频率是不改变的.

（2）波速是由介质决定的，波反射时是在同一均匀介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介

质中传播，因此波速改变.

（3）波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式人=，

可知波长不改变：在波的折射中.当进入新的介质中波速增大时,由a=半可知波长变长，反之变短.

易错易混点1.2对回声测距方法认识不清。

例2.某测量员利用回声测距.他站在两平行竖直墙壁间某一位置（不是中间位置）鸣枪，经过1s第

一次听到回声，又经过0.5s再次听到回声，已知声速为340m/s,则两墙壁间的距离为多少？

易错易混点1.2剖析

回声测距的三种情况

I.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相

同，因此，入射波和反射波在芍播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间/听到回声，则声源到

障碍物的距离为s—v>5.

2.当声源以速度。向者争止的障碍物运动或障碍物以速度。向静止的声源运动时，声源发声时障碍物

到声源的距离为s=（v声+〃）・，

3.当声源以速度。远离静止的障碍物或障碍物以速度u远离群止的声源时，声源发声时障碍物到声

源的距离为s=（v>v）g.

易错易混点二波的衍射

易错易混点2.1对发生明显衍射现象的条件认识不清

例3.（多选）如图所示是观察水波衍射的实验装置.AC和8。是两块挡板，AB是一个孔，。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，

则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）

A.此时能观察到波明显的衍射现象

B.挡板前后波纹间距离相等

C.如果将孔A4扩大，有可能观察不到明显的衍射现象

D.如果孔的大小小变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象

易错易混点2.1剖析

1.衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射.衍射只有“明显”与“不明显”之分，障碍物或

小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小，是产生明显衍射的条件.

2.声波波长较长，一般为L7cm~17m.

3.波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.

针对训练

1.观察水面波衍射的实验装置如图所示，。是波源，AC和川）是两块挡板，是两块挡板间的空

隙，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，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是（）

A.挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距

B.此时能观察到明显的衍射现象

C.两挡板A8间空隙增大10涪，衍射现象会更明显

D.波源振动频率增大10倍，衍射现象会更明显

2.下列现象或事第属于衍射现象的是（）

A.风从窗户吹进来

B.雪堆积在背风的屋后

C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有影响

D.晚上看到水中月亮的倒影

3.如图所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是（)

A.水波只要进入团CAE和团区域就叫波的衍射

B.水波只要进入（3C4/V和团069区域就叫波的衍射

C.水波必须充满团。E和回厂区域才叫波的衍射

D.水波必须充满团C4V和团。阳区域才叫波的衍射

4.下列说法中正确的是（）

A.水波是球面波

B.声波是球面波

C.只有横波才能形成球面波

D.只有纵波才能形成球面波

5.一列水波由深水区进入浅水区，入射波与界面夹角为45。，折射波与界面夹角为60。，则下列说

法正确的是（）

A.波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同

B.波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波氏都相同

C.深水区中的波速、波长比浅水区中小

D.深水区中的波速、波长比浅水区中大

6.如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，0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）间的距离表示一个波长，则波经

过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是（）

B.如果将孔AB缩小，经过孔以后的波纹间的距离会变小

C.如果将孔AB缩小，有可能观察不到明显的衍射现象

D.如果孔的大小不变，波源的频率增大，将能更明显地观襄到衍射现象

7.观察水面波衍射的实验装置如图所示，CA、BD是挡板，它们之间有一个健，S是波源，相邻两

波纹之间的距离表示一个波长。则波穿过缝之后

A.波纹间距变大B.波的振幅变大

C.观察不到衍射现象D.偏离直线传播路径

8.如图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t0时刻的波动图像，乙图为参与波动质点P的

A.该波的传播速率为8m/s

B.该波的传播方向沿x轴正方向

C.该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象

D.经过0.5s时间，质点尸沿波的传播方向向前传播2m

9.（多选）如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，/时刻的波形图如图甲所示，质点A从，+0.3S

时刻开始计时，振动图像如图乙所示，若设+），方向为振动正方向，则下列说法中正确的是（）

A.该简谐横波沿x轴正方向传播

B.该简谐横波波速为10m/s

C.若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸定比4m大得多

D.在f+0.5s时刻，质点4论加速度比质点8的大

10.（多选）下列说法正确的是（）

A.入射波面与法线的夹角为入射角B.入射波面与界面的夹角为入射角

C.入射波线与法线的夹角为入射角D.入射角跟反射角相等

11.（多选）以下关于波的认识，正确的是（）

A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，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.超声波雷达的工作原理是利用波的折射

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

第三章机械波

第3节波的反射、折射和衍射

重点+难点核心素养解读

1.知道波传播到两种介质的

界面时会发生反射、折射现

1.理解波的衍射现象.象.

2.波发生明显衍射现象的条件2.知道波的衍射现象及波发

3.能够对比衍射的特点，解决有关问题.生明显衍射现象的条件.

3.知道衍射是波特有的现

象.

知识点一波的反射

1.反射现象：波遇到介质界面（如水波遇到挡板）时会返回原介质继续传播的现象.

2.反射规律：反射线、法线与入射线在同•平面内,反射线与入射线分居里两侧，反射

角等于入射角.

知识点二波的折射

1.波的折射：光从一种介质进入另•种介质时会发生土射,同样，其他波从一种介质进入

另一种介质时也发生折射.

2.水波的折射：一列水波在途度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射.

知识点三波的衍射

1.波的衍射：波绕过膛慢物继续传播的现象.

2.发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比

波长更小时,才能观察到羽显的衍射现象.

3.波的衍射的普遍性：一切波都能发生侬1，衍射是波特有的现象.

易错易混点一波的反射和折射

易错易混点1.1对波的反射和折射认识不清。

例1.图中1、2、3分别代表入射线、反射线、折射线，则（）

A.2与1的波长、频率相等，波速不等

B.2与1的波速、频率相等，波长不等

C.3与I的波速、频率、波长均相等

D.3与1的频率相等，波速、波长均不等

【答案】D

【解析】

波线1、2都在介质。中，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波线1、3是在两

V

种不同介质中，波速不同，但波源没变，因而频率相等，波速改变，由7=7得波长改变，故

C错，D对.

易错易混点1.1剖析

1.波的反射遵从反射规律，即入射线、反射线及法线位于同一平面内，入射线、反射线分

别位于法线的两侧，反射龟等于入射角.

2.波的反射和折射中各物理量的变化

(1)波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折

射，波的频率是不改变的.

(2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一均匀介质中传播，因此波速不变，波折射时是在

不同介质中传播，因此波速改变.

(3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公

式可知波长不改变：在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由2=］可知波长

变长，反之变短.

易错易混点1.2对回声测距方法认识不清。

例2.某测量员利用回声测距，他站在两平行竖直墙壁间某一位置(不是中间位置)鸣枪，经

过1s第一次听到回声，又经过0.5s再次听到回声，已知声速为340m/s,则两墙壁间的距

离为多少？

【答案】425m

【解析】

设两墙壁间的距离为S,测量员离较近的墙壁的距离为X,则他离较远的墙壁的距离为S-X,

第一次听到回声时，2x=vfi

第二次听到回声时，2(5—x)=P(/i+Ar)

其中加=0.55,n=ls,代入数据解得：s=425m.

易错易混点1.2剖析

回声测距的三种情况

1.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传

播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间［听

到回声，则声源到障碍物的距离为5/多.

2.当声源以速度。向静止的障碍物运动或障碍物以速度0向静止的声源运动时，声源发声

时障碍物到声源的距离为£=（°,+V）*

3.当声源以速度。远离瘠止的障碍物或障碍物以速度。远离静止的声源时，声源发声时障

碍物到声源的距离为5=（VA—y）-1.

易错易混点二波的衍射

易错易混点2.1对发生明显衍射现象的条件认识不清

例3.（多选）如图所示是观察水波衍射的实验装置.4C和8D是两块挡板，是一个孔，

。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，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是（）

A.此时能观察到波明显的衍射现象

B.挡板前后波纹间距离相等

C.如果将孔扩大，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

【答案】ABC

【解析】

观察题图可知孔的尺寸与波长差不多，能观察到波明显的衍射现象，故A对；因波的传

播速度不变，频率不变，故波长不变，即挡板前后波纹间距离相等，故B对；若将孔A8扩

大，且孔的尺寸大于波长，则可能观察不到明显的衍射现象，故C对；若/增大，由2=，，

知2变小，衍射现象变得不明显了，故D错.

易错易混点2.1剖析

1.衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射.衍射只有“明显”与“不明显”之分，

障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小，是产生明显衍射的条件.

2.声波波长较长,一般为1.7cm〜17m.

3.波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况.

针对训练

1.观察水面波衍射的实验装置如图所示，。是波源，4c和8。是两块挡板，A8是两块挡

板间的空隙，图中已画出波源所在区域波的传播情况，母两条相邻波纹（图中曲线）之间

的距离表示一个波长，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是（）

A.挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距

B.此时能观察到明显的衍射现象

C.两挡板A8间空隙增大10倍，衍射现象会更明显

D.波源振动频率增大10倍，衍射现象会更明显

【答案】B

【解析】A.波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等。故A

错误；

B.因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象。故B正确；

C.如果将孔4B增大，孔的尺寸会大于波的波长，不能观察到明显的衍射现象。故C错

误；

D.如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据

X=-

f

可知波长减小，可能观察不到明显的衍射现象。故D错误。

故选Bo

2.下列现象或事实属于衍射现象的是（）

A.风从窗户吹进来

B.雪堆积在背风的屋后

C.水波前进方向上遇到凸出在水面上的小石块，小石块对波的传播没有影响

D.晚上看到水中月亮的倒影

【答案】C

【解析】波在传播过程中偏离直线传播绕过障碍物的现象称为波的衍射。故C与衍射现象

相符，而看到水中月亮的倒影是光的反射现象，故C正确，ABD错误。

故选Cc.

3.如图所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确的是

)

A.水波只要进入团CAE和回。8尸区域就叫波的衍射

B.水波只要进入团CA4和团。3朋区域就叫波的衍射

C.水波必须充满团C4E和团。B/区域才叫波的衍射

D.水波必须充满回CVT和(3D8S区域才叫波的衍射

【答案】B

【解析】根据衍射定义，水波进入阴影以外两侧的区域叫做波的衍射，不一定非得绕到障

碍物后面的每一点。

故选Bo

4.下列说法中正确的是()

A.水波是球面波

B.声波是球面波

C.只有横波才能形成球而波

D.只有纵波才能形成球面波

【答案】B

【解析】该题考查了波面，根据球面波的定义可知：若波面是球面则为球面波，与横波、

纵波无关，由此可知B正确.由于水波不能在空间中传播，所以它不是球面波，A不正

确。

故选Bo

5.一列水波由深水区进入浅水区，入射波与界面夹角为45。，折射波马界面夹角为bU",

则下列说法正确的是（）

A.波在深水区与浅水区的波速相同，频率不同，波长不同

B.波在浅水区与深水区中传播时，波速、频率、波长都相同

C.深水区中的波速、波长比浅水区中小

D.深水区中的波速、波长比浅水区中大

【答案】D

【解析】波由深水区进入浅水区，频率不变，而波与界面的夹角由45。变为60。，如图所

示。当波线。到达界面A点，设匕波线刚好到达8点，此时A8与波线垂直，刚好在同一

波面上，设经加，〃光线也刚到达界面上夕点，此时。波已在浅水区传到4处，夕4即好

也是波面，且与波线垂直，由波线与界面的夹角知>44,设该波在深水区的波速为

刃，在浅水区波速为吸，则

BB'=vpLt,A4'=也•'

所以有

V/>V2

由四〃'知

力>22

故选Do

6.如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是•个孔，0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）间的距离表示

一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是（）

A.此时能明显观察到波的衍射现象

B.如果将孔AB缩小，经过孔以后的波纹间的距离会变小

C.如果将孔AB缩小，有可能观察不到明显的衍射现象

D.如果孔的大小不变，波源的频率增大，将能更明兄地观察到衍射现象

【答案】A

【解析】A.因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象.故A正确；

B.如果将孔AB缩小，经过孔以后的波纹间的距离不变，距离与小孔大小无关.故B错

误；

C.如果将孔AB缩小，孔的尺寸小于波的波长，能观察到明显的衍射现象.故C错误；；

D.如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据4=1知，波长减小，可能

观察不到明显的衍射现象.故D错误；

7.观察水面波衍射的实验装置如图所示，CA、BD是挡板，它们之间有一个缝，S是波

源，相邻两波纹之间的距离表示一个波长。则波穿过缝之后

A.波纹间距变大B.波的振幅变大

C.观察不到衍射现象D.偏离直线传播路径

【答案】D

【解析】AB.波穿过AB缝之后发生衍射；但是波的周期不变，因波速不变，可知波长不

变，即波纹间距不变，波的振幅不变，选项AB错误；

C.因波长不变，则波能绕过缝之后仍能观察到衍射现象，选项C错误；

D.波发生衍射后将偏离直线传播路径，选项D正确；

故选D.

8.如图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在/=0时刻的波动图像，乙图为参与波动质

点。的振动图像，则下列判断正确的是（）

A.该波的传播速率为8m/s

B.该波的传播方向沿x料正方向

C.该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象

D.经过0.5s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2rr

【答案】C

【解析】A.该波的传播速率为

v=—=—nvs=4m/s

T1

选项A错误；

B.在U0时刻质点P向下振动，结合波形图可知，该波的传播方向沿x轴负方向，选项B

错误；

C.因该波的波长为4m,则该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现

象，选项C正确；

D.机械波传播的过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项D错

误。

故选C.>

9.（多选）如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，，时刻的波形图如图甲所示，质点A从

f+0.3s时刻开始计时，振动图像如图乙所示，若设方向为振动正方向，则下列说法中

正确的是（）

A.该简谐横波沿x轴正方向传播

B.该简谐横波波速为10m/s

C.若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸定比4m大得多

D.在l+0.5s时刻，质点A的