第3章——B超基本结构分析1

第3章第2节波反射和折射讲义—2022-2022学年新教材鲁科版（2022）高中物理选择性必修第一册第第2节节波的反射和折射[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念知道波面、波线的概念，了解波的反射定律及折射定律．科学思维掌握波的反射定律和折射定律，并能解释波的反射与折射现象．科学探究能与他人合作用水波实验探究波的反射规律．科学态度与责任通过学习惠更斯原理及声纳的应用，体验探究科学的艰辛及伟大意义．知识点一波的反射1．．波面和波线(1)波面：从波源发出的波，经过相同传播时间到达的各点所组成的面，称为波阵面或波面，如图所示．波面和波线(2)波线：用来表示波的传播方向的线．波线与各个波面总是垂直的．2．．波的分类(1)球面波：波面是球面的波．如空气中的声波．(2)平面波：波面是平面的波．如水波．3．．波的反射(1)反射现象：波从一种介质传播到另一种介质表面时，返回原来介质传播的现象．(2)反射定律：反射波线、入射波线和法线在同一平面内，反射波线和入射波线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角．波在均匀介质中传播时，波面的形状不变，波线保持为直线．1：：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“某”)(1)只有平面波的波面才与波线垂直．(某)(2)任何波的波线与波面都相互垂直．(√)(3)反射波的频率、波速与入射波相同．(√)知识点二波的折射与惠更斯原理1．．波的折射(1)折射现象：波在传播过程中，由一种介质进入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象．(2)折射定律：iniinr＝v1v2，，中式中v1和和v2分别是波在介质Ⅰ和介质Ⅱ．中的波速．2．．惠更斯原理(1)内容：介质中波面上的每一个点，都可以看成一个新的波源，这些新波源发出子波，经过一定时间后，这些子波的包络面就构成下一时刻的波面．(2)包络面：某时刻与所有子波波面相切的曲面．(3)无论是反射波还是折射波都与入射波的频率相等，即与波源的振动频率相同．子波的波速与频率跟初级波的波速与频率有怎样的关系？提示：都相等．2：：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“某”)(1)折射波的频率、波速与入射波相同．(某)(2)据据v＝λf知，波长λ与波速和频率有关．(√)考点1惠更斯原理波面一定是平面吗？根据如图思考波线与波面的关系是怎样的．提示：波面不一定是平面．波线与波面互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面．1．．对波线与波面的理解(1)波面不一定是面，如水波，它只能在水面传播，水波的波面是以波源为圆心的一簇圆．(2)波线是有方向的一簇线，它的方向代表了波的传播方向．(3)波线与波面互相垂直，一定条件下由波面可确定波线，由波线可确定波面．2．．惠更斯原理的实质：波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，此后每一时刻的子波波面的包络面就是该时刻总的波动的波面．其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的．3．．惠更斯原理的局限性：光的直线传播、反射、折射等都能用此来进行较好的解释．但是，惠更斯原理是比较粗糙的，用它不能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系，而且由惠更斯原理推知有倒退波的存在，而倒退波显然是不存在的．例【典例1】(多选)下列叙述中正确的是()A．．空间点波源发出的球面波，其波面是一个球面，波线就是以波源为圆心的同心圆B．．平面波的波线是一条直线，其波线相互平行C．．根据惠更斯原理，波面各点都可看作一个子波源，子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面D．．利用惠更斯原理，道只要知道t时刻波面的位置和波速，定就可确定t＋Δt时刻波面的位置BCD[球面波的波线沿球面的半径方向，A错误；平面波的波线是一条直线，由于波线与波面垂直，故平面波的波线相互平行，B正确；由惠更斯原理可知，C正确；利用惠更斯原理，只要知道t时刻波面的位置和波速，就可确定另一时刻波面的位置，D正确．]利用惠更斯原理解释波的传播的一般步骤(1)确定一列波某时刻一个波面的位置．(2)在波面上取两点或多个点作为子波的波源．(3)选一段时间Δt．．(4)根据波速确定Δt时间后子波波面的位置．(5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为新的波面．(6)由由新的波面可确定波线及其方向．[跟进训练]1．(多选)关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是()A．．同一波面上的各质点振动情况完全相同B．．同一振源的不同波面上的质点的振动情况一定不同C．．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D．．无论怎样的波，波线始终和波面垂直ACD[按照惠更斯原理：波面是由振动情况完全相同的点构成的面，而不同波面上质点的振动情况可能相同，如相位相差2π整数倍的质点的振动情况相故同，故A对，B错；由波面和波线的概念，不难判定C、D对．故正确答案为A、、C、D．]考点2波的反射如图所示，一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱静．这是怎么回事？难道是人的活动减少了吗？提示：刚下过的雪是新鲜蓬松的，它的表面层有许多小气孔．当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射．由于气孔往往是内部大而口径小．所以，仅有少部分波的能量能通过口径反射回来，而大部分的能量则被吸收掉了．所以不是人的活动减少了．1．．对波的反射的理解(1)波发生反射时波的传播方向发生了变化．(2)反射波和入射波在同一介质中传播，介质决定波速，因此波速不变，波的频率是由波源决定的，因此波的频率也不改变，式根据公式λ＝vf，可知波长也不改变．2．．波的反射现象的应用(1)回声测距：①当声源不动时，声波遇到了障碍物会返回来继续传播，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，间设经时间t听到回声，为则声源距障碍物的距离为＝v声t2．②度当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，为声源发声时障碍物到声源的距离为＝(v声＋＋v)t2．③度当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离声源时，声源离发声时障碍物到声源的距离＝(v声－－v)t2．(2)超声波定位：蝙蝠能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来，蝙蝠就根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物位置，从而确定飞行方向．另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位或测速的．例【典例2】】以有一辆汽车以15m/的速度匀速行驶，在其正前有一陡峭山崖，笛汽车鸣笛2后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？(v声＝＝340m/)[解析]若汽车静止，问题就简单了．现在汽车运动，声音传播，如图所示为汽车与声波的运动过程示意图．由设汽车由A到到C路程为1，C点到山崖B距离为；声波由A到到B再反射到到C路程为2为，因汽车与声波运动时间同为t，则有2＝1＋＋2，，即即v声t＝v汽t＋2以所以＝v声－v汽t2＝340－15某22m＝325m．．[答案]325m[跟进训练]2．．差人耳只能区分相差0.1以上的两个声音，人要听到自己讲话的回声，人离障碍物的距离至少要大于多少米？(已知声音在空气中的传播速度为340m/)[解析]从人讲话到声音传到人取耳的时间取0.1时，人与障碍物间的距离时最小．单程考虑，声音从人传到障碍物或从障碍物传到人耳时t＝0.12＝0.05，，离故人离障碍物的最小距离＝vt＝340某0.05m＝17m．．[答案]17m考点3波的折射如图所示，骆驼队白天在沙漠中行走时，队伍后面的喊声，队伍前面往往听不到，而夜晚就不同，听的比较清楚，这是什么原因？提示：白天近地面的气温较高，声速较大，声速随离地面高度的增加而减小导致声音传播方向向上弯曲；夜晚地面温度较低，声速随离地面高度的增加而增加，声波的传播方向向下弯曲，这也是在夜晚声波传播地比较远的原因．1．．波的反射、折射现象中各量的变化(1)波向前传播在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象，一些相关物理量变化如下：波现象比较项波的反射波的折射传播方向改变i＝i′改变r≠i率频率f不变不变速波速v不变改变长波长λ不变改变(2)说明：①率频率f由波源决定，，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率．②速波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变；折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化．③据根据v＝λf，波长λ与与v及及f有关，即与介质和波源有关，反射波与入射波在同一介质中，波速相同、频率相同，故波长相同．折射波与入射波在不同介质中传播，v不同，，f相同，故故λ不同．2．．对折射定律的理解(1)表达式：iniinr＝v1v2．(2)理解①折射的原因：波在两种介质中的传播速度不同．②由于波在一种介质中的波速是一定的，，所以v1v2是一个只与两种介质的性质有关，与入射角、折射角均无关的常数，叫作第二种介质相对第一种介质的折射率，以所以n21＝v1v2．③当当v1>v2时，，i>r，，折当射波的波线靠近法线；当v1<v2时，，i<r，，折射波的波线远离法线．当垂直于界面入射(i＝0°)时时，，r＝0°，，传播方向不变．例【典例3】】如图所示，以某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射，为若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°，，此波在为乙介质中的波速为1.2某105km/．．(1)该波的折射角为多大？(2)该波在甲介质中的传播速度为多少？(3)该波在两种介质中的波长比为多少？[思路点拨]解答本题时应注意以下几点：(1)由几何关系求折射角；(2)由折射定律求波速；(3)由由v＝λf及波在两种介质中频率相同求波长之比．[解析](1)由反射定律可得反射角为60°，由题图的几何关系可得折射角为r＝30°．．(2)由波的折射定律得v甲v乙＝iniinr以，所以v甲＝iniinr·v乙＝in60°in30°·v2＝3212某某1.2某105km/＝2.08某105km/．．(3)因波长λ＝vf，又因为波在两种介质中的频率相同，则λ甲λ乙＝v甲v乙＝iniinr＝＝3．．[答案](1)30°(2)2.08某105km/(3)3处理波的折射问题的三点技巧(1)弄清折射现象发生的条件：当波从一种介质斜射入另一种介质时，波才发生折射现象．(当波垂直入射时不发生折射现象)(3)计算时，注意公式“iniinr＝v1v2”合中角度与速度的对应；另外，可结合v＝λf及频率不变的特点，将公式转化为波长与角度的关系iniinr＝λ1λ2解决有关波长的问题．[跟进训练]3．．中图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则则()A．2与与1的波长、频率相等，波速不等B．2与与1的波速、频率相等，波长不等C．3与与1的波速、频率、波长均相等D．3与与1的频率相等，波速、波长均不等D[波波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、、B错；波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝vf故得波长不同，故C错，D对．]1．(多选)以下关于波的认识，正确的是()A．．潜水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吸波材料，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．．雷达的工作原理是利用波的直线传播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ABD[本题考查波的反射、折射现象在实际问题中的应用．声呐、雷达都是利用接收反射波来进行定位，A正确，C错误；D选项中水波的传播方向发生，改变属于波的折射现象，D正确；隐形飞机是通过减少波的反射达到隐形的目的，B正确．]2．(多选)下列说法正确的是()A．．任何波的波线都表示波的传播方向B．．波面表示波的传播方向C．．只有横波才有波面D．．波传播中某时刻任一波面上各子波波面的包络面就是新的波面AD[波线表示波的传播方向，故A选项正确，B选项错误；所有的波都具故有波面，故C选项错误；由惠更斯原理故可知，故D选项正确．] 3．．甲、、乙两人平行站在一堵又高又宽的墙前面，，距二人相距2a，，为距墙均为3a，，当甲开了一枪后，在乙在t时间后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为()A．．枪甲开枪t后B．甲开枪2t后后C．．枪甲开枪3t后D．甲开枪4t后后B[设声速为v，乙听到第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳朵故中，故t＝2av①甲、乙两人与墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由声波的反射定律和几何关系得：AC＝BC＝AB＝2a．．故乙听到第二声枪响的时间t′＝AC＋BCv＝4av②由①②得：t′＝2t，故B对．]4．(新情境题，以“超声波”为背景，考查波的反射)医用B超仪发出的超为声波频率为7.25某104Hz，，为这种超声波在人体内传播的...。

3．波的反射、折射和衍射学习目标：1.[物理观念]知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件． 2.[科学思维]知道波发生反射现象时，反射角等于入射角．掌握入射角与折射角关系． 3.[科学思维]了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系．☆阅读本节教材，回答第66页“问题”并梳理必要知识点．教材第66页问题提示：注意过．波的反射遵从反射定律．一、波的反射1．反射现象波遇到介质界面会返回来继续传播的现象．2．反射角与入射角(1)入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α.(2)反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β.3．反射定律反射波线、法线、入射波线在同一平面内，且反射角等于入射角．注意：反射波与入射波的波长、频率、波速都相等，但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少．二、波的折射1．波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射．2．一切波都会发生折射现象．三、波的衍射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，才能观察到明显的衍射现象．3．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)入射波的波线与界面的夹角叫入射角．(×)(2)入射波的波长和反射波的波长相等．(√)(3)孔的尺寸比波长大得多时就不会发生衍射现象．(×)(4)衍射是波的特有现象．(√)2．(多选)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、波速均不变C．波发生折射时的频率不变，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BC[波发生反射时因介质未变，故频率、波长、波速均不变；波发生折射时因波源不变而介质变，故频率不变，波长和波速均发生变化．B、C两项正确．] 3．(多选)一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下哪种情况可以使衍射现象更明显()A．增大障碍物的尺寸B．减小波的频率C．缩小障碍物的尺寸D．增大波的频率BC[波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v＝λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大．而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，要使衍射现象变得明显，可以通过缩小障碍物的尺寸，同时增大波长即减小波的频率来实现，BC选项正确．]波的反射和折射(a)(b)如图(a)在水槽中，点波源所发出的圆形水波遇直线界面反射后的波形仍为同心圆形．图(b)为圆形波反射的示意图．请举例说明生活中波的反射现象．提示：①回声是声波的反射现象，原因是：对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播．②夏日的雷声轰鸣不绝，原因是：声波在云层界面多次反射．③在空房间里讲话声音更响亮，原因是：声波在房间里遇到墙壁、地面或天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳．人耳只能区分相差0.1 s以上的声音，所以人在房间里讲话感觉声音比在空旷处大．如果房间里有幔帐、地毯、衣物等，它们会吸收声波，从而使声音减弱．相应发生变化，比较如下：波的反射波的折射传播方向改变，θ反＝θ入改变，θ折≠θ入频率f 不变不变波速v不变改变波长λ不变改变相等，即波源的振动频率相同．(2)波速(v)由介质决定：故反射波与入射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与入射波在不同介质中传播，波速变化．(3)据v＝λf知，波长λ与波速和频率有关．反射波与入射波，频率同、波速同，故波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率同，波速不同，故波长不同．【例1】甲、乙两人站在一堵墙前面，两人相距2a，距墙均为3a.当甲开了一枪后，乙在t时间后听到第一声枪响，则乙在什么时候能听到第二声枪响() A．听不到B．甲开枪后3t时间C．甲开枪后2t时间D．甲开枪后3＋72t时间思路点拨：根据反射定律画出声波传播的示意图，再用速度公式求时间．C[乙听到的第一声枪响必然是甲开枪的声音直接传到乙的耳中，故t＝2av.甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是经墙反射传来的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB，由几何关系可得AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙耳中的时间为t′＝AC＋CBv＝4av＝2t.]波的反射应用技巧——回声测距利用回声测距是波的反射的一个重要应用，它的特点是声源正对障碍物，声源发出的声波与回声在同一条直线上传播．(1)若是一般情况下的反射，反射波和入射波是遵从反射定律的，可用反射定律作图后再求解．(2)利用回声测距时，要特别注意声源是否运动，若声源运动，声源发出的原声至障碍物再返回至声源的这段时间与声源的运动时间相同．(3)解决波的反射问题，关键是根据物理情景规范作出几何图形，然后利用几何知识结合物理规律进行解题．[跟进训练]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过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？[解析](1)由f＝vλ得f＝3401Hz＝340 Hz，因波的频率不变，则在海水中的波速为v海＝λ′f＝4.5×340 m/s＝1 530 m/s.(2)入射声波和反射声波用时相同，则海水深为h＝v海t2＝1 530×0.52m＝382.5 m.(3)物体与声音运动的过程示意图如图所示，设听到回声的时间为t′，则v物t′＋v海t′＝2h代入数据解得t′＝0.498 s.[答案](1)340 1 530(2)382.5 m(3)0.498 s波的衍射声波能绕过障碍物到达后面，衍射声波有什么特点？水波能到达挡板的后面，衍射水波有什么特点？提示：衍射波与原波具有相同的频率，传播过程中波形没变．(1)水波遇到障碍物的情况当障碍物较小时发现波绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样．如图甲所示，衍射现象明显．甲乙(2)水波遇到小孔的情况当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波．如图乙所示，衍射现象明显．(3)产生明显衍射的条件产生明显衍射现象，必须具备一定的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多．名师点睛：障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，一般情况下，波长较大的波容易发生明显衍射现象．2．波的衍射现象分析波传到小孔(或障碍物)时，小孔(或障碍物)仿佛是一个新的波源，由它发出与原来同频率的波(称为子波)，在孔后传播，于是就出现了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．【例2】(多选)如图所示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，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)之间距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是()A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等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，能更明显地观察到衍射现象ABC[从题图中可以看出，孔的大小与波长相差不多，故能够发生明显的衍射现象，选项A正确；由于在同一均匀介质中，波的传播速度没有变化，又因为波的频率是一定的，又根据λ＝vf可得波长λ没有变化，选项B正确；当将孔扩大后，孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射的条件，选项C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波长减小，孔的宽度将比波长大，孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射现象的条件，选项D错误．]衍射现象的两点提醒(1)障碍物的尺寸的大小不是发生衍射的条件，而是发生明显衍射的条件，波长越大越易发生明显衍射现象．(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射．[跟进训练]2．(多选)如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动．为使A处水也能发生振动，可采用的方法是()A．使波源的频率增大B．使波源的频率减小C．移动N使狭缝的距离增大D．移动N使狭缝的距离减小BD[要使A处水发生振动，应使波的衍射现象更明显，而波能发生明显衍射的条件是狭缝的宽度跟波长相差不多或者比波长更小．因此可将狭缝变小，或将波长变大，而减小波源的频率可以使波长变大，故B、D正确．]1．物理观念：波的反射现象、折射现象及波的衍射．2．科学思维：分析波的明显衍射现象发生的条件．3．科学探究：探究水波的衍射现象．1．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C[波可以绕过障碍物继续传播的现象称为波的衍射．C与衍射现象相符．]2．如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图像，从图像可知()A．B侧波是衍射波B．A侧波速与B侧波速相等C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显B[小孔相当于衍射波的波源，A侧波是衍射波，A错误；在同一种介质中，波速相等，故B正确；根据波速、波长和频率的关系式v＝λf，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；在波长无法改变的情况下减小挡板间距会使衍射现象更明显，故D 错误．]3．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，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1的频率相等，波速、波长均不等D[波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变，故选项A、B错误；波发生折射时，频率不变，波速变，波长变，故选项C错误，选项D正确．] 4．(多选)关于波的反射，下列说法正确的是()A．波在反射前后，仍在同种介质中传播B．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短C．波发生反射时，波的频率、波长、波速均不变D．波发生反射时，反射角始终等于入射角ACD[波的反射是波在介质界面上反射回同一种介质中继续传播的现象；由于传播介质不变，所以波速、频率、波长均不变．由反射定律知，反射角等于入射角．故A、C、D正确．]5．[思维拓展]情境：“B超”可用于探测人体内脏的病变状况．如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图．超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为sin θ1sin θ2＝v1v2(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同．已知v2＝0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角是i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行．问题：肿瘤离肝表面的深度h为多少？＝v1v2，[解析]超声波沿如图所示的路线传播，根据sin isin θ又因为v2＝0.9v1，所以sin θ＝0.9sin i．又因为在直角三角形中，sin θ＝d2⎝⎛⎭⎪⎫d22＋h2，所以h＝d100－81sin2i18sin i.[答案]d100－81sin2i18sin i。

人教版高中物理选择性必修1第3章第3节波的反射、折射和衍射教学设计课题波的反射、折射和衍射单元 3 学科物理年级高二教材分析学生在初中阶段已经学过光的反射、折射以及回声等的初步知识。

本节内容在相关实例的基础上，以生活中常见的水波为例，介绍了波的反射、折射和衍射现象，进步加深对波的特性的认识。

对波的衍射现象的研究是一个科学探究的过程，教学的关键在于对实验的演示、观察和对实验现象的分析。

为了有助于分析实验现象，可以在观察真实现象的同时利用动画进行模拟，以便学生对衍射现象留下更加深刻的印象。

波的反射、折射是常见的现象，可通过与光的反射、折射的类比，从对实验现象的研究中概括出规律。

对波的反射、折射和行射现象的研究，既是对运动观念的拓展，也是培养科学思维与科学探究能力的重要途径，还是培养学生科学态度与责任的载体。

教学目标与核心素养(1)通过实验认识波的反射和折射现象(2)通过用射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法。

(3)知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件。

物理观念：知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

科学思维：知道波发生反射现象时，反射角等于入射角．掌握入射角与折射角关系。

科学思维：了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系。

科学态度与价值观：在学习过程中培养学生的科学思维与科学探究能力，同事培养学生科学态度与责任。

重点知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

难点知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。

对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。

生活中，你是否注意过水波的反射?波的反射应该遵从什么规律?观察水波的反射。

从学生熟知的声波的反射引入课题，由陌生到熟悉。

增强知识的连贯性。

超声基础知识.doc1第⼀章、超声诊断物理基础第⼀节超声波的概念⼀、超声波的基本概念1、声波的性质超声波是指频率超过⼈⽿听觉范围（20~20000HZ）的⾼频声波，即：频率>20000HZ的机械（振动）波。

超声波不能在真空中传播，超声波的振态在固体中有纵波、横波、表⾯波、瑞利波、板波等多种振态，⽽在液体和⽓体中只有纵波振态，在超声诊断中主要应⽤超声纵波。

2、诊断常⽤的超声频率范围2~10MHZ(1MHZ=106HZ)3、超声波属于声波范畴它具有声波的共同物理性质①⽅式------必须通过弹性介质进⾏传播在液体、⽓体和⼈体软组织中的传播⽅式为纵波(疏密波) 具有反射、折射、衍射、散射特性,以及在不同介质中(空⽓、⽔、软组织、⾻骼)分别具有不同的声速和不同的衰减等②声速------在不同介质中，声速有很⼤差别：空⽓(20℃)344m/s,⽔（37℃）1524m/s,肝1570m/s,脂肪1476m/s,颅⾻3360m/s⼈体软组织的声速平均为1540m/s,与⽔的声速相近。

⾻骼的声速最⾼相当于软组织平均声速的2倍以上⼆、基本物理量声学基本物理量波长、频率、声速及三者的关系λ=С/f 声速：不同介质的声速空⽓(20℃)344m/s、⽔(37℃)1524m/s、肝脏\⾎液1570m/s、脂肪组织1476m/s、颅⾻3360m/s。

⼈体软组织平均声速掌握1540m/s 三、声场（⼀）超声场概念超声场是指发射超声在介质中传播时其能量所达到的空间。

超声场简称声场，⼜可称为声束。

（⼆）声场特性1、①扫描声束的形状、⼤⼩（粗细）及声束本⾝的能量分布，随所⽤探头的形状、⼤⼩、阵元数及其排列、⼯作频率（超声波长）、有⽆聚焦以及聚焦的⽅式不同⽽有很⼤的不同②声束还受⼈体组织不同程度吸收衰减、反射、折射和散射等影响即超声与⼈体组之间相互作⽤的影响。

2、声束由⼀个⼤的主瓣和⼀些⼩的旁瓣组成超声成像主要依靠探头发射⾼度指向性的主瓣并接收回声；旁瓣的⽅向总有偏差，容易产⽣伪像。

第三章病例分析——腹部闭合性损伤腹部闭合性损伤（肝、胆、脾、肠、肾损伤）腹部闭合性损伤可能仅局限于腹壁，也可同时兼有内在器官损伤。

常系坠落、碰撞、冲击、挤压、拳打脚踢等钝性暴力所致。

常见受损内脏依次是脾、肾、小肠、肝、肠系膜等。

胰、十二指肠、膈、直肠等由于解剖位置较深，损伤发生率较低。

分类及临床表现腹部闭合性损伤分为：1.腹壁损伤:常见的表现是局限性腹壁肿、疼痛和压痛，有时可见皮下淤斑，程度和范围并不随时间的推移而加重或扩大。

2.实质器官损伤:如肝、脾、胰、肾等，或大血管损伤。

主要临床表现为腹腔内（或腹膜后）出血，表现为面色苍白、脉率加快，严重时脉搏细弱，血压不稳，甚至休克；除肝内胆管或胰腺损伤外，一般腹痛和腹膜刺激征并不严重。

3.空腔器官损伤:如胃肠道、胆道、膀胱等破裂。

主要临床表现是弥漫性腹膜炎。

除胃肠道症状及稍后出现的全身性感染的表现外，最为突出的是腹膜刺激征；有时可有气腹征，尔后可因肠麻痹出现腹胀；严重时可发生感染性休克。

诊断要点1.有无内脏器官损伤诊断腹部闭合性损伤的重点是明确有无内脏损伤，须做到：详细了解受伤史、重视全身情况的观察、全面而有重点的体格检查以及必要的化验。

腹部外伤患者如出现下列情况之一者，应考虑有内脏损伤：①早期出现休克征象者（尤其是出血性休克）；②有持续性甚至进行性腹部剧烈疼痛伴恶心、呕吐等消化道症状者；③有明显腹膜刺激征者；④有气腹表现者；⑤腹部出现移动性浊音者；⑥有便血、呕血或尿血者；⑦直肠指检发现前壁有压痛或波动感，或指套染血者。

2.什么脏器受到损伤应先确定是哪一类脏器受损，然后考虑具体脏器。

以下各项表现对于确定哪一类器官破裂有一定价值：①有恶心、呕吐、便血、气腹者多为胃肠道损伤；②有排尿困难、血尿、外阴或会阴部牵涉痛者，提示泌尿系器官损伤；③有膈面腹膜刺激表现者，提示上腹器官损伤，其中尤以肝和脾的破裂为多见；④有下位肋骨骨折者，有肝或脾破裂的可能；⑤有骨盆骨折者，提示有直肠、膀胱、尿道损伤的可能。

3波的反射、折射和衍射课后·训练提升基础巩固一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)1.图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线,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1的频率相等,波速、波长均不等,在同一种介质中运动,因此波长、波速和频率不变,故选项A、B错误;波发生折射时,频率不变,波速变,波长变,故选项C错误,D正确。

2.声波能绕过某一建筑物传播而光却不能绕过该建筑物,这是因为()A.声波是纵波,光是横波B.声波振幅大,光振幅小C.声波波长较长,光波长很短D.声波波速较小,光速很大更小。

由于声波的波长比较长,而可见光的波长很短,故声波可发生明显的衍射现象而光无法发生明显的衍射现象,故只有选项C正确。

3.已知空气中的声速为340 m/s。

现有几种声波:①周期为0.05 s,②频率为104 Hz,③波长为10 m。

它们传播时若遇到宽约为13 m的障碍物,能产生明显的衍射现象的是() A.①和② B.②和③C.①和③D.都可以v=λT,得周期为0.05s的声波的波长为λ1=vT=340×0.05m=17m,故①能产生明显的衍射现象;由公式v=λf得频率为104Hz的声波的波长为λ2=vf =340104m=0.034m,故②不能产生明显的衍射现象;波长为10m的声波,障碍物宽度与该声波波长相差不大,故③能产生明显的衍射现象。

故选项C正确,A、B、D错误。

4.音箱装饰布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部,但是它又有不利的一面,对于音箱发出的声音来说,布网就成了障碍物,它阻碍了声音的传播,造成了声音失真,有的生产厂家就把装饰布网安装了子母扣,这样听音乐时就可以把布网卸下来,从而获得高保真的听觉效果。

听同样的音乐不卸下布网和卸下布网相比较,你认为声音损失掉的主要是()A.高频部分B.低频部分C.中频部分D.不能确定v=λf知,波速一定时,频率越高、波长越小。

2023-2024（上） 全品学练考 高中物理 选择性必修第一册第3章 机械波2 波的描述学习任务一 对波的图像的理解[物理观念](1)波的图像描述的是在波的传播方向上各质点在某一时刻偏离平衡位置的位移. (2)由波的图像可以获得的信息图像 获得的信息(1)从图像上可直接读出波长和振幅 (2)可确定任一质点在该时刻的位移(3)因加速度方向和位移方向相反,可确定任一质点在该时刻的加速度方向(4)若已知波的传播方向,可确定各质点在该时刻的振动方向,并能判断位移、加速度、速度、动能的变化例1 一列横波沿x 轴正方向传播,某时刻的波形如图所示,波的周期为T ,则坐标为(3 cm,0)的质点经过54T 后的坐标是( )A .(3 cm,2 cm)B .(4 cm,2 cm)C .(4 cm,-2 cm)D .(3 cm,0 cm) [反思感悟]变式1 一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示,t=1 s 时平衡位置在x=3.5 m 处的质点Q 第一次到达波谷,则平衡位置在x=2.0 m 处的质点P 第一次到达波峰的时刻为 ( )A .t=13s B .t=23s C .t=43s D .t=53s【要点总结】波的图像的特点(1)简谐横波:简谐横波的图像是正弦曲线,对于简谐横波而言,各个质点振动的振幅都相同. (2)波的图像的重复性:相隔时间等于周期的整数倍的两个时刻的波形相同.(3)波的传播方向的双向性:不指定波的传播方向时,图像中波可能沿x 轴正方向传播,也可能沿x 轴负方向传播.学习任务二 振动方向与波的传播方向的互判[科学思维] 波的传播方向与质点振动方向的互判方法 方法 内容图像“质点 带动”法前一质点依次带动后一质点延迟振动,A 点前方的质点A'带动A 向上振动“上下 坡”法沿波的传播方向看,“上坡”的点向下运动,“下坡”的点向上运动,简称“上坡下、下坡上”“同侧” 法在波的图像上某一点处沿竖直方向画一个箭头表示质点的运动方向,并在同一点处沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向,那么这两个箭头总是在曲线的同侧“微平 移”法将原波形(实线)沿波的传播方向平移一段微小距离(不超过四分之一波长)后形成新波形(虚线),则从实线的位置沿y 轴指向虚线的位置表示原波形中质点的运动方向例2 [2022·广东中山一中期末] 图为一列沿x 轴传播的简谐横波在某时刻的图像,此时x=3 m 处质点的速度沿y 轴正方向.下列说法正确的是 ( )A .该列简谐横波沿x 轴正方向传播B .该时刻,x=2 m 处的质点速度最大C .该时刻,x=4 m 处的质点加速度最大D .经过1个周期,x=6 m 处的质点沿x 轴移动了8 m [反思感悟]变式2 (多选)如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图,传播方向为x 轴负方向,则此时刻( )A.各质点的位移都为5 cmB.x=2 m处的质点速度沿y轴正方向C.x=4 m处的质点加速度沿y轴正方向D.x=8 m处的质点速度为正的最大值变式3一列沿x轴正方向传播的简谐横波,某时刻波的图像如图所示.下列判断正确的是()A.这列波的周期为8 sB.此时P质点的速度比H质点的小C.此时P质点的加速度比H质点的小D.此后P质点比H质点先回到平衡位置学习任务三波长、波速、频率的关系[教材链接] 阅读教材,填写波长、频率和波速的相关知识.(1)波长λ①定义:在波的传播方向上,振动相位总是相同的两个质点间的距离.②特征a.在横波中,两个相邻或两个相邻之间的距离等于波长.b.在纵波中,两个相邻或两个相邻之间的距离等于波长.(2)周期T、频率f①周期(或频率):在波动中,各个质点的叫波的周期(或频率)..②周期T和频率f的关系:互为,即f=1T③波长与周期的关系:经过,振动在介质中传播的距离等于一个波长.(3)波速①定义:机械波在的传播速度.②决定因素:由本身的性质决定,在不同的介质中,波速是(选填“相同”或“不同”)的.=.③波长、周期、频率和波速的关系:v=λT例3 [2022·天津耀华中学月考] 图甲中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B超图像.图乙为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像,t=0时刻波恰好传到质点M.已知此超声波的频率为1×107 Hz.下列说法正确的是()A.血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/sB.质点M开始振动的方向沿y轴正方向C.t=1.25×10-7 s时质点M运动到横坐标x=3.5×10-4 m处D.0~1.25×10-7 s内质点M的路程为1 mm[反思感悟]变式4在平静的水面上激起一列水波,使水面上漂浮的小树叶在3.0 s内完成了6次全振动.当某片小树叶刚开始第6次振动时,沿水波传播的方向与该片小树叶相距1.0 m处浮在水面的另一片小树叶刚好开始振动,则()A.此水波的周期为2.0 sB.此水波的波长为16mC.此水波的传播速度为0.4 m/sD.若振动的频率变大,则同样条件下波传播到1.0 m远的另一片小树叶处所用的时间将变短变式5一列简谐横波,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.3 s(小于一个周期)时刻的波形如图中的虚线所示,则()A.波的周期可能为0.4 sB.质点P的运动方向可能向右C.波的传播速度一定为20 m/sD.此时质点P的运动方向一定向下【要点总结】1.波长的确定方法定义法振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离图像法横波中两个相邻波峰(波谷)间的距离公式法根据公式λ=v f2.波的三要素的决定因素(1)波的周期和频率由波源决定,与传播波的介质无关.(2)波速由介质本身的性质决定,与波的周期、波长无直接关系.在同一种均匀介质中波速大小保持不变.(3)波长由波速v和频率f决定.1.(波的图像)关于波的图像的物理意义,下列说法正确的是()A .波的图像表示某一质点在某一时刻的位移B .波的图像表示某一质点在各个时刻的位移C .波的图像表示各个质点在某一时刻的位移D .波的图像表示各个质点在各个时刻的位移2.(波的传播方向与振动方向的互判)如图所示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波在某一时刻的图像,下列说法中正确的是 ( )A .该时刻a 质点和d 质点的位移相同,加速度方向相反B .该时刻b 质点和c 质点的位移相同,速度方向也相同C .b 质点比c 质点先回到平衡位置D .a 质点比d 质点先回到平衡位置3.(波的图像)一列简谐横波沿x 轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如图所示.已知波速为 0.4 m/s,且波刚传到c 点.下列选项正确的是( )A .波源的振动周期为0.4 sB .t=0时,质点d 沿y 轴正方向运动C .t=0时,质点a 的加速度比质点b 的加速度大D .质点a 比质点b 先回到平衡位置4.(波长、频率和波速的关系)如图所示,位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S 产生两列分别沿x 轴负方向与正方向传播的机械波.若在Ⅰ、Ⅱ两种介质中波的频率及传播速度分别为f 1、f 2和v 1、v 2,则 ( )A .f 1=2f 2,v 1=v 2B .f 1=f 2,v 1=0.5v 2C .f 1=f 2,v 1=2v 2D .f 1=0.5f 2,v 1=v 22 波的描述例1 A [解析] 波沿x 轴正方向传播,则坐标为(3 cm,0)的质点振动方向沿y 轴正方向,经过54T 后到达正方向最大位移处,即坐标为(3 cm,2 cm),选项A 正确.变式1 C [解析] 由题意可知,当t=1 s 时,平衡位置在x=3.5 m 处的质点Q 第一次到达波谷,结合题图可知,从t=0到t=1 s 这一秒的时间,P 处的波形传播到了Q 处,有v=ΔxΔt ,解得v=1.5 m/s,由题意可知在t=0时刻,质点P 在波谷,则到达波峰,即O 处的波形传播到P 处,t=Δx 'v =43 s,所以,质点P 第一次到达波峰的时刻为t=43 s,故选C .例2 A [解析] 图中时刻x=3 m 处质点的速度沿y 轴正方向,根据同侧法可知该列简谐横波沿x 轴正方向传播,选项A 正确;该时刻,x=2 m 处的质点位移最大,此时速度为零,选项B 错误;该时刻,x=4 m 处的质点处于平衡位置,速度最大,加速度为零,选项C 错误;横波中的质点只在平衡位置附近垂直横波传播方向振动,不会随波迁移,选项D 错误. 变式2 CD [解析] 从波的图像可以看出,选项A 错误;根据波的传播方向和波的图像可以得出,此时刻x=2 m 处的质点速度沿y 轴负方向,选项B 错误;x=4 m 处的质点此时处于负向最大位移处,加速度沿y 轴正方向,选项C 正确;x=8 m 处的质点位于平衡位置,速度沿y 轴正方向,所以速度为正的最大值,选项D 正确.变式3 C [解析] 由题已知得不出周期,故A 错误;由图可知,此时P 质点在平衡位置,速度比H 质点的大,故B 错误;由图可知,P 点在平衡位置,回复力为0,H 点不在平衡位置,回复力不为0,则此时P 质点的加速度比H 质点的小,故C 正确;由图可知,P 点半个周期后回到平衡位置,而H 点向下振动,不需要半个周期就可以回到平衡位置,则此后P 质点比H 质点后回到平衡位置,故D 错误.[教材链接] (1)①相邻 ②a .波峰 波谷 b .密部 疏部 (2)①振动周期(或频率) ②倒数 ③一个周期T (3)①介质中 ②介质 不同 ③λf例3 A [解析] 由图乙知波长λ=14×10-2 mm =1.4×10-4 m,由v=λf 得波速v=1.4×10-4×1×107 m/s =1.4×103 m/s,故A 正确;根据波动与振动方向间的关系,质点M 开始振动的方向沿y 轴负方向,故B 错误;质点M 只会在自己的平衡位置周期性振动,不会随波迁移,故C 错误;因为质点M 振动的周期 T=1f=1×10-7 s,由于ΔtT=1.25×10-71×10-7=54,所以质点M 在0~1.25×10-7 s 内运动的路程为s=54×4A=2 mm,故D 错误.变式4 C [解析] 小树叶振动的周期为T=tn =3.06 s =0.5 s,波的周期等于小树叶振动的周期,即此水波的周期为0.5 s,选项A 错误;某片小树叶刚开始第6次振动时,即已振动5个周期,波向前传播了5个波长的距离,故波长为λ=xn '=1.05 m =0.2 m,选项B 错误;此水波的传播速度为v=λT =0.20.5 m/s =0.4 m/s,选项C 正确;波传播的速度由介质决定,与波的频率无关,传播相同的距离所用的时间相同,选项D 错误.变式5 A [解析] 根据题意,由图可知,该波的波长为24 m,若波向右传,质点P 的运动方向向上,则有14T=t=0.3 s,解得T=1.2 s,由公式v=λT 可得,波的传播速度为v=24m1.2s =20 m /s,若波向左传,质点P 的运动方向向下,则有34T=t=0.3 s,解得T=0.4 s,由公式v=λT可得,波的传播速度为v=24m 0.4s=60 m/s,故C 、D 错误,A 正确;简谐横波在x 轴方向传播,质点沿y 轴方向振动,质点沿x 轴方向没有运动,故B 错误.随堂巩固1.C [解析] 波的图像表示的是介质中的各个质点在某一时刻离开各自平衡位置的位移,选项C 正确.2.D [解析] 该时刻a 、d 两质点位移相同,加速度相同,而b 、c 两质点位移相同,速度方向相反,A 、B 错误.根据“上坡下、下坡上”可以判断,a 、b 两质点向上运动,c 、d 两质点向下运动,所以c 比b 先回到平衡位置,a 比d 先回到平衡位置,C 错误,D 正确.3.B[解析] 由题图可知,波长λ=0.08 m,而波速v=0.4 m/s,则周期T=λv =0.080.4s=0.2 s,故A错误;因为波沿x轴正方向传播,根据“上下坡”法,可知d处于“下坡路”,故t=0时刻质点d 沿y轴正方向运动,故B正确;t=0时,质点a的位移小于质点b的位移,故质点a的加速度比质点b的加速度小,故C错误;在t=0时刻,质点a的振动方向沿y轴负方向,向波谷运动,而质点b位于波峰,之后向平衡位置运动,故质点a比质点b后回到平衡位置,故D 错误.4.C[解析] 波的频率与波源的振动频率相同,与介质无关,所以f1=f2;由图可知,32λ1=L,3λ2=L,则λ1=2λ2,由v=λf得v1=2v2,故选项C正确.2波的描述建议用时:40分钟◆知识点一波的图像1.[2022·石家庄二中月考] 如图所示为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的图像,位于坐标原点的振源振动周期为1 s.以下说法正确的是()A.质点b的振幅为0B.波的波长为1 mC.经过0.25 s,质点b沿x轴正向移动0.5 mD.在t=0时刻,质量相等的质点a、c所受的回复力大小之比为1∶22.[2022·沈阳二中月考] 一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则()A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置◆知识点二振动方向与波的传播方向的互判3.如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图,已知质点A在此时刻的振动方向如图中箭头所示,则以下说法中不正确的是()A.波向左传播B.波向右传播C.质点B向上振动D.质点C向上振动4.[2022·浙江黄岩中学月考] 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时波形如图所示.已知质点P再经过0.1 s第一次到达波谷处,下列说法正确的是()A.这列简谐横波的波长是5 mB.这列简谐横波的波速是10 m/sC.质点Q要再经过0.2 s才能第一次到达波峰处D.质点Q到达波峰时质点P也恰好到达波峰◆知识点三波长、波速和频率5.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200 m/s,已知t=0时,波刚好传播到x=40 m处,如图所示.在x=400 m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是()A.波源开始振动时方向沿y轴正方向B.从t=0开始经0.15 s,x=40 m处的质点的路程为0.6 mC.接收器在t=2 s时才能接收到此波D.从t=0开始经0.15 s,x=40 m处的质点的路程为30 m6.[2022·厦门一中月考] 沿x轴从左向右有M、P、N三个质点(N点未标出)在同一介质中,位于坐标原点O处的P质点在外力作用下在竖直方向做简谐运动,形成沿x轴双向传播的简谐波.t=0时刻波形如图所示,其中M点再经过1 s时间(小于一个周期),位移仍与t=0时相同,但振动方向相反.N点与M点平衡位置距离为d,设波长为λ,λ<d<2λ,且振动方向总相反.下列说法正确的是()A.此时P点加速度为零B.此时M点的振动方向竖直向下C.N点平衡位置坐标为x=10 cmD.此简谐波在x轴上的传播速度为4 m/s7.(多选)如图为一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻波刚好传到P点,已知从此刻开始再经1.4 s,P点第二次出现波峰,则下列说法中正确的是 ()A.这列波的波速是10 m/sB.质点P在1 s内所通过的路程是1 mC.从图示情况开始,再经1 s,质点Q第一次到达波峰D.当波传到Q点以后,P、Q两质点的振动情况始终相同8.[2022·辽宁育明高中期中] 一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻波形图如图所示,此时波刚好传到P点,t=0.6 s时质点P第一次到达负方向最大位移处,则()A.此波波源的起振方向沿y轴正方向B.该简谐横波的波速为10 m/sC.t=0到t=1.2 s内,质点M的路程为12 cmD.t=0到t=0.4 s内,质点Q沿波迁移8 cm9.[2022·苏州中学月考] 一列简谐横波以速度v=6 m/s沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形图如图所示,介质中平衡位置在坐标原点的质点S在t=0时刻的位移y=10 cm,下列说法正确的是()A.在t=0时刻,质点S沿y轴负方向运动B.该波的波长为10 mC.该波的传播周期为2.5 sD.0~5 s时间内,质点S通过的路程为1 m10.(多选)[2022·郑州一中月考] 一列简谐横波在t=0时的波形如图所示,P、Q两点的坐标分别为(-1 m,0)、(-7 m,0),波的传播方向由右向左.已知t=0.7 s时P点第二次出现波峰,则()A.t=0.9 s时Q点第一次出现波峰B.t=1.2 s时Q点第一次出现波峰C.振源起振方向一定沿y轴正方向D.Q点出现波峰时,P点出现波谷11.一列横波沿x轴正方向传播,波速v=10 m/s,图是t=0时刻的波形.(1)请用带箭头的线段在图中标出此时刻A、B、C三点的振动方向;(2)用虚线在图中画出t=0.2 s时刻的波形.12.将一弹性绳沿x轴放置,左端位于坐标原点,用手握住绳的左端,当t=0时,使其开始沿y轴做简谐运动,在t=0.75 s 时形成如图所示的波形,M点是位于x=10 cm处的质点,N点是位于x=50 cm处的质点.(1)求绳波的传播速度;(2)判断N点开始振动的方向并求从t=0时刻开始到N点第一次沿y轴正方向经过平衡位置需要多长时间?(3)求从t=0时刻开始到N点第一次到达波峰时,M点经过的路程.2波的描述1.D[解析] 图示时刻质点b的位移为0,但其振幅为4 cm,故A错误;波长为2 m,故B 错误;简谐横波沿x轴正向传播时,质点b只在自己平衡位置附近上下振动,并不向前移动,故C错误;根据简谐运动的特征F=-kx可知,在t=0时刻,质点a、c所受的回复力大小之比为1∶2,故D正确.2.C[解析] 由波的图像可知,此时质点a位于波峰处,根据质点振动特点可知,质点a的加速度最大,故A错误;此时质点b位于平衡位置,所以速度最大,故B错误;若波沿x轴正方向传播,则质点b 向y 轴正方向运动,故C 正确;若波沿x 轴负方向传播,则质点c 沿y 轴正方向运动,所以质点c 比质点a 先回到平衡位置,故D 错误.3.B [解析] 质点A 向下振动,根据同侧法可知,波向左传播,选项A 正确,选项B 错误;因波向左传播,则质点B 向上振动,选项C 正确;因波向左传播,则质点C 向上振动,选项D 正确.4.B [解析] 由波形图可知,这列简谐波的波长是4 m,故A 错误;沿x 轴正方向传播,则质点P 向y 轴负方向运动,由于质点P 再经过0.1 s 第一次到达波谷处,可知波的周期为T=0.4 s,则波速为v=λT=40.4 m /s =10 m /s,故B 正确;波从图示位置传播到质点Q 需要用时t 1=x v =210 s =0.2 s,质点Q 起振方向沿y 轴负方向,从起振到第一次到达波峰需要的时间为t 2=0.3 s,所以质点Q 要再经过0.5 s 才能第一次到达波峰,故C 错误;质点P 再过0.5 s 到达波谷,故D 错误.5.B [解析] 质点的起振方向和波源初始时刻的振动方向一致,t=0时,波刚好传播到x=40 m 处,由质点振动的滞后性可以断定,x=40 m 处的质点的起振方向是沿y 轴负方向的,这显然也是波源初始时刻的振动方向,故A 错误;由题意得T=λv =0.1 s 、f=1T =10 Hz,则从t=0开始经0.15 s,x=40 m 处的质点振动了32T ,通过的路程为s=32×4×0.1 m =0.6 m,故B 正确,D 错误;此波传到接收器所需时间为Δt=Δxv =400-40200s =1.8 s,故C 错误.6.C [解析] P 点处于最大位移处,加速度最大,故A 错误;根据波的传播方向与质点振动方向之间关系,可以判断此时M 点的振动方向竖直向上,故B 错误;M 点此时的位移大小为振幅的一半,所以,M 点再经过T12时间回到平衡位置,同时波形向左平移了λ12,即1 cm ,所以,M 点对应的平衡位置坐标为-4 cm,M 点的振动情况与坐标为4 cm 的点完全相同,从4 cm 点再向右半个波长距离对应的点与M 点的振动情况总是相反,该点的坐标为10 cm,即为N 点,故C 正确;当M 点的位移与t=0时相同,且振动方向相反时,经过了2T3的时间,对应的时间为1 s,所以2T3=1 s,T=1.5 s,由图可知波长为12 cm,波速为v=λT =0.121.5 m/s =0.08 m/s,故D 错误.7.BD [解析] 从图中可得λ=4 m,从图示位置开始P 点第二次出现波峰经历了134T ,故134T=1.4 s,故T=0.8 s,所以波速为v=λT=40.8m/s =5 m/s,故A 错误;质点P 在1 s 内,即54T 内所通过的路程是s=5A=5×0.2 m =1 m,故B 正确;从图可知,当x=2 m 处的振动刚好传到Q 时,Q 第一次出现波峰,由于二者之间的距离为134λ,所以可知从0时刻开始,经过134T 即1.4 s,Q 将第一次出现波峰,故C 错误;从图中可得P 、Q 两点正好相距一个波长,所以是同相点,即振动情况始终相同,故D 正确.8.A [解析] 简谐横波沿x 轴正方向传播,由“上下坡法”知,质点P 开始振动时的运动方向沿y 轴正方向,所以此波波源的起振方向沿y 轴正方向, A 正确;在t=0.6 s 时刻,质点P 第一次运动到负方向最大位移处,有3T4=0.6 s,可得T=0.8 s,由图知波长 λ=4 m,所以波速为v=λT=5 m/s,B 错误;从P 传播到M 需要的时间为t'=x MP v=0.4 s,t=0到t=1.2 s 内,质点M通过的路程为s=Δt T ×4A=1.2-0.40.8×4A=16 cm,C 错误;简谐横波沿x 轴正方向传播,质点Q 沿波传播方向并不迁移,D 错误.9.A [解析] 根据“上坡下、下坡上”可得出,质点S 沿y 轴负方向运动,A 正确;根据波图像可写出波动方程为y=20sin (2πλx+φ)(cm),代入点(0,10 cm)和(5 m,0),可得λ=12 m,φ=π6,B 错误;根据波速与周期公式有T=λv=2 s,C 错误;由于5 s =2T+T2,则质点S 运动的路程为s=2×4A+2A=2 m,D 错误.10.ACD [解析] 由图像知,波长λ=4 m,第二个波峰到达P 点所需时间为(1+34)T=0.7 s,解得T=0.4 s,波速v=λT =40.4 m/s =10 m/s,第一个波峰传播到Q ,传播距离Δx=2 m -(-7)m =9 m,所需时间Δt=Δxv=910 s =0.9 s,故选项A 正确,选项B 错误.P 、Q 两点间距为6m =(1+12)λ,振动情况相反,选项D 正确.t=0时波的最前方x=1 m 处的质点正处于平衡位置向y 轴正方向运动,由此可知振源起振方向沿y 轴正方向,选项C 正确. 11.(1)如图所示 (2)如图中虚线所示[解析] (1) 波沿x 轴正方向传播,根据微平移法可知,此时刻A 、B 、C 三点的振动方向如图所示(2)t=0.2 s 时刻,波向右传播x=vt=2 m,波形如图中虚线所示 12.(1)20 cm/s (2)沿y 轴负方向 3 s (3)88 cm [解析] (1)由题意和题图可知λ=20 cm,T=1 s, 所以波速v=λT =20 cm/s .(2)由题图可知t=0.75 s 时,x=15 cm 的质点,刚开始振动,并且振动方向沿y 轴负方向,所以N 点开始振动的方向也沿y 轴负方向.t=0.75 s 时,x=5 cm 的质点第一次沿y 轴正方向经过平衡位置,这个振动形式传到N 点还要t 1=Δxv =50-520 s =2.25 s,所以当t 2=t+t 1=3 s 时N 点第一次沿y 轴正方向经过平衡位置. (3)t=0.75 s 时,M 点已经经过的路程为8 cm,而N 点第一次到达波峰还要经历t 3=Δx 'v =5020 s =2.5 s,即2.5T ,则M 点还要经过路程2.5×4×8 cm =80 cm,所以M 点经过的总路程为8 cm +80 cm =88 cm .。

宠物B超基础学习及各器官正常超声图像IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】B超诊断基础一、超声的基础知识B超的常见应用:疾病诊断、妊娠检查、背膘测定I.超声波的几个物理量超声的特性：1) f > 20000Hz。

临床诊断使用超声频率的高低由探头的频率决定，国内诊断常用的探头频率有1.25MHz、2.5MHz和5MHz三种。

根据不同的探查部位而选择使用。

2)传播速度：超声波在不同的介质中传播的速度不同，介质密度越高，传播速度越快。

在固体中大于液体，液体中大于气体超声在介质中的传播速度与水相近。

因此，在实践中以1500m/s作为测定病灶深度的数。

●波长：波长是超声和声波在一个周期时间内，波所传播的距离。

●波长、频率与声速的关系可用下列公式表示：声速＝波长×频率因此，当声速一定时，波长与频率成反比，频率越高，则波长越短，其传播的距离越近，而对病灶最小直径的分辨力越好。

所以，在实际探查中，不同部位选择不同的探头。

1)通常对肝脏、胆囊、脾脏等软组织，用2~3.5MHz的探头；2)眼及浅表部位的探查用5~10MHz，3)而头颅的探查则用0.8~2.0MHz。

II. 声阻抗简称声阻，是介质密度与超声在其中传播速度的乘积。

即：声阻＝密度×声速各种介质的声阻不同，固体的声阻最大，液体次之，气体最小。

超声波反射的强弱决于形成声学界面的两种介质的声阻抗差值，声阻抗差值越大，反射强度越大，反之则小。

III. 超声的主要物理特性1、束射性：即超声传播的方向性或指向性。

超声由于频率高，且辐射面大于波长，因此从声源发出之后几乎全部成束状直线向前传播，具有良好的指向性。

束射性主要与换能器晶片的直径大小、超声摇动的频率和超声束扩散角的大小有关。

换能器晶片的直径大于超声波长很多倍时，发时的超声就集中射向一个方向，即成束性好。

扩散角及超声束在近场以后扩散的角度。

B超三基理论考试姓名得分：一、单选题（每题1分，共计80分）1 下列哪项是正确的：（）A 胆囊壁呈“双边征”时，就可以诊断胆囊炎B 肝硬化时胆囊壁从没有变化C 急性胆囊炎时，胆囊壁不呈“双边征”D 肝硬化时可伴随胆囊壁呈“双边征”E 以上均不正确2 胃的淋巴最终注入（）A．腹腔淋巴结 B．肝淋巴结 C．腰淋巴结 D．胰脾淋巴结 E．膈上淋巴结3 下列哪项不是诊断胆囊结石的可靠条件：（）A 胆囊内强回声光团B 重力移动阳性C 重力移动阴性D 伴声影E 胆囊内弧形光团4 下列正常垂体解剖，哪项不对（）A．女性垂体，高度小于10mm B. 男性垂体，高度小于8mmC．10～19岁时，垂体高度最高 D. 青年女性，垂体上缘可略凸E. 儿童垂体，形态饱满则提示有微腺瘤5 髋关节脱位常见的方位是（）A．前方 B．上方 C．内侧 D．外侧 E．后下方6 中枢神经系统内，神经元胞体集聚处统称（）A．白质 B．皮质 C．网状结构 D．神经核 E．灰质7 维持子宫正常位置，防止子宫颈向下脱垂的主要韧带是（）A．子宫阔韧带 B．子宫主韧带 C. 骶子宫韧带 D．子宫圆韧带 E．以上全是8 关于阴道壁的描述，下列哪项是错误的（）A 阴道粘膜为复层鳞状上皮B 阴道壁富有静脉丛，局部损伤易形成血肿C 阴道上皮富有腺体，故妇女常有白带多的症状D 阴道粘膜受卵巢激素影响有周期性变化E 阴道壁有很多横纹皱襞及外覆有弹力纤维，故有很大的伸展力9 视神经（）A．外包三层膜，是为相应脑膜的延续B．经视神经交叉孔入颅中窝C．两视网膜颞侧的纤维交叉 D．完全受损、伤侧全盲并且瞳孔对光反射均消失 E．以上均错10 眼眶内侧壁主要由下列骨组成（）A．上颌骨、泪骨、筛骨和蝶骨体 B．鼻骨、泪骨、蝶骨小翼和筛骨C．蝶骨大冀、额骨、筛骨、蝶骨小翼 D．蝶骨大冀、额骨、颞骨和鼻骨 E．以上都不是11 十二指肠的哪一段位于腹主动脉与肠系膜上动脉所形成的夹角内（）A．上部 B．降部 C．水平部 D．升部 E．以上全是12 下列哪种说法是错误的（）A 临床上下半身截瘫的产妇不能顺利分娩B 阴部神经由第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、骶神经的分支组成，与阴部内动脉相同途径C 阴部神经在坐骨结节内侧分三支，为会阴神经、痔下神经与阴蒂背神经D 内生殖器主要由交感与副交感神经所支配E 外生殖器神经系统体干神经13 关于FSH与LH的表述，下列哪项不正确（）A FSH与LH均是糖蛋白激素B FSH与LH均呈脉冲式释放C LH主要作用于已分化的卵泡膜细胞合成性激素D FSH主要作用是促卵泡膜细胞形成E FSH、LH、TSH、HCG均由α与β二条链形成，其决定簇(特异生物作用)各位于α链上14 下列哪项不是诊断胆囊结石的可靠条件（）A 胆囊内强回声光团B 重力移动阳性C 重力移动阴性D 伴声影E 胆囊内弧形光团15 粘液瘤最常发生于哪个部位（）A 左房B 右房C 左室D 右室E 纵隔16 下列哪种器官或组织不受雌激素的影响（）A 骨骺区B 乳腺C 胰腺D 阴道E 垂体17 粘液瘤可发生在（）A 心房或心B 只发生在心房C 只发生在心室D 心肌内E 最常发生在左心室18 下列哪种说法是错误的（）A 临床上下半身截瘫的产妇不能顺利分娩B 阴部神经由第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、骶神经的分支组成，与阴部内动脉相同途径C 阴部神经在坐骨结节内侧分三支，为会阴神经、痔下神经与阴蒂背神经D 内生殖器主要由交感与副交感神经所支配E 外生殖器神经系统体干神经19 胆总管位于（）A 门静脉前方B 门静脉后方C 肝静脉前方D 肝静脉后方E 位置不确定20 维持子宫前倾的主要韧带是（）A 阔韧带B 子宫圆韧带C 卵巢固有韧带D 主韧带E 子宫骶骨韧带21 切除子宫与附件时，应切断哪根韧带则容易损伤输尿管（）A 骨盆漏斗韧带B 骶骨韧带C 阔韧带D 主韧带E 圆韧带22 左侧卵巢动脉来自何方（）A 髂外动脉B 髂内动脉C 腹主动脉D 子宫动脉E 肾动脉23 判断下列说法哪种是对的（）A 多普勒检查的发射波有脉冲式和连续式两种B 脉冲式只有定量诊断价值C 连续式有定位诊断价值D 多普勒频谱对疾病诊断意义不大E 多普勒频谱不能确定心内分流与反流24 骨盆出口横径指哪项（）A．坐骨结节中段外侧缘之间的距离 B．坐骨结节前端内侧缘之间的距离C．坐骨结节后端外侧缘之间的距离 D．坐骨结节后端内侧缘之间的距离E．坐骨结节前端外侧缘之间的距离25 下列哪项不是化脓性胆囊炎的超声表现（）A 胆囊增大B 壁增厚，“双边征”C 囊内伴结石D 轮廓模糊E 囊内呈清晰无回声区26 切除子宫的附件时不应切断哪种组织（）A 卵巢固有韧带B 骨盆漏斗韧带C 圆韧带D 阔韧带E 输卵管27 下列哪项不是前列腺增生症的声像图表现（）A 前列腺增大B 外形规则C 包膜增厚D 包膜断裂E 回声增粗28 妇女一生中，哪个阶段历时最长（）A 新生儿期B 幼儿期C 青春期D 更年期E 性成熟期29 关于促卵泡素(FSH)和黄体生成素(LH)的表述，下列哪项正确（）A 是垂体后叶分泌的B 都是糖蛋白激素C 由下丘脑分泌D 都是甾体激素E 由卵巢分泌30 关于前庭大腺表述，哪项是错误的（）A 位于大阴唇后部B 腺骨细长C 腺管开口于小阴唇与处女膜之间的沟内D 正常情况下可触摸到此腺E 性兴奋时分泌粘液起润滑作用31.哪种情况下能够得到最佳的超声反射（）A．入射波平行于反射界面B．入射波垂直于声阻抗不同的界面C．入射波发生绕射、衍射、折射及表面反射D．声束入射与反射间的夹角 > 90o E．声束入射与反射间的夹角 < 90o32．人体不同组织和体液回声强度是不同的，下列哪一项是错误的( ）A．液体均是无回声的，固体均是有回声的B．实质性组织如肝脾是中等水平回声C．脂肪组织是低水平回声D．纤维化和钙化引起组织回声增强E．脏层胸膜—肺组织（含气）界面产生很强的反射33．男性患者，37岁，既往有肝炎史，超声发现脾脏显著肿大，肝表面不光滑，肝实质回声不均匀。

第三章、细胞基本结构知识结构知识聚焦一、关于细胞器的知识归纳： （一）根据细胞器的分布1．高等植物特有的细胞器是叶绿体、液泡 ；高等植物特有的细胞结构是细胞壁、叶绿体、液泡 。

2．高等动物、低等植物细胞特有的细胞器是 中心体 ；3．动、植物细胞共有的细胞器是 线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、核糖体 。

（二）根据细胞器的结构4．不具有膜的细胞器是 核糖体、中心体 。

5．具单层膜的细胞器是 内质网、高尔基体、液泡、溶酶体 。

6．具双层膜的细胞器是 线位体、叶绿体 。

7．在光学显微镜下可见的细胞器是 叶绿体、液泡、线粒体 。

（三）根据细胞器的成分8．含DNA 的细胞器是 线粒体、叶绿体 。

9．含RNA 的细胞器是 线粒体、叶绿体、核糖体 。

10．含DNA 和RNA 的细胞器是 线粒体、叶绿体 。

11．能决定植物细胞不同部位颜色（含色素）的细胞器是 叶绿体、液泡 。

生物膜系统细胞膜组成成分功能功能细胞核细胞质细胞器 结构功能结构功能（四）根据细胞器的功能12．动植物细胞都有，但功能有所不同的细胞器是高尔基体；13．与细胞能量代谢（或能产生A TP）有关的细胞器是线粒体、叶绿体；与细胞能量代谢（或能产生ATP）有关的细胞结构是线粒体、叶绿体、细胞质基质。

14．能产生水的细胞器是线粒体、叶绿体、核糖体；能产生水的细胞的结构是线粒体、叶绿体、核糖体和细胞核（如：ＲＮＡ合成）。

15．具有独立遗传功能（即能复制）的细胞器是线粒体、叶绿体。

16．与物质合成有关的细胞器是叶绿体、核糖体、内质网。

17．与物质分解有关的细胞器是线粒体。

18．与分泌蛋白的合成、分泌有关的细胞器是核糖体、内质网、高尔基体、线粒体。

19．能发生碱基互补配对的细胞器是线粒体、叶绿体、核糖体。

20．与植物细胞发生渗透吸水有关的细胞器是液泡。

二、关于叶绿体和线粒体共同点：1．具有双层膜结构的细胞器（核膜也是双层膜，但不属于细胞器）2．都通过一定的方式加大了内部的膜面积，从而加大了生化反应的场所2．参与细胞内能量代谢（能生成ATP）的细胞器3．能生成水的细胞器（还有核糖体）4．含有少量遗传物质（DNA）的细胞器（DNA主要在细胞核中的染色体上），在遗传上具有一定的独立性5．含有少量RNA的细胞器（核糖体中也有RNA）6．能够复制的细胞器（还有中心体，但说法相同含义不同）二、细胞的生物膜系统1．生物膜（1）概念理解：线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网等细胞器以及细胞膜、核膜，都是由膜构成的，这些膜化学组成相似，基本结构大致相同，统称为生物膜。