波的反射与折射

《波的反射与折射》知识清单一、波的反射1、定义波在传播过程中，遇到障碍物时，会改变传播方向返回原来的介质中，这种现象称为波的反射。

2、反射定律反射波的线与入射波的线和法线在同一平面内，反射角等于入射角。

通俗来讲，就好比我们朝一面镜子扔一个球，球以一定的角度打在镜子上，然后会以相同的角度反弹回来。

这个角度的关系就是反射定律所描述的。

3、反射波的特点（1）频率不变：反射波的频率与入射波的频率相同。

这意味着波的特性，如音调、颜色等不会因为反射而改变。

（2）波速不变：在同一种介质中，波速是恒定的，反射不会改变波的传播速度。

（3）波长不变：由于频率和波速不变，所以波长也保持不变。

4、常见的波的反射现象（1）回声：当我们在山谷中大声呼喊时，声音会碰到山体反射回来，我们听到的回声就是声音的反射现象。

（2）光的反射：镜子中的成像、水中的倒影等都是光的反射所形成的。

二、波的折射1、定义波在从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象称为波的折射。

2、折射定律折射波的线与入射波的线和法线在同一平面内，入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质中波速之比。

用简单的话解释，就像光从空气进入水中，光的传播方向会发生变化，而且变化的程度与空气和水对光传播速度的影响有关。

3、折射波的特点（1）频率不变：与反射波一样，折射波的频率也不会发生改变。

（2）波速改变：不同的介质对波的传播速度有不同的影响，所以波在折射时波速会发生变化。

（3）波长改变：由于波速和频率的变化，波长也会相应地改变。

4、常见的波的折射现象（1）筷子在水中“折断”：当我们把筷子一部分放入水中时，从水面上方看，筷子好像在水中折断了，这是光的折射造成的视觉错觉。

（2）海市蜃楼：在炎热的夏天，有时在公路上能看到远处好像有水面，这是由于空气的温度不同导致密度不同，从而使光发生折射形成的海市蜃楼现象。

三、波的反射与折射的综合应用1、光学仪器许多光学仪器，如望远镜、显微镜等，都利用了波的反射和折射原理来实现对物体的观测和放大。

第3节波的反射、折射和衍射核心素养物理观念科学思维1.知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象。

2.了解波的衍射现象和衍射图样，知道波发生明显衍射现象的条件。

3.知道衍射是波特有的现象。

通过发波水槽实验探究水波发生明显衍射现象的条件。

知识点一波的反射、波的折射1.波的反射(1)波的反射：波传播过程中遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象。

(2)反射波的波长、波速、频率跟入射波的相同。

(3)波的反射定律：反射线、入射线和法线在同一平面内，反射线和入射线分别位于法线两侧，反射角等于入射角。

如图所示。

2.波的折射(1)波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。

(2)波的折射中，波的频率不变，波速和波长发生改变。

[思考判断](1)波向前传播在两介质的界面上要么发生反射，要么发生折射，二者不会同时发生。

(×)(2)波发生反射时波的频率不变，波速变小，波长变短。

(×)(3)波发生折射时波的频率不变，但波长、波速发生变化。

(√)反射波的波长、频率、波速与入射的相关量相同吗？提示反射波与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，由此我们可知波长也不改变。

即反射波的波长、频率、波速都跟入射波的相关量相同。

折射现象中，波长、波速、频率都变化吗？提示在波的折射现象中，波的频率不改变。

波速和波长都发生变化。

知识点二波的衍射[观图助学]1.定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。

2.实验现象(1)实验器材：在水槽里放两块挡板，中间留一个狭缝。

(2)现象：狭缝宽度比波长大得多，波的传播如同光沿直线传播一样，在挡板后面产生“阴影区”；在狭缝宽度与波长相差不多或者狭缝宽度比波长更小时，水波可以绕到挡板后面继续传播。

3.发生明显衍射现象的条件缝、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。

[思考判断](1)一切波遇到障碍物都会发生衍射现象。

《波的反射和折射》知识清单一、波的反射1、定义波遇到障碍物时，会返回到原来的介质中继续传播，这种现象称为波的反射。

2、反射定律（1）反射线、入射线和法线在同一平面内。

（2）反射角等于入射角。

3、反射波的特点（1）频率不变：反射波的频率与入射波的频率相同。

这是因为波的频率由波源决定，与传播介质和传播方式无关。

（2）波长不变：在同一种介质中，波的速度不变，根据波速＝频率×波长，频率不变，所以波长也不变。

（3）波速不变：波在同一种介质中的传播速度是恒定的。

4、常见的反射现象（1）回声：当我们在山谷中大声呼喊时，声音会碰到远处的山峰或障碍物反射回来，我们就能听到回声。

（2）光的反射：镜子能反射光线，我们能通过镜子看到自己的像，就是光的反射现象。

（3）水波的反射：在平静的水面上投入一块石头，产生的水波遇到岸边会反射回来。

5、反射的应用（1）雷达：利用电磁波的反射来探测目标的位置、速度等信息。

（2）声纳：通过声波的反射来探测水下物体。

二、波的折射1、定义波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的现象称为波的折射。

2、折射定律（1）折射线、入射线和法线在同一平面内。

（2）入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质中波的速度之比。

3、折射波的特点（1）频率不变：与反射一样，波的频率由波源决定，不会因折射而改变。

（2）波长改变：由于波在不同介质中的传播速度不同，根据波速＝频率×波长，频率不变，波速改变，所以波长会发生变化。

（3）波速改变：波在不同介质中的传播速度通常是不同的。

4、常见的折射现象（1）筷子在水中“折断”：把筷子插入水中，从水面上看，筷子好像在水中折断了，这是光的折射现象。

（2）海市蜃楼：在炎热的夏天，海面上的空气温度比上层空气低，密度大，折射率也大。

远处物体射来的光线，向上折射，进入人的眼睛，人逆着折射光线看去，就会看到远处物体的虚像，形成海市蜃楼。

（3）透镜成像：凸透镜和凹透镜对光线的折射作用，使得物体通过透镜能成像。

介质中声波的折射与反射声波是一种机械波，在介质中传播时会发生折射和反射现象。

本文将介绍介质中声波的折射和反射的原理、规律以及相关应用。

一、声波的折射原理当声波从一个介质传播到另一个介质时，由于两个介质的声速不同，会产生折射现象。

根据斯涅尔定律，声波在折射时遵循如下规律：入射角、折射角和两个介质的声速成正比关系。

二、声波的折射规律1. 入射角与折射角的关系根据斯涅尔定律，入射角（θ_1）和折射角（θ_2）之间的关系可以表示为：n_1sinθ_1 = n_2sinθ_2，其中n_1和n_2分别为两个介质的折射率。

2. 折射率折射率是介质对光的折射能力的度量，通常用n表示。

在声波的折射中，折射率与介质的声速有关。

声速越大，折射率就越大，折射效应就越明显。

三、声波的反射原理当声波遇到两个介质的交界面时，会发生反射现象。

根据反射定律，入射角与反射角是相等的，并且反射角的方向与入射角的方向相对。

这意味着声波的能量在反射中保持不变。

四、声波的反射规律1. 入射角与反射角的关系根据反射定律，入射角（θ_1）和反射角（θ_2）之间满足如下关系：θ_1 =θ_2。

2. 波阵面与法线的关系波阵面是声波传播的垂直方向上的线，一般用线段来表示。

当波阵面与交界面的法线垂直时，入射角为0，波阵面垂直入射并沿原路径反射。

五、声波折射与反射的应用1. 声学器件中的应用声音在折射和反射过程中的规律被应用于各种声学器件的设计中。

例如，利用声波的折射现象，可以设计出聚焦器和折射镜等设备，用于聚焦和收集声波或将声波引导到指定位置。

2. 声纳测深仪声纳测深仪是利用声波在水中的折射和反射规律，来测量水深的设备。

通过测量声波从水中底部反射回来所需的时间，可以精确计算出水深。

3. 声学障碍物检测利用声波在折射和反射中的行为特点，可以监测和检测特定区域是否有声学障碍物。

通过测量反射声波的强度和时间，可以确定物体的位置和属性。

六、结论介质中声波的折射和反射是声波传播的基本现象之一。

3.3 波的反射、折射和衍射问题一：如图甲所示，我们在山中对着山谷大声喊“你好……”时，会听到“连绵不断”的“你好……”的回声；如图乙所示，在空旷的大房间里大声说话时，会听到“嗡嗡”的回声，导致不容易听清声音，这些属于波的什么现象？答：甲图是声波在峭壁上反射的结果，乙图是声波在墙壁上反射的结果，都是声波的反射现象一、波的反射1、定义：波遇到障碍物会返回来继续传播的现象2、入射角（i）和反射角（i＇）：（1）入射角：入射波的波线与平面法线的夹角i（2）反射角：反射波的波线与平面法线的夹角i＇3、反射定律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。

注意：（1）反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同（2）波遇到两种介质界面时，总存在反射4、应用：（1）回声测距：①．当声源不动时，声波遇到静止障碍物会被反射回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中的传播速度相同，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，设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s = v声·t2②．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，声源发声时障碍物到声源的距离为s =（v声+ v）·t2③．当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s =（v声- v）·t2（2）超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来，蝙蝠、海豚就是根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向的.【例1】某物体发出的声音在空气中的波长为1m，波速为340m/s，在海水中的波长为4.5m，（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0.5s听到回声，则海水深为多少？（3）若物体以5m/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 = 3401= 340Hz，因波的频率不变，则在海水中的波速为：v海 =λf = 4.5×340 m/s = 1530m/s （2）入射声波和反射声波用时相同，则海水深为：s = v海·t2= 1530×0.52m = 382.5m（3）物体与声音运动的过程示意图如图所示，设听到回声时间为t，则：v物t + v海t = 2s => t = 0.498s问题2：墙壁的传音性比空气好得多，但把门窗关闭后，外面传入室内的声音却会明显地减弱，这是为什么？答：声波原来在空气中传播，如果没有障碍物，能直接传到室内，当把门窗关闭后，声波遇到墙壁和门窗，在界面上发生反射和折射现象，只有折射进入墙壁和门窗的声波才能进入室内，虽然墙壁和门窗的传音性能好但反射性能也好，所以大部分声波被反射回去，外面传入室内的声音就显著地减弱了。

《波的反射和折射》知识清单一、波的反射1、定义当波传播到两种介质的分界面时，一部分波会返回原介质继续传播，这种现象称为波的反射。

2、反射定律（1）反射线、入射线和法线在同一平面内。

（2）反射角等于入射角。

例如，我们对着一面墙大声呼喊，声音碰到墙壁后会反射回来，我们就能听到回声。

这就是声音这种波的反射现象。

在这个例子中，声音的传播路线就遵循反射定律，我们发出声音的方向相当于入射线，听到的回声方向就是反射线。

3、波的反射在生活中的应用（1）回声测距利用声波的反射，可以测量距离。

比如，通过测量发出声音到接收到回声的时间，再结合声音在空气中的传播速度，就能够计算出我们与障碍物之间的距离。

（2）雷达雷达是利用电磁波的反射来探测目标的。

它向目标发射电磁波，然后接收反射回来的电磁波，通过分析反射波的信息，如时间、频率等，来确定目标的位置、速度和形状等。

二、波的折射1、定义当波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象称为波的折射。

2、折射定律（1）折射线、入射线和法线在同一平面内。

（2）入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质中波的传播速度之比。

以光为例，当光从空气斜射入水中时，传播方向会发生改变，这就是光的折射现象。

3、波的折射在生活中的应用（1）透镜成像凸透镜和凹透镜都是利用光的折射原理来成像的。

例如，我们使用的放大镜、望远镜和显微镜等，都是通过透镜对光线的折射来实现放大或观察微小物体的。

（2）海市蜃楼这是一种由于光的折射而产生的自然现象。

在炎热的夏天，地面附近的空气温度较高，密度较小，而上方的空气温度较低，密度较大。

光线从密度大的介质（冷的空气）射向密度小的介质（热的空气）时，折射角大于入射角，导致光线向上弯曲。

远处物体的光线经过折射和全反射，形成了正立的虚像，看起来就像在空中出现了高楼大厦等景象。

三、波的反射和折射的比较1、相同点（1）反射和折射现象中，波的频率都不变。

这是因为波的频率由波源决定，与传播的介质无关。

第2节波的反射和折射1.知道什么是波面、波线．知道它们之间的关系．2.了解惠更斯原理，知道用惠更斯原理描述波的方法．(重点)3．掌握波的反射定律，能进行较简单的应用．(重点＋难点) 4.知道什么是波的折射，理解波的折射定律．(重点＋难点)一、惠更斯原理1．波面和波线(1)波面：从波源发出的波，经过同一传播时间到达的各点所组成的面，如图所示．(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：波面是球形的波．如空气中的声波．(2)平面波：波面是平面的波．如水波．3．惠更斯原理(1)内容：介质中波阵面上的每一个点，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．(1)波面一定与波线垂直．()(2)波面一定是平面．()(3)波的传播方向与波面平行．()(4)用惠更斯原理能够解释波的衍射现象与障碍物大小的关系．()提示：(1)√(2)×(3)×(4)×二、波的反射1．定义：波遇到障碍物时会返回来继续传播的现象，如图所示．2．反射规律反射波的波长、频率和波速都与入射波相同．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两侧，反射角等于入射角．1．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？提示：在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力． 三、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，如图所示 .2．折射定律(1)内容：入射角的正弦跟折射角的正弦之比，等于波在第Ⅰ种介质中的波速与波在第Ⅱ种介质中的波速之比． (2)公式：sin i sin r ＝v 1v 2．2．波由一种介质进入另一种介质而发生折射时，其频率、波速与波长发生变化吗？ 提示：频率由波源的振动频率决定，所以频率不变．波速由介质的性质决定，所以波速发生变化，由v ＝λf 知，波长也发生变化．对惠更斯原理的理解与应用1．球面波和平面波的比较球面波平面波区别波面形状球面平面形成点波源在均匀介质中向各个方向发出的波面波源在均匀介质中向波源面两侧发出的波波面与波源关系波面以点波源为球心波面与波源平行联系球面波传至距波源很远处时，在空间的某一小区域内的球形波面可看成平面波2.利用惠更斯原理解释波的传播如图甲所示，以O为球心的球面波在t时刻的波面为γ，按照惠更斯原理，γ面上每个点都是子波的波源．设各个方向的波速都是v，在Δt时间之后各子波的波面如图中虚线所示，虚线圆的半径是vΔt，γ′是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面在时间Δt后的新位置．可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半径之差为vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．与此类似，可以用惠更斯原理说明平面波的传播，如图乙所示．(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[解题探究] (1)同一波面上各点到波源的距离是否相等？这些点的振动情况有什么特点？ (2)平面波和球面波有什么区别？[解析] 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同，故A 对，B 错．由波面和波线的概念，不难判定C 、D 对． [答案] ACD1.(多选)下列说法中错误的是( )A ．只有平面波的波面才与波线垂直B ．只有球面波的波线与波面垂直C ．任何波的波线都表示波的传播方向D ．有些波的波面表示波的传播方向解析：选ABD.不管是平面波，不是球面波，其波面与波线均垂直，选项A 、B 错误．只有波线才表示波的传播方向，选项C 正确，选项D 错误．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，设经时间t 听到回声，则声源距障碍物的距离为s ＝v 声·t2.(2)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，声源发声时障碍物到声源的距离为s ＝(v 声＋v )·t2.(3)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，声源发声时障碍物到声源的距离s ＝(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和测速的．(1)反射波与入射波在同一种介质中的传播速度相同．(2)人耳能将原声和回声区分开的最小时间间隔为0.1 s.(3)雷达是利用波的反射来定位和测速的．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m ，波速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？ [思路点拨] 解答本题时应注意在同一介质中，声波与其反射波的传播速度相同． [解析] (1)由f ＝v λ得：f ＝3401 Hz ＝340 Hz.因波的频率不变，则在海水中的波速为 v 海＝λ海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 s ＝v 海t 2＝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 ′＝2s . 代入数据解得t ′≈0.498 s.[答案] (1)340 1 530 (2)382.5 m (3)0.498 s对折射定律的理解1.表达式：sin i sin r ＝v 1v 22．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v 1v 2是一个只与两种介质的性质有关，与入射角、折射角无关的常数，叫做第二种介质相对第一种介质的折射率，所以n 21＝v 1v 2.(3)当v 1>v 2时，i >r ，折射光线靠近法线；当v 1<v 2时，i <r ，折射光线远离法线；当垂直于界面入射(i ＝0°)时，r ＝0°，传播方向不变．3．几点说明(1)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与入射波的频率，即波源的振动频率相同．(2)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v ＝λf 知，波长λ与v 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λ不同．如图所示，某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时产生反射和折射，若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°，此波在乙介质中的波速为1.2×105km/s.(1)该波的折射角为________． (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] 由反射定律可得反射角的大小，由反射波与折射波垂直可得折射角的余角大小，从而求得折射角，由折射定律可得波速．由波速公式再变形可得波长．[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)由波的折射规律v 甲v 乙＝sin i sin r，所以v 甲＝sin i sin r v 乙＝sin 60°sin 30°v 乙＝3212×1.2×105 km/s≈2.08×105 km/s.(3)因波长λ＝v f ，又因为波在两种介质中的频率相同，则λ甲λ乙＝v 甲v 乙＝2.08×1051.2×105＝26∶15.[答案] (1)30° (2)2.08×105 km/s (3)26∶152.如图所示是声波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况，由图判断下面的说法正确的是( )A ．若i >r ，则声波在介质Ⅰ中的传播速度小于声波在介质Ⅱ中的传播速度B ．若i >r ，则Ⅰ可能是空气，Ⅱ可能是水C ．若i >r ，则Ⅰ可能是钢铁，Ⅱ可能是空气D ．在介质Ⅰ中的传播速度v 1与在介质Ⅱ中的传播速度v 2满足v 1v 2＝sin rsin i解析：选C.根据折射规律v 1v 2＝sin isin r ，知A 、D 项均错．若i >r ，则v 1>v 2，若Ⅰ是空气，则Ⅱ不可能是水，因为声波在空气中的传播速度比在水中的小，B 错，C 对.典型问题——波的反射和折射中各物理量的变化波向前传播在两介质的界面上同时发生了反射和折射现象，一些物理量相应发生了变化，比较如下：波现象比较项目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 如图中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[解析] 由于波的频率由波源决定，因此波在不同介质中传播时，频率保持不变．波在不同介质中传播时，波速发生变化，由v ＝λf 可知波长也发生变化．由此可知只有D 选项正确． [答案] D[随堂检测]1．下列说法正确的是( )A ．入射角与折射角的比等于两波速比B ．入射波的波长小于折射波的波长C ．入射波的波长大于折射波的波长D ．入射波的波长等于反射波的波长解析：选D.由于波在确定介质中的波速是一定的，v 1v 2是一个只与两种介质的性质有关而与入射角、折射角无关的常数，A 错误．介质不确定时，入射波和折射波的波长大小关系无法确定，B 、C 错误．入射波与反射波在同种介质中传播，波速相同，频率也相同，由v ＝λf 知，波长相等，D 正确．2．如图是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质Ⅰ中的波速为v 1，波在介质Ⅱ中的波速为v 2，则v 1∶v 2为( )A ．1∶2B ．2∶1 C.3∶ 2D ．2∶ 3解析：选C.由折射定律sin i sin r ＝v 1v 2，可知 v 1v 2＝sin 60°sin 45°＝32，故C 选项正确． 3．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200 μs 后收到反射波；隔0.8 s 后再发出一个脉冲，经198 μs 收到反射波，已知无线电波传播的速度为c ＝3×108 m/s ，远大于飞机的飞行速度v .则v 应为( ) A ．1 500 m/sB ．750 m/sC ．375 m/sD ．以上数据都不对解析：选C.由于c ≫v ，故可不考虑电磁波传播过程中飞机的位移；设雷达两次发射电磁波时飞机分别位于x 1、x 2处，则第一次：2x 1＝ct 1，第二次：2x 2＝ct 2，飞机的飞行速度：v ＝x 1－x 2Δt 且Δt ＝0.8 s ，代入数据解得：v ＝375 m/s.4．利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，当它向选定的方向发射出频率为5.8×104 Hz 的超声波后，经过0.64 s 收到从鱼群反射回来的反射波，已知5.8×104 Hz 的超声波在水中的波长为2.5 cm ，则这群鱼跟渔船的距离为________m. 解析：设渔船跟鱼的距离为s ，根据波的反射有t ＝2s v① 又有v ＝λf②由①②代入数据得s ＝464 m. 答案：464[课时作业]一、单项选择题1．人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话要洪亮，是因为( ) A ．室内空气不流动 B ．室内声音多次被反射 C ．室内声音发生折射D ．室内物体会吸收声音 解析：选B.人在室内说话，声波会被室内物体、墙壁反射，甚至多次反射，因而声音洪亮． 2．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( ) A ．声波频率不变，波长变小 B ．声波频率不变，波长变大 C ．声波频率变大，波长变大 D ．声波频率变大，波长不变解析：选B.频率由波源决定，与介质无关，选项C 、D 错误；由折射定律得 sin i sin r ＝v 1v 2＝λ1fλ2f＝λ1λ2.可见波在哪种介质中波速大，在其中波长就长，选项A 错误，B 正确． 3．下列说法正确的是( ) A ．声波的反射遵从反射定律B ．声波发生折射时，频率、波长、波速均要改变C ．声波是横波D ．声波不遵从折射定律解析：选A.声波是纵波，反射时遵从反射定律，所以A 正确，C 错误．声波折射时，频率不发生变化，B 错误．声波遵从折射定律，D 错误．4．以下关于波的认识，不正确的是( )A ．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的折射原理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 ．雷达的工作原理是利用波的反射D ．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象解析：选A.声呐、雷达是利用波的反射，隐形飞机的“隐形”是减少了雷达波的反射，而水从深水区传到浅水区是波的折射，故只有A 不正确．5．甲乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a ，距离墙均为3a ，当甲开了一枪后，乙在时间t 后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为( ) A ．听不到 B ．甲开枪3t 后 C ．甲开枪2t 后D ．甲开枪1＋32t 后解析：选C.如图所示，第一声枪响是从甲直接传到乙．所用时间t ＝2av.①第二声枪响是声波经墙反射后传到乙，根据波的反射定律，反射后声波所走路程 s ′＝2a 2＋（3a ）2＝4a ， 所需时间t ′＝s ′v ＝4av.②由①②得：t ′＝2t ，故C 正确． 6．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 ．波发生反射时波的频率、波长、波速均不变C ．波发生折射时波的频率、波长、波速均不变D ．波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化解析：选B.波发生反射时在同一介质中，频率、波长和波速均不变，故A 错误、B 正确；波发生折射时，介质改变，故波速发生变化，但频率由振源决定，波的频率不变，由v ＝λf 可知波长也发生变化，故C 、D 错误．7. “B 超”可用于探测人体内脏的病变状况．下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＝v 1v 2(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v 1、v 2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v 2＝0.9v 1，入射点与出射点之间的距离是d ，入射角为i, 肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h 为( )A.9d sin i 2100－81sin 2iB ．d 81－100sin 2i 10sin i C.d 81－100sin 2i 20sin iD ．d 100－81sin 2i 18sin i解析：选D.如图所示，由题意知 sin i sin r ＝v 1v 2＝10.9＝109，得sin r ＝910sin i ，由几何知识有sin r ＝d 2⎝⎛⎭⎫d 22＋h 2，解得：h ＝d 100－81sin 2i 18sin i.二、多项选择题8．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，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、波速均发生变化解析：选BC.波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率都不发生变化；波发生折射时，频率不变，波速和波长均发生变化，故B 、C 正确，A 、D 错误．9．声波从声源发出，在空气中向外传播的过程中( )A ．波速在逐渐减小B ．频率不变C ．振幅在逐渐变小D ．波长在逐渐变小解析：选BC.声波在空气中向外传播时，不管是否遇到障碍物引起反射，其波速(由空气介质决定)、频率(由振源决定)和波长⎝⎛⎭⎫λ＝v f 均不变，所以A 、D 错，B 对．又因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小，故其振幅也逐渐变小，C 对．10．对于波长为100 m 的声波，下列说法正确的是( )A ．在同一介质中，比波长为20 m 的声波传播快B ．在空气中的频率比在水中大C ．声波能发生折射，但折射后频率不改变D ．声波能发生反射，反射后波速不变解析：选CD.在同一介质中，声波的传播速度相同，故A 错；同一声波在空气中的频率和在水中的频率相同，故B 错；声波发生折射后，声波的频率不变，故C 对；声波能发生反射，但反射后波速并不改变，因为是在同一介质中传播的，故D 对．三、非选择题11．某人想听到自己发出的声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度为340 m/s ，那么他至少要离障碍物多远？(原声与回声区分的最短时间为 0.1 s )解析：在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在0.1 s 以上，人才能辨别出回声，设障碍物至少和人相距为s ，则应有2s ＝vt .可得他至少要离障碍物的距离为：s ＝vt 2＝340×0.12m ＝17 m. 答案：17 m12.如图，一玻璃工件的上半部是半径为R 的半球体，O 点为球心；下半部是半径为R 、高为2R 的圆柱体，圆柱体底面镀有反射膜．有一平行于中心轴OC 的光线从半球面射入，该光线与OC 之间的距离为0.6R .已知最后从半球面射出的光线恰好与入射光线平行(不考虑多次反射)．求该玻璃的折射率．解析：如图，根据光路的对称性和光路可逆性，与入射光线相对于OC 轴对称的出射光线一定与入射光线平行．这样，从半球面射入的折射光线，将从圆柱体底面中心C 点反射．设光线在半球面的入射角为i ，折射角为r .由折射定律有sin i ＝n sin r ①由正弦定理有sin r 2R ＝sin （i －r ）R② 由几何关系，入射点的法线与OC 的夹角为i .由题设条件和几何关系有sin i ＝L R③ 式中L 是入射光线与OC 的距离．由②③式和题给数据得sin r ＝6205④ 由①③④式和题给数据得n ＝ 2.05≈1.43.答案：见解析。