人教版 (2019)选择性必修 第一册3 波的反射、折射和衍射优质教学设计

预习案

【自主学习】

阅读教材66页-68页，思考：

1. 水波反射规律与光的反射相同吗？

2.水波在什么情况下传播可观察到折射现象？

3.波长一定的水波通过宽度不同的狭缝时，什么情况下“绕道”明显？

【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。）

课堂案

【合作探究一】观察水波反射现象并总结规律

【合作探究二】观察水波折射现象并总结规律

【合作探究三】观察水波衍射现象并总结规律

发现明显衍射现象的条件：

课堂总结

课堂练习：教材68页练习1、2、3、4

【进阶闯关检测】

A类基础关

1.如图所示，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、波长相等

D．3与1的频率相等，波速、波长均不等

2．(多选)(2020·浙江绍兴检测)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

B类能力关

3．(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)之间的距离表示一个波长，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

4．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，能产生显著的衍射现象的是(　　)

A．①和②   B．②和③

C．①和③   D．都可以

C类综合关（选做）

5．下列现象不属于波的明显衍射现象的是导学号 34734246(　D　)

A．“隔墙有耳”

B．“空山不见人，但闻人语声”

C．河中芦苇后面没有留下无波的区域

D．池中假山前有水波，假山后无水波

6．天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面与观测者的距离为d＝3.0 km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt＝6.0 s，试估算云层下表面距水平地面的高度。(已知空气中的声速v＝ km/s)

【进阶闯关检测】答案

A类基础关

1.如图所示，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、波长相等

D．3与1的频率相等，波速、波长均不等

解析　反射波的波长、频率、波速与入射波都应相等，故A、B两项错误；折射波的波长、波速与入射波都不等，但频率相等，故C项错误，D项正确。

答案　D

2．(多选)(2020·浙江绍兴检测)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

解析　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两项正确。

答案　BD

B类能力关

3．(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)之间的距离表示一个波长，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

解析　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，A项正确；由于在同一均匀介质中，波的传播速度没有变化，波的频率是一定的，又根据λ＝可得波长λ没有变化，B项正确；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，C项正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，则波长减小，孔的宽度和波长有可能不满足发生明显衍射现象的条件，D项错误。

答案　ABC

4．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，能产生显著的衍射现象的是(　　)

A．①和②   B．②和③

C．①和③   D．都可以

解析　①、②、③三种声波的波长分别为λ1＝340×0.05 m＝17 m，λ2＝0.034 m，λ3＝10 m，根据发生明显衍射现象的条件可知，①、③两声波的波长与障碍物的尺寸差不多，能产生明显的衍射现象，故C项正确。

答案　C

C类综合关（选做）

5．下列现象不属于波的明显衍射现象的是导学号 34734246(　D　)

A．“隔墙有耳”

B．“空山不见人，但闻人语声”

C．河中芦苇后面没有留下无波的区域

D．池中假山前有水波，假山后无水波

解析：假山前有波，假山后无波，说明波没有绕过障碍物，因此不属于明显衍射现象，故选D。

6．天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面与观测者的距离为d＝3.0 km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt＝6.0 s，试估算云层下表面距水平地面的高度。(已知空气中的声速v＝ km/s)

解析　由题意画出声波传播平面图如图所示。

设云层下表面距水平地面的高度为h，则由云层反射来的爆炸声传播的距离为

s＝2

声音经云层反射传来的时间为t1＝

声音直接传来的时间为t2＝

则Δt＝t1－t2

将数据代入以上各式得h＝2.0 km。

答案　2.0 km