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(共26张PPT)
第三章 机械波
第3节 波的反射、折射和衍射
学思用·典例详解
例1-1 下列关于波的反射的说法正确的是( )
C
A.反射波的波线与界面的夹角为反射角
B.入射波的波线与界面的夹角为入射角
C.入射波的波线与法线的夹角为入射角
D.在波的反射中，入射角随反射角的变化而变化
【解析】入射波的波线与法线的夹角为入射角，而反射波的波线与法线的夹角为反
射角，在波的反射中，不能说入射角随反射角的变化而变化，只能说反射角随入射
角的变化而变化，故C正确，A、B、D错误。
学思用·典例详解
例2-2 关于波的折射现象，下列说法正确的是( )
A
A.一切波都能发生折射现象
B.发生折射时，波的传播方向一定会发生改变
C.不是所有的波都能发生折射
D.波发生折射时，波长、频率和波速都会发生变化
【解析】一切波都能发生折射现象，故A正确，C错误。波传播方向跟两种介质界面
垂直时，传播方向不变，故B错误。波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，波
速发生变化，而波长 ，则波长随着波速变化而变化，故D错误。
【学会了吗丨变式题】
1.如图3-3-2所示，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )
D
（当波到达两种介质界面上时，一般会同时发生反射和折射。）
图3-3-2
A.反射波与入射波的波长、频率相等，波速不相等
B.反射波与入射波的波速、频率相等，波长不相等
C.折射波与入射波的波速、频率、波长均相等
D.折射波与入射波的频率相等，波速、波长均不相等
【解析】反射波的波长、频率、波速与入射波的都相等，故选项A、B错误；折射波
的波长、波速与入射波的都不相等，但频率相等，故选项C错误，D正确。
图3-3-4
例3-3 （多选）在观察水波衍射实验的时候，在发波水槽中
盛一定深度的水，改变波源的频率和狭缝的宽度，分别拍
摄了如图3-3-4所示的四幅照片。对于照片上出现的情境，
下列判断正确的是( )
AD
A.已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越小，衍射现象越明显
B.已知甲、乙中水波波长相同，由图可知狭缝的宽度越大，衍射现象越明显
C.已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越短的水波，衍射现象越明显
D.已知丙、丁中狭缝宽度一样，由图可知波长越长的水波，衍射现象越明显
【解析】已知甲、乙中水波波长相同，图乙的衍射现象更明显，可知狭缝的宽度越
小，衍射现象越明显，则A正确，B错误；已知丙、丁中狭缝宽度一样，图丙的衍射
现象更明显，可知波长越长的水波，衍射现象越明显，则D正确，C错误。
关键能力构建
题型1 波的反射的应用
图3-3-5
例4 新生产生活 (2026·重庆市第一中学校月考，多选)一些速度
传感器运用了超声波测速的原理，工作时传感器向被测物体发
出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被传感器接
收。从传感器发射超声波开始计时，经时间 再次发射超声波
脉冲，图3-3-5是连续两次发射的超声波脉冲的位移—时间图像，
则下列说法正确的是( )
BC
A.物体在远离传感器
B.物体第二次反射脉冲时的时刻为
C.超声波的速度大小为
D.物体的平均速度大小为
建构模型寻本质
关键信息 模型建构
传感器发出短暂 的超声波脉冲 超声波回声测距模型：超声波在空气中的传播速度 是恒定
的，物体到传感器的距离等于超声波往返路程的一半。
图像 位移—时间图像：每个三角形对应一次超声波脉冲的往返过程，
顶点对应的时刻为超声波脉冲到达物体的时刻（即反射时刻）；
底边对应的时间表示从发射到接收到回波的时间。
运动的物体 直线运动模型：通过两次测量的距离和时间间隔来求其平均速度
大小，平均速度大小 。
【解析】从图像看，第二次超声波的最大位移 ，说明物体反射超声波的距离
在减小，即物体靠近传感器，故A错误；超声波从发射到接收的过程是对称的
（速率不变），则物体第二次反射脉冲时的时刻为 ，故B正确；
第二次超声波的传播时间为，传播路程为 ，超声波在空气中的传播
速度大小恒定，则超声波的速度大小为 ，故C正确；物体两次反射超声波
的时间间隔，该段时间内物体运动的距离 ，
则物体的平均速度大小为 ，故D错误。
利用回声测距的三种常见情况
1.当声源及障碍物均静止不动时，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，
因此，入射波和反射波传播距离一样、用时相等，设经过时间 听到回声，则声源距
障碍物的距离为 。
图3-3-6
2.当声源以速度向静止的障碍物运动或障碍物以速度
向静止的声源运动时，经过时间 听到回声时障碍物到
声源的距离为 ,如图3-3-6。
（

）
图3-3-7
3.当声源以速度远离静止的障碍物或障碍物以速度 远离
静止的声源时，经过时间 听到回声时障碍物到声源的距离
,如图3-3-7。
（

）
【学会了吗丨变式题】
2.[教材第73页“练习与应用”第1题改编]蝙蝠有完善的发射和接收超声波的器官，一
只蝙蝠以的速度垂直于墙飞行，且以 的频率发射超声波，并
经接收到回声。若声速是 ，求蝙蝠发射超声波时离墙的距离及蝙蝠所
发出的超声波的波长。
【答案】;
【解析】声音传播时蝙蝠也在向前运动，设蝙蝠的速度大小为 ，声音的速度大小
为，蝙蝠发出超声波时到墙的距离为
则有
解得
由，解得 。
题型2 波的折射
图3-3-8
例5 图3-3-8所示是声波由介质Ⅰ进入介质Ⅱ的折射情况,由图判
断，下列说法正确的是( )
A
A.入射角大于折射角,声波在介质Ⅰ中的波速大于它在介质Ⅱ中
的波速
B.入射角大于折射角,Ⅰ可能是空气,Ⅱ可能是水
C.入射角小于折射角,Ⅰ可能是钢铁,Ⅱ可能是空气
D.介质Ⅰ中波速与介质Ⅱ中波速满足
[第1步：根据折射情况分析入射角与折射角的大小关系]
题图中为两种介质的界面，虚线为法线，为入射角， 为折射角，由题图可直
接看出入射角大于折射角 。
[第2步：根据折射规律分析两介质中波速的大小关系]
根据折射规律有，所以 。
[第3步：由波速关系分析介质可能的材料]
通常声波在液体、固体中的传播速度大于在气体中的传播速度，因 ，故声波
可能由水进入空气或由钢铁进入空气。
综上，只有A正确。
【学会了吗丨变式题】
图3-3-10
3.如图3-3-10所示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，在介质Ⅱ中的波速为 ，
则 为( )
C
A. B. C. D.
【解析】根据波的折射规律有，式中、 分别为入射
角和折射角，可得 ，选项C正确。
题型3 对波的衍射条件的理解
图3-3-11
例6 [易错题] 如图3-3-11是观察水面波衍射的实验装置， 和
是两块挡板，是一狭缝， 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( )
B
A.挡板前后水波传播速度不相等
B.此时能观察到明显的衍射现象
C.如果将狭缝宽度扩大，水波将不发生衍射
D.如果狭缝宽度不变，将波源的频率增大，能观察到更明显的
衍射现象
【解析】
选项 分析 正误
A 波速仅与介质有关，水波通过狭缝后，波速不变。
B 因狭缝的宽度与波长差不多，故能观察到明显的衍射现象。 √
C 如果将狭缝宽度扩大，狭缝宽度大于波的波长，则可能观察不到明 显的衍射现象，但衍射现象仍然存在。
D 如果狭缝宽度不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据 知，波长减小，则可能观察不到明显的衍射现象。
易错易混 对波的衍射条件的理解有误
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者比波长还小时，就能够发生明显
的衍射现象；当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长大很多时，衍射现象依然存在，
只是不明显。同时要明确波速取决于介质，频率取决于波源，波发生衍射时，波速、
频率都不改变。
【学会了吗丨变式题】
4.[教材第82页“复习与提高”A组第1题改编]下列描绘水波遇到小孔或障碍物后的图像
中，正确的是（每两条实线间的距离表示一个波长）( )
D
A. B. C. D.
【解析】当波的波长与小孔的尺寸相当，或大于小孔的尺寸时，会发生明显的衍射，
故A项错误；当波的波长远小于小孔的尺寸时，波表现为直线传播，故B项错误；波遇
到尺寸与波长差不多的障碍物后，能“绕过”障碍物继续向前传播，故C项错误，D正确。
核心素养聚焦
考情揭秘 素养点击
基本考查点 波的反射、折射和衍射现象。 1.了解波的反射、折射和衍射现
象产生的原因及影响因素。
2.学会通过实际现象分析波在传
播过程中遇到障碍物所发生的
现象的规律。
热点及难点 波的反射现象的应用。 题型及难度 选择题、填空题为主，也有计 算题，难度中等偏易。 高考中地位 不常涉及。 考向1 考查对波的反射与折射的理解
图3-3-12
例7 (浙江高考题)“B超”可用于探测人体内脏的病变状况。图3
-3-12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（式中 是入射
角，是折射角，、 分别是超声波在肝外和肝内的传播
D
A. B.
C. D.
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
，入射点与出射点之间的距离是，入射角为 ，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 为( )
本题考查波的折射及反射规律，解题关键是物理模型的建构。
【解析】
画出波的传播示意图如图所示：
考向2 考查对波的传播综合问题的分析
例8 (2025·北京卷)“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从
波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规
律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地
面上方一定高度 处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图3-
3-13（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法
正确的是( )
D
图3-3-13
A.从点到 点声波波长变长
B. 点气温低于地面
C.忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从
点到 点声音不减弱
D.若将同一声源移至点，发出的声波传播到
点一定沿图中声线
本题以声波在非均匀大气中传播为背景，考查机械波的折射规律，强化考生的波动
观念和能量观念，突出对模型建构能力、逻辑推理能力的考查。
建构模型寻本质
声波的折射模型
【解析】
选项 分析 正误
A 从点到点，越来越靠近地面，声音频率 不变，声速减小，根 据 可知波长变短。
B 声源 处在地面上方，温度高于地面。
C 声音在传播过程中向四周分散，同时受到介质的阻碍，声音强度 会减弱。
D 声波的传播具有可逆性，将声源移至点，发出的声波传播到 点 一定沿图中声线 。 √
名师点评 在尚未学习光学知识的阶段，同学们需要紧扣机械波的折射知识分析本题；
而在学完“第四章 光”之后，同学们可以借助光在非均匀介质中的弯曲传播，用“声
线”对应“光线”，更直观地理解声波沿弯曲路径传播的原因，深化对波的认识。

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