《2025年金版新学案高中物理选择性必修第一册人教版》

【师生互动】如图所示，人站在岸边对着水面大喊一声。

任务 1. 声波经过水面的反射，反射波与入射波的频率、波长、波速分别是什么关系？
任务 2. 声波经过水面折射进入水中，折射波与入射波的频率、波长、波速分别是什么关系？

答案： 任务1.在波的反射现象中,反射波和入射波的频率都与波源的频率相同;反射波和入射波在同种介质中传播,波速相同,由$v = f\lambda$可知,波长也相同。
任务2.在波的折射现象中,波从一种介质进入另一种介质，频率不变，由于介质不同，故波速不同，由$\lambda = \frac{v}{f}$可知，波长也不同。

角度① 波的反射与折射的理解
例 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、波长相等
D.3 与 1 的频率相等，波速、波长均不等

答案： D

针对练.（多选）下列关于波的反射或折射现象的应用判断正确的是（ ）

A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用的是波的反射
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折射
D.水波从深水区传到浅水区传播方向改变的现象，是波的折射现象

答案： ABD

角度② 回声测距问题
例 2 天空中有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离 $d = 3.0\ km$ 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回来的爆炸声时间上相差 $\Delta t = 6.0\ s$。已知空气中的声速 $v=\frac{1}{3}\ km/s$。试估算云层下表面的高度。

答案：
2.0km
解析:如图所示，设A表示爆炸处，O表示观察者所在处，B表示云层反射点，用$h$表示云层下表面的高度，用$t_1$表示爆炸声直接经地面传到观测处所用的时间，则有$d = vt_1$
用$t_2$表示爆炸声经云层反射后到达观测处所用的时间，因为入射角等于反射角，故有$2\sqrt{(\frac{d}{2})^2 + h^2} = vt_2$
已知$t_2 - t_1 = \Delta t$
联立解得$h = 2.0km$。