《2025年优化探究同步导学案高中物理选择性必修第一册人教版》

1. 波的反射
(1)反射:水波遇到挡板时,会返回原来的介质中继续传播。
(2)反射规律:反射线、法线与入射线在同一平面内,反射线与入射线分居法线两侧,反射角等于入射角(如图甲所示)。

答案： 1.
(1)返回　
(2)等于

2. 波的折射
(1)折射:水波从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变(如图乙所示)。
(2)规律:一切波都会发生折射现象。

答案： 2.
(1)改变　
(2)一切波

(1)水波发生反射时,频率和波长改变吗?
(2)水波在深度不同的水域传播时,水波的传播方向在交界面处发生改变,即会发生折射现象。水波发生折射时,频率和波长改变吗?

答案： 提示:
(1)水波发生反射时，介质中各质点均在波源的带动下做受迫振动，介质中各质点的频率均等于波源的频率，故水波发生反射时，频率不变;而同一介质中波速不变，根据$\lambda=\frac{v}{f}$，则波长也不变。
(2)波的频率由波源决定(受迫振动)，故水波发生折射时，频率不变;波速由介质决定，故水波发生折射时，波速改变，根据$\lambda=\frac{v}{f}$，波长改变。

[例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340Hz,在海水中的波速为1530m/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?

答案：
[例1]　[答案]　
(1)340　1530
(2)382.5m
(3)0.498s
[解析]　
(1)由$f=\frac{v}{\lambda}$，得$f=\frac{340}{1} Hz=340 Hz$，
　因波的频率不变，则在海水中的波速为$v_{海}=\lambda'f = 4.5×340 m/s=1530 m/s$。
(2)入射声波和反射声波用时相同，则海水深为
　$h = v_{海}·\frac{t}{2}=1530×\frac{0.5}{2} m=382.5 m$。
　　　　　　　　　　　　　　　　　
(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$t' = 0.498 s$。