2019-2020年高中物理 第二章 機械波 第五節(jié) 多普勒效應(yīng)自我小測 粵教版選修3-4.doc
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2019-2020年高中物理 第二章 機械波 第五節(jié) 多普勒效應(yīng)自我小測 粵教版選修3-4 1關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說法正確的是( ) A.多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的 B.多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生改變 C.多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的 D.只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng) 2如圖2-5-3表示產(chǎn)生機械波的波源O做勻速運動的情況,圖中的圓表示波峰. 圖2-5-3 (1)該圖表示的是( ) A.干涉現(xiàn)象 B.衍射現(xiàn)象 C.反射現(xiàn)象 D.多普勒效應(yīng) (2)波源正在移向( ) A.A點 B.B點 C.C點 D.D點 (3)觀察到波的頻率最低的點是( ) A.A點 B.B點 C.C點 D.D點 3以下關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法中正確的是( ) A.有多普勒效應(yīng)時,波源的振動頻率發(fā)生變化 B.有多普勒效應(yīng)時,波源的振動頻率并沒有發(fā)生變化 C.多普勒效應(yīng)實際上是指波速相對介質(zhì)發(fā)生變化 D.人與波源有相對運動時,觀察到的頻率一定發(fā)生變化 4如圖2-5-4所示,為一波源O做勻速直線運動時在均勻介質(zhì)中產(chǎn)生球面波的情況,則( ) 圖2-5-4 A.該波源正在移向a點 B.該波源正在移向b點 C.在a處觀察波的頻率變低 D.在b處觀察波的頻率變低 5站在火車站臺上的旅客聽到火車鳴笛聲的音調(diào)變化情況,以下說法正確的是( ) A.當(dāng)火車減速進(jìn)站時,鳴笛聲的音調(diào)變低 B.當(dāng)火車減速進(jìn)站時,鳴笛聲的音調(diào)變高 C.當(dāng)火車加速離站時,鳴笛聲的音調(diào)變低 D.當(dāng)火車加速離站時,鳴笛聲的音調(diào)變高 6下列哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)( ) A.利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運動速度 B.交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波,波被運動的汽車反射回來,根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化,來知道汽車的速度,以便于進(jìn)行交通管理 C.鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運行情況 D.有經(jīng)驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去 7波源振動的頻率為f0,波源在介質(zhì)中運動時,波源的前方介質(zhì)振動的頻率為f1,波源后方介質(zhì)振動的頻率為f2,則三者的關(guān)系為( ) A.f1=f2=f0 B.f1=f2>f0 C.f1=f2<f0 D.f2<f0<f1 8關(guān)于次聲波和超聲波,以下說法中正確的是( ) A.頻率低于20 Hz的聲波為次聲波,頻率高于20 000 Hz的聲波為超聲波 B.次聲波的波長比可聞波短,超聲波的波長比可聞波長 C.次聲波的波速比可聞波小,超聲波的波速比可聞波長 D.在同一種均勻介質(zhì)中,在相同的溫度條件下,次聲波、可聞波、超聲波的波速均相等 9超聲波由于它具有不同于可聞聲波的特性,在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究中有許多重要應(yīng)用.下列選項中,哪些屬于超聲波的應(yīng)用( ) A.探查幾米厚金屬內(nèi)部的缺陷 B.把普通水變成霧氣噴射到房間的空氣中 C.探查人體內(nèi)部的各種器官、組織等有無異常 D.進(jìn)行人體按摩,治療神經(jīng)痛等疾患 10如圖2-5-5所示,S為振源,P點有一個觀察者,已知振源發(fā)聲的頻率為20 Hz,則關(guān)于人聽到的聲音的頻率為( ) S P 圖2-5-5 A.當(dāng)振源S以17 m/s的速度遠(yuǎn)離觀察者運動時,頻率為19 Hz B.當(dāng)振源S以17 m/s的速度靠近觀察者運動時,頻率為21 Hz C.當(dāng)觀察者以17 m/s的速度靠近振源S運動時,頻率為21 Hz D.以上說法都不正確 11如圖2-5-6所示,波源S不動,每秒發(fā)出30個完全波,觀察者1 s內(nèi)由位置A移到位置B,則觀察者每秒將接收到________個完全波. 圖2-5-6 12有一種用鋼絲操縱做圓周飛行的飛機模型,裝有兩沖程的活塞式發(fā)動機作為動力,操縱者站在圓心,在他聽來發(fā)動機工作時發(fā)出的聲音是平穩(wěn)不變的.場邊的觀察者聽到的聲音忽高忽低地做周期性變化. (1)這是由于________;這種現(xiàn)象叫________. (2)模型飛機的飛行速度是90 km/h,單缸發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是9 000 r/min,則觀察者聽到的聲音的最高頻率是________Hz,最低頻率是________Hz,操縱者聽到的聲音的頻率是________Hz.(設(shè)這時空氣中的聲速為340 m/s) 13以速度v=20 m/s奔馳的火車,鳴笛聲頻率f=275 Hz,已知常溫下空氣中的聲速V=340 m/s.當(dāng)火車駛來時,站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率為多少?當(dāng)火車駛?cè)r,站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率又為多少? 14利用超聲波遇到物體發(fā)生反射,可測定物體運動的有關(guān)參量.圖2-5-7甲中儀器A和B通過電纜線相接,B為超聲波發(fā)射與接收一體化裝置,而儀器A為B提供超聲波信號源而且能將B收到的超聲波信號進(jìn)行處理并在屏幕上顯示其波形. 圖2-5-7 現(xiàn)固定裝置B,并將它對準(zhǔn)勻速行駛的小車C,使其每隔固定時間T0發(fā)射一短促的超聲波脈沖(如圖乙中幅度大的波形),而B接收到的由小車C反射回的超聲波經(jīng)儀器A處理后顯示如圖乙中幅度較小的波形.反射滯后的時間已在圖乙中標(biāo)出.其中T0和ΔT為已知量,另外還知道該測定條件下聲波在空氣中的速度為v0,則根據(jù)所給信息可判斷小車的運動方向為______(填“向右”或“向左”),速度大小為________. 15(探究)想象你以聲波的速度隨同某一個波峰一起遠(yuǎn)離波源,會是什么情景? 參考答案 1解析:多普勒效應(yīng)的實質(zhì)是由于觀察者與波源在相對運動時,觀察者接收到的頻率與實際頻率不同,而實際上波源的頻率是不會改變的,且多普勒效應(yīng)是波動過程的共有特征. 答案:C 2解析:(1)圖示波源左方的波面密集,右方的波面稀疏,可知該圖表示的是多普勒效應(yīng)中波源運動的情況.選項D正確. (2)由于波源左方的波長被壓縮,右方的波長被拉長,可知波源正在移向A點,選項A正確. (3)由于波源遠(yuǎn)離B點,所以在B點觀察到波的頻率最低,選項B正確. 答案:(1)D (2)A (3)B 3解析:多普勒效應(yīng)是指由于觀察者和波源之間有相對運動,而使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,實際上波源的頻率并沒有發(fā)生變化,而是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化,所以選項A錯誤,B正確,C錯誤.當(dāng)觀察者與波源有相對運動,但距離不變時(既不接近,也不遠(yuǎn)離,如人繞波源做勻速圓周運動),此時不會出現(xiàn)多普勒效應(yīng), 所以D選項錯誤. 答案:B 4解析:波源在某一位置產(chǎn)生一列波面后,該波面以該位置為球心,以波的傳播速度向外傳播,反之,由波面可確定出產(chǎn)生該波面的位置:波源、波面半徑大,表示產(chǎn)生早,傳播時間長,對照圖示,可確定出波源由右向左變換,故A選項正確,B選項錯誤.由于觀察者不動,故波面經(jīng)過觀察者速度等于波速,而在a處觀察時,相鄰波面間距比波源不動時間距小,因而經(jīng)過觀察者時間間隔短,頻率大,同理在b處時間間隔長、頻率小,故選項C錯誤,D正確. 答案:AD 5解析:當(dāng)觀察者接收到的頻率等于聲源頻率時,音調(diào)不變;當(dāng)聲源向觀察者運動時,觀察者接收到的頻率大于聲源頻率時,音調(diào)變高;當(dāng)觀察者與聲源的距離變大時,觀察者接收到的頻率小于聲源頻率時,音調(diào)變低,所以當(dāng)火車減速進(jìn)站時,鳴笛聲的音調(diào)變高,火車加速離站時,鳴笛聲的音調(diào)變低,故選項B、C正確. 答案:BC 6解析:A和B分別是利用光波和電磁波的多普勒效應(yīng)來進(jìn)行判斷的,C是利用聲波在鐵軌中的傳播快于空氣中的傳播,D也是利用聲波的多普勒效應(yīng). 答案:ABD 7解析:f0由波源每秒鐘所振動的次數(shù)決定,介質(zhì)振動的頻率由波源頻率及波源相對介質(zhì)是否移動來決定.波源運動時,在波源的正前方介質(zhì)振動的頻率高于波源振動的頻率. 答案:D 8解析:由次聲波和超聲波的概念可知A選項正確.由λ=可判斷在波速相同的情況下,頻率大,波長短,頻率小,波長長,所以B選項不正確.在同一種均勻介質(zhì)中,次聲波、可聞波、超聲波的波速均相等,所以C不正確,D正確. 答案:AD 9解析:超聲波的頻率高,波長短,基本沿直線傳播,且傳播能量大,距離遠(yuǎn)等.A、B、C、D四項均正確,A、C是利用超聲波的穿透本領(lǐng)和反射特性,B、D是利用超聲波在液體中傳播時的液壓沖擊特性. 答案:ABCD 10解析:當(dāng)振源以17 m/s的速度遠(yuǎn)離觀察者運動時,觀察者接收的頻率 f′== Hz=19 Hz,故A正確. 當(dāng)振源以17 m/s的速度靠近觀察者運動時,觀察者接收的頻率f′==21 Hz,故B正確. 當(dāng)觀察者以17 m/s速度靠近振源S運動時,觀察者接收的頻率f′===21 Hz,故C正確. 答案:ABC 11解析:由于觀察者與波源的相對運動,1 s內(nèi)觀察者將接收到31個完全波. 答案:31 12解析:(1)聲源與觀察者有相對運動;多普勒效應(yīng). (2)發(fā)動機發(fā)聲的頻率f0= Hz=150 Hz,這也是操縱者聽到的聲音的頻率.模型飛機飛行速度為 m/s=25 m/s. 當(dāng)飛機向觀察者飛行時,聲波波長為λ1= m=2.1 m,此時觀察者聽到的頻率即為最高頻率fmax== Hz=162 Hz. 當(dāng)飛機遠(yuǎn)離觀察者飛行時,聲波波長變?yōu)棣?= m=2.43 m,此時觀察者聽到的頻率即為最低頻率 fmin== Hz=140 Hz. 答案:(1)聲源與觀察者有相對運動 多普勒效應(yīng) (2)162 140 150 13解析:火車向觀察者駛來(火車接近觀察者)時,以觀察者為參考系(觀察者相對介質(zhì)靜止),聲波的波長減小為λ1=,這時觀察者接收到的笛聲的頻率為 f1== f=275 Hz=292 Hz 火車駛?cè)?火車遠(yuǎn)離觀察者)時,以觀察者為參考系,聲波的波長增大為 λ2= 這時觀察者接收到的笛聲頻率為 f2==f=275 Hz=260 Hz. 答案:f1=292 Hz f2=260 Hz 14解析:從題圖乙觀察接收到反射波的時間越來越長,說明小車在遠(yuǎn)離B,即小車應(yīng)向右運動,發(fā)出第一個脈沖時,設(shè)車和儀器相距s0,有: v0=s0+v① 經(jīng)T0發(fā)出第二個脈沖時,車和儀器相距s0+vT0 第二個脈沖追上車時: v0=(s0+vT0)+v② 由①②得:v=. 答案:向右 v= 15解析:此問題是波源相對介質(zhì)不動,觀察者遠(yuǎn)離波源運動時,接收頻率問題,應(yīng)充分地利用了相對運動解題. 在多普勒效應(yīng)中,波源的頻率是不改變的,只是由于波源和觀察者之間有相對運動,觀察者感到頻率發(fā)生了變化. 答案:波源是靜止的,人和某一個波峰一起運動,人的速度等于波峰速度,人和波峰的相對速度為零.設(shè)人的速度為v,V為波的傳播速度,我們可以定量地計算人接收到的頻率,即f=(1-v/V)λ,由v=V則有f=0,即聽不到波源的聲響.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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