3.5多普勒效应 课时作业(Word解析版)

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名称 3.5多普勒效应 课时作业(Word解析版)
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文件大小 190.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-10-08 07:20:17

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文档简介

2021-2022学年人教版(2019)选择性必修第一册
3.5多普勒效应
课时作业(解析版)
1.上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端,然后使蜂鸣器迅速水平旋转,蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化,下列判断正确的是(  )
A.旋转时蜂鸣器发声的频率变化了
B.由于旋转,改变了同学们听到的声音频率
C.蜂鸣器音调变高时,一定是向远离观察者的方向运动
D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的
2.对于波长为100m的声波,下列说法中正确的是(

A.在同一介质中,比波长为20m的声波传播快
B.不能被人听见
C.波长太长,不能产生明显衍射现象
D.不能产生反射现象
3.关于多普勒效应,下列说法正确的是(  )
A.多普勒效应是由波的干涉引起的
B.多普勒效应说明波源的频率发生改变
C.当警车向你驶来时,你听到警笛声的音调会变低
D.机械波和电磁波都可以产生多普勒效应
4.超声波是一种频率高于的声波,波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,因此有广泛的应用关于超声波,下列说法中正确的是(  )
A.由于高频率超声波波长很短,因此衍射本领很强
B.空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
C.当超声波在介质中传播时,介质参与振动的频率等于超声波频率
D.超声波测速主要是利用超声波相干性好的特点
5.下列说法正确的有
A.在机械波中偏离平衡位置的位移总相同的两个质点间的距离为一个波长
B.产生多普勒效应的原因是波源自身的频率发生了变化
C.只有障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多,才能发生衍射现象
D.形成稳定干涉图样的必要条件是两列波的频率相同
6.下列说法正确的是(选项C、D中声源与观察者在同种介质中)(  )
A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉的结果
B.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象
C.声源与观察者相互靠近时,声波波速不变,但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率
D.声源与观察者相互靠近时,声波波速变大,故观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率
7.公路上的雷达测速仪的工作原理是利用(  )
A.波的反射和多普勒效应
B.波的干涉和多普勒效应
C.波的干涉和波的反射
D.波的反射和共振
8.下列说法中正确的是(  )
A.蝙蝠通过红外线的反射来判断前方是否有障碍物
B.在医学上可以利用多普勒效应测出血流的速度
C.消声器是利用波的衍射来消弱高速气流产生的噪声
D.水塘中的水波能够绕过芦苇等障碍物继续传播,是由于波的干涉造成的
9.下列说法正确的是(  )
A.声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B.在波的传播方向上,某个质点的振动速度就是波的传播速度
C.机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长大的障碍物一定不能发生衍射
D.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超”,利用的是多普勒效应原理
10.处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s。已知t=0时,波刚传播到x=40m处,波形如图所示。在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是(  )
A.波源开始振动时方向沿y轴正方向
B.x=10m处质点每秒向右移动200m
C.若波源向x轴正方向匀速运动,接收器接收到波的频率大于10Hz
D.当t=0.1s时,x=40m处的质点恰好到达波谷的位置
11.关于机械振动和机械波的以下说法中,正确的是(  
)
A.单摆运动的回复力就是摆球受到的合力
B.波动过程是介质质点由近及远移动的过程
C.波动过程是能量由近及远传递的过程
D.当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高,这是由于声波发生了衍射现象导致的
12.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s。已知t=0时,波刚好传播到x=40m处,如图所示,在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是(  )
A.波源开始振动时方向沿y轴正方向
B.从t=0开始经过0.15s,x=40m处的质点运动路程为0.6m
C.接收器在t=0.8s时才能接收到此波
D.若波源向x轴负方向运动,根据多普勒效应,接收器接收到的波源频率可能为11Hz
E.若该波与另一列振幅也为10cm、波源在x=350m处的沿x轴负方向传播的简谐横波相遇,一定能够产生稳定的干涉图样
13.下列说法正确的是(
)
A.声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B.在波的传播方向上,某个质点的振动速度就是波的传播速度
C.机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长小的障碍物能发生明显衍射
D.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超”,利用了多普勒效应原理
E.围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象
14.关于振动和波动,下列说法正确的是(  )
A.做简谐振动的物体,经过同一位置时,加速度可能不同
B.在受迫振动中,驱动力的频率不一定等于物体的固有频率
C.在波的干涉中,振动加强的点不一定处在波峰或波谷的叠加处
D.波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的频率会发生变化
E.在波的传播方向上对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长
15.在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有(  )
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
B.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低
D.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化
16.波源S在t=0时刻从平衡位置开始向上振动,形成向左、右两侧传播的简谐横波.S、a、b、c、和a'、b'、c'是沿波传播方向上的间距为1m的6个质点,t=0时刻各质点均处于平衡位置,如图所示.已知波的传播速度为8m/s,当t=0.125s时波源S第一次达最高点,则(

A.任意时刻质点c与质点c'振动状态完全相同
B.t=
0.28s时质点a的速度正在减小
C.t=2.375s时质点b'处于波谷
D.波传到c点时,质点c开始向上振动
E.若波源S向距它40m的接收器匀速靠近,接收器接收到的频率将大于2Hz
17.男生的声带一般宽而厚,振动频率________(选填“高”或“低”),所以声音低沉;女生的声带一般窄而薄,振动频率________(选填“高”或“低”),所以声音尖细;说话的嗓门有大有小,这是声音的________不同。
18.在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播,波速v=50m/s。为了接收信号,在x=400m处设有一接收器(图中未标出)。已知t=0时,波的图象如图所示(波刚好传播到x=40m处的A点),则在t=0.9s时A点已运动的路程为________cm;接收器在t=_____s时才能接收到此波;若波源向x轴负方向移动,则接收器接收到的波的频率将________(填“大于”“等于”或“小于”)波源的频率。
19.如图为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形,实线为波峰,虚线为波谷,设波源频率为20Hz,且不运动,而观察者在1s内由A运动到B,观察者接收到多少个完全波?
20.一固定的超声波源发出频率为的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为,设空气中声音的传播速度是,计算汽车的行驶速度.
参考答案
1.B
【详解】
AB.蜂鸣器发出声波的频率不变,只是同学们感觉到的声音频率变化了,故A错误,B正确;
C.当其远离观察者时,听到声音的频率变小即音调变低,故C错误;
D.旋转过程中,声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近,有时远,发生多普勒效应,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】
A、机械波波速由介质决定,在同一介质中波速相同,故A错误;
B、据v=λf可知,,所以该波为次声波,人不能听见,故B正确;
C、由于声波的波长较大,所以易发生明显的衍射现象,故C错误;
D、波具有波的特性,能发生波的反射、干涉、衍射和反射,故D错误.
3.D
【详解】
AB.多普勒效应是指观察者与波源有相对运动时,观察者接收到的波的频率发生变化,但波源的频率不变,故AB错误;
C.根据多普勒效应,当警车向你驶来,你听到警笛声的音调会变高,故C错误;
D.多普勒效应适用于所有类型的波,故D正确。
故选D。
4.C
【详解】
A.高频率超声波的波长短,其衍射本领弱,故A错误;
B.声波的传播速度由介质决定,与声波的频率无关,故空气中超声波传播速度与普通声波传播的速度相等,故B错误;
C.波传播的是振动的形式和能量,介质中各点做的都是受迫振动,其振动频率由波源的频率决定,故当超声波在介质中传播时,介质参与振动的频率等于超声波频率,故C正确;
D.超声波测速利用了多普勒效应,故D错误。
故选C。
5.D
【详解】
在机械波中偏离平衡位置的位移总相同的两个质点间的距离为波长的整数倍,故A错误
产生多普勒效应的原因并不是波源自身的频率发生了变化,二是所接收的频率发生变化,故B错误
只有障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多,才能发生明显的衍射现象,故C错误
形成稳定干涉图样的必要条件是两列波的频率相同,故D正确
故选D
6.C
【详解】
A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的折射产生的色散现象,不是干涉的结果,选项A错误;
B.激光也是光,因此激光就具有光波的特性,能够发生衍射现象,故B错误;
CD.根据多普勒效应可知,声源与观察者相互靠近时,声波波速不变,但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率,选项C正确,D错误。
故选C。
7.A
【详解】
雷达测速主要是利用多普勒效应,当目标向雷达天线靠近时,反射信号频率将高于发射机频率;反之当目标远离天线而去时,反射信号频率将低于发射机率,如此根据频率的改变数值,即可计算出目标与雷达的相对速度,A正确,BCD错误。
故选A。
8.B
【详解】
A.蝙蝠通过超声波的反射来判断前方是否有障碍物,故A错误;
B.当观察者与波源的距离发生变化时,观察者接收到的波的频率发生改变现象叫多普勒效应,“彩超”利用反射波的频率变化,测出血流的速度,就利用了多普勒效应。故B正确。
C.消声器是利用波的干射来消弱高速气流产生的噪声,故C错误;
D.水塘中的水波能够绕过芦苇等障碍物继续传播,是由于波的衍射造成的,故D错误。
故选B。
9.D
【详解】
A.声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的声波频率大于声源发出的声波频率,而接收到的波速不变,A错误;
B.质点的做简谐振动,而波在同种介质中,匀速传播,因此振动速度与波的传播速度是不同的两个概念,B错误;
C.机械波传播过程中即使遇到尺寸比机械波波长大的障碍物也能发生衍射,只是不明显,C错误;
D.“彩超”利用的是多普勒效应原理,D正确。
故选D。
10.C
【详解】
A.所有质点的起振方向和波源起振方向一致,根据上下坡法,可知图中x=40m处质点的起振方向为沿y轴负方向,则波源开始振动时方向沿y轴负方向,故A错误;
B.波上的质点只在平衡位置上下振动,不随波迁移,故B错误;
C.根据题意结合图可知
该波的频率为
若波源向x轴正方向运动,波源与接收器间的距离减小,根据多普勒效应可知,接收器收到波的频率增大,将大于10Hz,故C正确;
D.当t=0.1s时,即经过了一个周期,x=40m处的质点回到了平衡位置,故D错误。
故选C。
11.C
【解析】
A.
单摆运动的回复力由指向平衡位置的合力提供,并不是摆球受到的合力故A错;
B、波动过程是介质质点在各自的平衡位置来回振动,并不随波移动,故B错误
C.
波动过程是能量由近及远传递的过程,故C正确;
D、当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高,这是由于声波发生了多普勒效应导致的故D错;
故选C
12.B
【详解】
A.根据波的图像和波的传播方向可知,波源开始振动时方向沿y轴负方向,故A错误;
B.根据波的图像可知波长λ=20
m,振幅A=10
cm,周期
从t=0开始经过0.15s(1.5个周期),x=40m处的质点运动路程为6个振幅,即
故B正确;
C.接收器在
时能够接收到此波,故C错误;
D.波源频率为
若波源向x轴负方向运动,根据多普勒效应,接收器接收到的波源频率小于10
Hz,故D错误;
E.根据频率相同的两列波相遇才能产生稳定干涉的条件,若该波与另一列振幅也为10
cm的简谐横波相遇,不一定能够产生稳定的干涉图样,故E错误。
故选B。
13.CDE
【详解】
A.
根据多普勒效应,声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的声波波速与声源发出的声波波速相等.故A错误;
B.
对于机械波,某个质点的振动速度与波的传播速度不同,两者相互垂直是横波,两者相互平行是纵波.故B错误;
C.
只有当障碍物的尺寸与机械波的波长差不多或比机械波的波长小,才会发生明显的衍射现象;当障碍物的尺寸比机械波的波长大得多时,也能发生衍射现象,只是不明显.故C正确;
D.
向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流发射后又被仪器接收,测出发射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超”,是利用多普勒效应原理.故D正确;
E.
围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果.故E正确.
故选CDE.
14.BCD
【解析】
【详解】
A.在简谐振动的物体,加速度总与位移大小成正比,方向相反,故每次经过同一位置时,加速度一定相同,故A错误;
B.物体做受迫振动时,其驱动频率跟固有频率无关,故B正确;
C.在波的干涉中,振动加强的点不一定处在波峰或波谷的叠加处;也可能是平衡位置的叠加处,故C正确;
D.根据多普勒效应,波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的频率会发生变化;故D正确;
E.根据波长的定义,波长等于在波的传播方向上任意两个相邻的振动状态完全相同的两质点间距,故E错误。
故选BCD。
15.CD
【详解】
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声是因为光速大于声速,故A错误;
B.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同,是因为不同介质中声波的传播速度不同,故B错误;
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低属于多普勒效应,故C正确;
D.超声波被血管中的血流反射后,由于血液流动使反射的波的频率发生改变,即探测器接收到的超声波频率发生变化,属于多普勒效应,故D正确。
故选CD。
16.ADE
【解析】
由图知,质点c与质点c'距离波源位移相同,所以振动状态完全相同,A正确;当t=0.125s时波源S第一次达最高点,可求周期T=0.5s,波长λ=vT=4
m/s
,在t=0.125s时质点a开始向上振动,在t=0.25s时,质点a到达波峰,所以t=
0.28s时质点a向平衡位置运动,速度正在增大,故B错误;在t=0.25s时质点b'开始振动,所以在t=2.375s时质点b'处于波峰,故C错误;由于波源开始向上振动,所以介质中所有质点开始振动的方向都是向上,故D正确;根据多普勒效应,若波源S向距它40m的接收器匀速靠近,接收器接收到的频率将大于波源发出的频率2Hz,E正确.
17.低

振幅
【详解】
[1]男生的声带一般宽而厚,说明声带振动慢,所以频率低;
[2]女生的声带一般窄而薄,说明声带振动快,所以频率高;
[3]响度是声音的三个特征之一,与声音的振幅有关,振幅越大,响度越大,振幅越小,响度越小,说话的嗓门有大有小是说声音的振幅大小不同。
18.36
7.2
小于
【详解】
[1]由图可知,波的波长
波的周期
因为
A点已运动的路程为
[2]
接收器的时间
[3]根据多普勒效应可知,;若波源向x轴负方向移动,则接收器接收到的波的频率将小于波源的频率。
19.19个
【详解】
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者接收到的频率。如果观察者不动,则1s内,观察者接收的完全波的个数应为20个,然而当观察者从A运动到B的过程中,所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个,即他只接收到19个完全波。
20.
【详解】
设波源发射的超声波频率为=,汽车接收到的频率为,并把它反射回去,固定接收站接收到的频率为=,超声波在空气里的传播速度为v=,汽车的行驶速度为u.超声波在空气中的波长为,则,汽车每秒钟接收到的超声波的波数,即频率
汽车反射回的超声被在空气中的波长
固定接收器接收到的频率
==f
由此可以解得汽车的行驶速度
u=v=15.7m/s=56.5km/h