课时分层作业(十五)
1．D [①看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是光和声音在空气中的传播速度不同造成的，故①错误；②探测器接收到的超声波频率发生变化，是由于血液发生流动，探测器与血液的观测点的距离发生变化，可以用多普勒效应解释，故②正确；③观察者听到远去的列车发出的汽笛声音调变低是由于列车与观察者的距离发生变化，可以用多普勒效应解释，故③正确；④观察者与双星的距离发生变化，接收到的频率发生变化，产生周期性变化的光谱，属于多普勒效应，故④正确。故选D。]
2．AB [如果观察者逆着队伍行走，根据运动的相对性可知每分钟与观察者相遇的人数将大于30人，故A正确；波在介质中传播时频率不变，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感觉到(或仪器设备接收到)的频率发生了变化，这样就形成了多普勒效应，故B正确，C错误；“隔墙有耳”属于波的衍射现象，故D错误。]
3．AC [振针(波源)前进方向上的水波变得密集，在其反方向的水波变得稀疏，因此振针向右移动；由于波源远离观察者时，水波波长变长，观察者接收到的频率比振针的振动频率小，故A、C正确。]
4．C [根据多普勒效应可知，当两车均向O运动(在到达O之前)时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率高；当两车均向远离O的方向运动时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率低，故A、B、D错误，C正确。]
5．C [根据多普勒效应，当声源向观察者靠近时，观察者接收到的声音频率高于声源的频率；当声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率低于声源的频率。把速度方向标出来，A点有接近的趋势，频率变高；C点有远离的趋势，频率变低；B、D点速度垂直PO，频率不变，故选C。]
6．D [汽车正在匀速远离，速度恒定，接收到的反射波的频率也是恒定的。由于是远离，汽车反射波的频率应该小于发出波的频率，D正确。]
7．C [由于蝙蝠向墙壁靠近，所以墙壁接收的超声脉冲频率大于39 000 Hz，蝙蝠接收到的墙壁反射的超声脉冲频率大于墙壁接收的超声脉冲频率，故选C。]
8．A [当波源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的波的频率和波源的频率相等，故当f＝f′时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，A正确，B错误；当f′＞f时，无人车接收到的波的频率增大，说明两车距离减小，表明前车相对无人车在减速行驶，C错误；当f′9．AC [小球每秒振动5次，所以波的频率为 5 Hz，小球沿x轴正方向匀速移动，根据多普勒效应规律可知，位于x轴正方向一侧的观测者，接收频率大于5 Hz，位于x轴负方向一侧的观测者，接收频率小于 5 Hz，所以A正确，B错误；小球的振动周期为T＝ s＝0.2 s，小球振动10个周期所用的时间为t＝10T＝2 s，小球的速度为v1＝ m/s＝0.1 m/s，水面波的传播速度为v＝ m/s＝0.2 m/s，所以C正确，D错误。]
10．解析：警钟每隔0.5 s响一声，发出响声的等效频率f＝ Hz＝2 Hz。
(1)警钟不动，即波源静止，则响声的等效波长(两次响声间的距离)不变，λ＝，而响声相对于人的传播方向和人的运动方向相反，因此响声相对于人的速度变为v＋u，所以人接收到的响声的等效频率为f1＝f，因此t＝5 min内听到的钟响次数n1＝tf1＝ 次≈635次。
(2)声源向前运动，运动方向和声波的传播方向相同，则响声的等效波长变短，λ2′＝；若人静止不动，则响声相对于人的速度没有发生变化，则人接收到的响声的等效频率f2＝f，因此t＝5 min内听到的钟响次数n2＝tf2＝，计算得人能听到637次钟响。
(3)人和警钟相互接近时，声源运动方向和响声传播方向相同，则响声的等效波长变短，λ3′＝；人的运动方向和响声的传播方向相反，则声速相对于人增大，为v＋u，则人接收到的响声的等效频率f3＝f，因此t＝5 min内听到的钟响次数n3＝tf3＝次＝675次
人和警钟相互远离时，声源运动方向和响声传播方向相反，则响声的等效波长变长，λ4′＝；人的运动方向和响声的传播方向相同，则声速相对于人减小，为v－u，则人接收到的响声的等效频率f4＝f，因此t＝5 min内听到的钟响次数n4＝tf4＝次≈533次。
答案：(1)635次 (2)637次 (3)相互接近：675次 相互远离：533次
1 / 1课时分层作业(十五) 多普勒效应
?题组一 多普勒效应
1．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有( )
①雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
②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
③观察者听到远去的列车发出的汽笛声音调变低
④天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
2．(多选)让一队人沿街行走，观察者站在街旁不动，每分钟有30人与观察者相遇，如果观察者以小于队伍行进的速度顺着队伍行走，每分钟有20人与观察者相遇，下列关于这一实例的分析正确的是( )
A．如果观察者逆着队伍行走，每分钟与观察者相遇的人数将大于30人
B．该实例与多普勒效应原理相同
C．多普勒效应的本质是波源的频率发生了变化
D．“隔墙有耳”是多普勒效应
3．(多选)将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是( )
A．振针向右移动
B．振针向左移动
C．在A处的观察者接收到的水波频率比振针的振动频率小
D．在A处的观察者接收到的水波频率比振针的振动频率大
4．在t＝0时刻，汽车甲与乙分别距十字路口O处的距离为x甲和x乙。两车分别以速率v甲和v乙沿水平的相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率f0鸣笛，则下列说法正确的是(已知声速为u，且有u>v甲、u>v乙)( )
A．当两车均向O运动(在到达O之前)时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率低
B．当两车均向O运动(在到达O之前)时，汽车乙的司机接收到的频率可能等于波源发出的频率
C．当两车均向远离O的方向运动时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率低
D．当两车均向远离O的方向运动时，汽车乙的司机接收到的频率一定比波源发出的频率高
5．如图所示，一频率为600 Hz的声源以一定角速度绕圆心O点做匀速圆周运动一圈。某观察者站在离圆心O很远的P点观察。若观察者接收到的声音频率小于600 Hz, 则可能是声源在图中哪点发出的( )
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
?题组二 多普勒效应的应用
6．平直公路上汽车正在匀速远离时，用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像如图所示，其中正确的是( )
A B
C D
7．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz，能持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射数次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，下列说法正确的是( )
A．墙壁接收到的蝙蝠的超声脉冲频率等于39 000 Hz
B．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率
C．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率
D．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz
8．汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是自适应巡航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去，其使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过回波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的波的频率为f ′，则( )
A．当f＝f ′时，表明前车与无人车速度相同
B．当f＝f ′时，表明前车一定处于静止状态
C．当f ′>f时，表明前车相对无人车在加速行驶
D．当f ′9．(多选)如图所示，小球P一边贴着水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动，x＝0处是它的初始位置，图示为恰经10个周期时观察到的水面波。则下列说法正确的是( )
A．位于x轴正方向一侧的观测者，接收频率大于5 Hz
B．位于x轴负方向一侧的观测者，接收频率大于5 Hz
C．水面波的传播速度是0.2 m/s，小球匀速移动的速度是0.1 m/s
D．水面波的传播速度是0.4 m/s，小球匀速移动的速度是0.2 m/s
10．正在报警的警钟每隔0.5 s响一声，声波在空气中的传播速度v＝340 m/s，警钟已响了很久，求在t＝5 min内：
(1)如果警钟不动，某人乘坐速度u＝20 m/s的汽车向警钟接近，能听到几次钟响？
(2)如果某人不动，汽车带着警钟以u＝20 m/s的速度向人接近，人能听到几次钟响？
(3)如果人和警钟都以u＝20 m/s的速度相互接近或远离，人分别能听到几次钟响？
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