高中物理人教版选修3-4假期作业：12.5 多普勒效应 惠更斯原理+Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-4假期作业：12.5 多普勒效应 惠更斯原理+Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 42.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-05-30 10:17:40 | ||
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文档简介
假期作业(十) 多普勒效应 惠更斯原理
1．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是( )
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C．当声源朝着观察者运动时，声源的频率变高
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低
【解析】 波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，A错；声源静止时，若观察者向声源运动，能发生多普勒效应，B错；声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率增大，C错；声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观察者接收到的频率可能变低，也可能变高．
【答案】 D
2．(多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是( )
A．医院检查身体的“B超”仪运用了多普勒效应原理
B．不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应
C．由地球上接收到遥远天体发出的光波发生“红移”现象(各条谱线的波长均变长)，可以判断遥远天体正靠近地球
D．静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高，说明声源正在远离观察者
【解析】 医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故选项A正确；多普勒效应是波特有的现象，故选项B正确；当波源与观察者相互靠近时，观测到的频率增加，反之，当波源与观测者相互远离时，观测到的频率减小，故选项D错误；“红移”现象中各条谱线的波长均变长．即频率变小，因此遥远天体应正在远离地球，故选项C错误．
【答案】 AB
3．(·沈阳检测)声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )
A．波速在逐渐变小
B．频率在逐渐变小
C．振幅在逐渐变小
D．波长在逐渐变小
【解析】 声波在空中向外传播时，不管是否遇到障碍物引起反射，其波速只由空气决定．频率(由声源决定)和波长(λ＝)均不变，所以A、B、D错；又因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，C正确．
【答案】 C
4．(多选)火车上有一个声源发出频率一定的乐音．当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调．以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )
A．观察者静止，火车向他驶来
B．观察者静止，火车离他驶去
C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动
D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动
【解析】 当观察者与声源相向运动时，观察者单位时间内接收到的声波的个数增多，所以观察者接收到的频率升高，听到乐音的音调比原来要高．当观察者与声源背向运动时，观察者单位时间内接收的声波的个数减少，所以观察者接收到的频率降低，听到乐音的音调比原来降低了．综上所述，正确选项为B、D.
【答案】 BD
5．(·杭州高二检测)下列说法正确的是( )
A．水波是球面波
B．声波是球面波
C．只有横波才能形成球面波
D．只有纵波才能形成球面波
【解析】 若波面是球面则为球面波，与横渡、纵波无关，故C、D错误，B正确；由于水波不能在空间中传播，所以它不是球面波，故A错误．
【答案】 B
6．(·合肥高二检测)关于入射波、折射波和反射波的说法．下列正确的是( )
A．入射角与折射角的比等于两波速比
B．入射波的波长小于折射波的波长
C．入射波的波长大于折射波的波长
D．入射波的波长等于反射波的波长
【解析】 由于一定介质中的波速是一定值，是一个只与两种介质的性质有关而与入射角和折射角无关的常数，A错误；介质不确定时，入射波和折射波的波长大小关系无法确定，B、C错误；由反射定律知，D正确．
【答案】 D
7．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为( )
A．170 m B．340 m
C．425 m D．680 m
【解析】 右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.5 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝2 s．山谷的宽度为s＝v(t1＋t2)＝×340×2.5 m＝425 m．故C正确．
【答案】 C
8．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．海面上发出的声音经0.4 s听到回声，则海水深为多少？
【解析】 声音在空气与在水中的频率相同，则＝，
所以v水＝·v空＝×340 m/s＝1 530 m/s.物体发出的声音经＝0.2 s传至海底，故海水的深度为s＝v水·＝1 530×0.2 m＝306 m.
【答案】 306 m
9．(多选)如图12-5-6所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则( )
图12-5-6
A．该波源正在移向a点
B．该波源正在移向b点
C．在a处观察，波的频率变低
D．在b处观察，波的频率变低
【解析】 此题考查的是多普勒效应的模型及原理．波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源．波面半径大，表示产生时间早，传播时间长．对照图示，可确定出波源由右向左运动，故A项正确，B错误．由于观察者不动，故波面经过观察者的速度等于波速，而在a处观察时，相邻波面间距比波源不动时的间距小，因而经过观察者的时间间隔短，频率大；同理在b处的时间间隔长，频率小，故选项C错误，D正确．
【答案】 AD
10．如图12-5-7所示，图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )
图12-5-7
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、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
【解析】 波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝得波长不同，故C错，D对．
【答案】 D
11．(·临川质检)一只汽船以4 m/s的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来的位置有多远？
【解析】 如图所示，设船发出鸣笛声于B处，旅客听到回声位置在A处，即3 s内汽船前进了A、B间距离l，则声波经过(2s－l)的距离．
v声t＝2s－l＝2s－v船t，
得s＝＝ m＝516 m.
【答案】 516 m
12．以速度u＝20 m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275 Hz，已知常温下空气中的声音传播速度v＝340 m/s.
(1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
(2)当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
【解析】 (1)f1＝·f＝×275 Hz≈292 Hz.
(2)f2＝·f＝×275 Hz≈260 Hz.
【答案】 (1)292 Hz (2)260 Hz
1．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是( )
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C．当声源朝着观察者运动时，声源的频率变高
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低
【解析】 波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，A错；声源静止时，若观察者向声源运动，能发生多普勒效应，B错；声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率增大，C错；声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观察者接收到的频率可能变低，也可能变高．
【答案】 D
2．(多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是( )
A．医院检查身体的“B超”仪运用了多普勒效应原理
B．不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应
C．由地球上接收到遥远天体发出的光波发生“红移”现象(各条谱线的波长均变长)，可以判断遥远天体正靠近地球
D．静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高，说明声源正在远离观察者
【解析】 医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故选项A正确；多普勒效应是波特有的现象，故选项B正确；当波源与观察者相互靠近时，观测到的频率增加，反之，当波源与观测者相互远离时，观测到的频率减小，故选项D错误；“红移”现象中各条谱线的波长均变长．即频率变小，因此遥远天体应正在远离地球，故选项C错误．
【答案】 AB
3．(·沈阳检测)声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )
A．波速在逐渐变小
B．频率在逐渐变小
C．振幅在逐渐变小
D．波长在逐渐变小
【解析】 声波在空中向外传播时，不管是否遇到障碍物引起反射，其波速只由空气决定．频率(由声源决定)和波长(λ＝)均不变，所以A、B、D错；又因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，C正确．
【答案】 C
4．(多选)火车上有一个声源发出频率一定的乐音．当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调．以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )
A．观察者静止，火车向他驶来
B．观察者静止，火车离他驶去
C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动
D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动
【解析】 当观察者与声源相向运动时，观察者单位时间内接收到的声波的个数增多，所以观察者接收到的频率升高，听到乐音的音调比原来要高．当观察者与声源背向运动时，观察者单位时间内接收的声波的个数减少，所以观察者接收到的频率降低，听到乐音的音调比原来降低了．综上所述，正确选项为B、D.
【答案】 BD
5．(·杭州高二检测)下列说法正确的是( )
A．水波是球面波
B．声波是球面波
C．只有横波才能形成球面波
D．只有纵波才能形成球面波
【解析】 若波面是球面则为球面波，与横渡、纵波无关，故C、D错误，B正确；由于水波不能在空间中传播，所以它不是球面波，故A错误．
【答案】 B
6．(·合肥高二检测)关于入射波、折射波和反射波的说法．下列正确的是( )
A．入射角与折射角的比等于两波速比
B．入射波的波长小于折射波的波长
C．入射波的波长大于折射波的波长
D．入射波的波长等于反射波的波长
【解析】 由于一定介质中的波速是一定值，是一个只与两种介质的性质有关而与入射角和折射角无关的常数，A错误；介质不确定时，入射波和折射波的波长大小关系无法确定，B、C错误；由反射定律知，D正确．
【答案】 D
7．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为( )
A．170 m B．340 m
C．425 m D．680 m
【解析】 右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.5 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝2 s．山谷的宽度为s＝v(t1＋t2)＝×340×2.5 m＝425 m．故C正确．
【答案】 C
8．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．海面上发出的声音经0.4 s听到回声，则海水深为多少？
【解析】 声音在空气与在水中的频率相同，则＝，
所以v水＝·v空＝×340 m/s＝1 530 m/s.物体发出的声音经＝0.2 s传至海底，故海水的深度为s＝v水·＝1 530×0.2 m＝306 m.
【答案】 306 m
9．(多选)如图12-5-6所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则( )
图12-5-6
A．该波源正在移向a点
B．该波源正在移向b点
C．在a处观察，波的频率变低
D．在b处观察，波的频率变低
【解析】 此题考查的是多普勒效应的模型及原理．波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源．波面半径大，表示产生时间早，传播时间长．对照图示，可确定出波源由右向左运动，故A项正确，B错误．由于观察者不动，故波面经过观察者的速度等于波速，而在a处观察时，相邻波面间距比波源不动时的间距小，因而经过观察者的时间间隔短，频率大；同理在b处的时间间隔长，频率小，故选项C错误，D正确．
【答案】 AD
10．如图12-5-7所示，图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )
图12-5-7
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、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
【解析】 波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝得波长不同，故C错，D对．
【答案】 D
11．(·临川质检)一只汽船以4 m/s的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来的位置有多远？
【解析】 如图所示，设船发出鸣笛声于B处，旅客听到回声位置在A处，即3 s内汽船前进了A、B间距离l，则声波经过(2s－l)的距离．
v声t＝2s－l＝2s－v船t，
得s＝＝ m＝516 m.
【答案】 516 m
12．以速度u＝20 m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275 Hz，已知常温下空气中的声音传播速度v＝340 m/s.
(1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
(2)当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
【解析】 (1)f1＝·f＝×275 Hz≈292 Hz.
(2)f2＝·f＝×275 Hz≈260 Hz.
【答案】 (1)292 Hz (2)260 Hz