高中物理人教版选修3-4 随堂检测第十二章 第5节　多普勒效应 第6节　惠更斯原理 Word版含解析

[随堂检测]
1．对惠更斯原理的理解正确的是(　　)
A．惠更斯原理能够解释所有的波的现象
B．子波的波速与频率等于初级波的波速和频率
C．用惠更斯原理不能解释波的衍射现象
D．同一波面上的两个位置的质点振动步调也可能相反
解析：选B.惠更斯原理不能够解释所有的波的现象，有一定的局限性，A错误．波面上的每一点(面源)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，B正确．用惠更斯原理能够解释波的衍射现象，C错误．同一波面上的两个位置的质点振动情况一定相同，D错误．
2．(多选)下列说法正确的是(　　)
A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短
B．波发生反射时，频率、波长、波速均不变
C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化
解析：选BC.波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率都不发生变化；波发生折射时，频率不变，波速和波长均发生变化，故B、C正确，A、D错误．
3．(多选)对声波的各种现象，以下说法中正确的是(　　)
A．火车驶来，车站边的乘客感觉声音变尖，属于多普勒现象
B．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声波的干涉现象
C．只有障碍物尺寸小于波长才能发生衍射现象
D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象
解析：选AB.火车靠近，乘客听到的声音变尖，说明频率变高，属于多普勒现象，A正确；绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是由于路程差为半个波长的偶数倍的点为振动加强点，若为奇数倍则为振动减弱点，这是声波的干涉结果，故B正确；发生明显衍射的条件是波长比障碍物的尺寸小或差不多，不符合这个条件也能发生，只是衍射现象不明显，C错误；把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，是声音沿钢铁传播过来的，这属于声波在不同介质中传播速度与能量衰减规律的问题，故D错误．
[课时作业] [学生用书P105(单独成册)]
一、单项选择题
1．下列说法中正确的是(　　)
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：选B.若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B正确，C、D错误．由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A错误．
2．医院有一种先进的检测技术——彩超．向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收．测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速．这一技术主要体现了哪一种物理现象(　　)
A．多普勒效应 B．波的衍射
C．波的干涉 D．共振
解析：选A.彩超是利用向人体发射的超声波，经人体内流动的血液反射后测出反射波频率的变化，确定血液的流速，是根据多普勒效应原理制造的仪器，所以A选项正确，B、C、D不正确．
3．下列关于多普勒效应的说法正确的是(　　)
A．若声源向观察者靠近，则声源发出声波的频率变小
B．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率
C．若观察者远离波源，则波源发出声波的频率变小
D．若波源与观察者相互靠近，则观察者接收到的频率小于声源发出声波的频率
解析：选B.若声源向观察者靠近，声源发出声波的频率不变，观察者接收到声波的频率变大，A错误，B正确；观察者远离波源，波源发出声波的频率不变，C错误；若波源与观察者相互靠近，观察者接收到声波的频率变大，故D错误．
4.如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知(　　)
A．B侧波是衍射波
B．A侧波速与B侧波速相等
C．减小挡板间距离，衍射波的波长将减小
D．增大挡板间距离，衍射现象将更明显
解析：选B.小孔是衍射波的波源，A侧是衍射波，A错误．在同一种介质中，波速相等，故B正确；根据波速、波长和频率的关系式v＝λf，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；波长越长越容易发生衍射现象，与波的频率和振幅没有关系，在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距，故D错误．
5．甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距2a，距离墙均为a，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为(　　)
A．听不到 B．甲开枪3t后
C．甲开枪2t后 D．甲开枪t后
解析：选C.乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中，故t＝.甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中AC和CB，由几何关系可得：AC＝CB＝2a，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为t′＝＝＝2t.故C正确．
6．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200 μs后收到反射波；隔0.8 s后再发出一个脉冲，经198 μs收到反射波，已知无线电波传播的速度为c＝3×108m/s，远大于飞机的飞行速度v.则v应为(　　)
A．1 500 m/s B．750 m/s
C．375 m/s D．以上数据都不对
解析：选C.由于c?v，故可不考虑电磁波传播过程中飞机的位移；设雷达两次发射电磁波时飞机分别位于x1、x2处，则第一次：2x1＝ct1，第二次：2x2＝ct2，飞机的飞行速度：v＝且Δt＝0.8 s，代入数据解得：v＝375 m/s.
二、多项选择题
7．一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比(　　)
A．波速变大 B．波速不变
C．频率变高 D．频率不变
解析：选BC.渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高，故选项B、C正确．
8.如图所示，为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则(　　)
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：选AD.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移动，选项A正确，选项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间距小，因而经过观察者时间间隔短，频率大，同理在B处时间间隔长，频率小，选项C错误，选项D正确．
9．下面哪些应用是利用了多普勒效应(　　)
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
解析：选ABD.凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可测定遥远天体相对于地球运动的速度，故A选项正确；被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故B选项正确；对于C选项，铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动情况做出判断的，故错误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D选项正确．
10．以下关于波的认识，正确的是(　　)
A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的折射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷达的工作原理是利用波的反射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
解析：选BCD.A、B、C选项中应用了波的反射现象；D选项是波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故选B、C、D.
11．一雷达向飞机发出微波，若飞机正远离雷达，则被飞机反射回来的微波与发出的微波相比(　　)
A．波速变小 B．波速不变
C．频率变低 D．频率变高
解析：选BC.微波在空气里的传播速度不变，A错、B对；在远离的过程中由多普勒效应知频率在减小，故C对、D错．
三、非选择题
12．当波源与观察者相对静止时，观测到的频率______波源振动的频率，当波源与观察者相向运动时，观测到的频率______波源的频率；当波源与观察者相互远离时，观测到的频率________波源的频率．(选填“大于”“小于”或“等于”)
解析：当波源与观察者相对静止时，观测到的频率等于波源振动频率；当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大，如果二者远离，间距变大，观察者接收的频率减小．
答案：等于　大于　小于
13．我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机，刷新了下潜深度的世界纪录．悬停在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波)的频率为f，在该处海水中的传播速度为v，则声吶信号在该处海水中的波长为________；若停在海面上的监测船接收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率，说明滑翔机正在________(选填“靠近”或“远离”)该监测船．
解析：根据波速定义：v＝fλ，λ＝.根据多普勒效应，当滑翔机靠近监测船时，监测船接收到的频率大于滑翔机发出声呐信号的频率．
答案：　靠近
14.一列声波在介质Ⅰ中的波长为0.2 m．当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若介质Ⅰ中的声速是340 m/s.
(1)求该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；
(2)求该声波在介质Ⅱ中传播的速度；
(3)若另一种声波在介质Ⅱ中的传播速度为1 400 m/s，按图中的方向从介质Ⅰ射入介质Ⅱ中，求它在介质Ⅰ和介质Ⅱ中的频率之比．
解析：(1)声波在介质Ⅰ中传播时，由v＝λf得：f＝＝ Hz＝1 700 Hz，由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1 700 Hz.
(2)由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s.
(3)波由介质Ⅰ到介质Ⅱ的过程中，只有频率不变，故当波从介质Ⅰ进入介质Ⅱ时，其频率之比为1∶1.
答案：(1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s　(3)1∶1