3.5 多普勒效应课后练习 word版含答案

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名称 3.5 多普勒效应课后练习 word版含答案
格式 docx
文件大小 80.3KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-06-07 07:57:03

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文档简介

多普勒效应课后练习
一、单选题
1.下列说法正确的是(?? )
A.?产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
B.?变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场
C.?相对论认为:真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的
D.?机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,都能在真空中传播
2.有一测速雷达,发射电磁波的频率为f1 , 用它来测量一迎面开来的汽车的车速,设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波的频率为f2 , 则(?? )
A.?f1>f2?????????????????????????????????B.?f1=f2?????????????????????????????????C.?f13.有经验的铁路养护人员可以从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向.他所利用的应是?? (??? ?)
A.?声波的干涉现象????????????B.?声波的衍射现象????????????C.?声波的多普勒效应????????????D.?声波的反射现象
4.如下图所示,向左匀速运动的小车发出频率为f的声波,车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1 , 车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2 , 则(?? )
A.?f1<f , f2<f??????????????????B.?f1<f , f2>f??????????????????C.?f1> f, f2>f??????????????????D.?f1>f , f2<f
5.2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像,利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法,正确的是(?? )
A.?两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B.?在干涉图样中,振动加强区域的质点,其位移始终保持最大;振动减弱区域的质点,其位移始终保持最小
C.?只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多,波才能发生衍射
D.?当波源远离接收者时,接收者接收到的波的频率比波源频率低
6.下列说法正确的是(?? )
A.?机械波的振幅与介质有关,与波源无关??????????????????? B.?机械波的传播速度与波源有关,与介质无关
C.?医院用的“彩超”利用的是超声波的多普勒效应????? D.?形成纵波的质点,随波一起发生迁移
7.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
8.如图表示一个机械波的波源S做匀速运动的情况.图中的圆表示机械波的波面,A、B、C、D是四个观察者的位置,由图可以看出(?? )
A.?波源正在向A运动??????????????????????????????????????????????? B.?波源正在向C运动
C.?B点的观察者接收到的频率最高???????????????????????????D.?D点的观察者接收到的频率最高
9.如图男同学站立不动,女同学坐在秋千上来回摆动.下列说法正确的是(?? )
A.?男同学吹口哨,女同学从高处向低处运动过程中,她感觉哨声音调变低
B.?男同学吹口哨,女同学从低处向高处运动过程中,她感觉哨声音调变高
C.?女同学经过C点时男同学开始按表记时并从1开始计数,当数到N次时记录的时间为t.因此判断女同学摆动周期T= 2tN
D.?女同学经过C点时男同学开始按表记时并从1开始计数,当数到N次时记录的时间为t.因此判断女同学摆动周期T= 2tN?1
10.如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰,观察到波的频率最低的位置是(?? )
A.?A???????????????????????????????????????????B.?B???????????????????????????????????????????C.?C???????????????????????????????????????????D.?D
11.如图所示,向左匀速运动的小车发出频率为f的声波,车左侧A处的人感受到声波的频率为f1 , 车右边的B处的人感受的声波的频率为f2 , 则(?? )
A.?f1<f? f2<f??????????????????????B.?f1<f? f>f2??????????????????????C.?f1>f?? f>f2??????????????????????D.?f1>f? f<f2
12.如图是一张蜻蜓点水的俯视照片,该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹,其形状如图所示.由图中可以得出:
①蜻蜓的飞行方向向左 ②蜻蜓的飞行方向向右
③蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大 ④蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小(?? )
A.?①③?????????????????????????????????????B.?①④?????????????????????????????????????C.?②③?????????????????????????????????????D.?②④
13.根据多普勒效应,我们知道当波源与观察者相互接近时,观察者接收到的频率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小.由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移”,即谱线都向红色部分移动了一段距离,由此现象可知(?? )
A.?宇宙在膨胀???????????????B.?宇宙在收缩???????????????C.?宇宙部分静止不动???????????????D.?宇宙只发出红光光谱
14.站在火车站上的旅客听到路过的火车笛声的音调变化情况,以下说法正确的是(?? )
A.?当火车进站时,鸣笛声的音调变低??????????????????????B.?当火车进站时,鸣笛声的音调不变
C.?当火车离站时,鸣笛声的音调变低??????????????????????D.?当火车离站时,鸣笛声的音调变高
15.蒸汽火车汽笛发声要消耗内能,设蒸汽机将功率为P1的热功率用于汽笛发声时,发出的声音功率为P2 , 汽笛发声频率为500Hz,而在车站的人听得汽笛的频率为520Hz,则下列结论正确的是(?? )
A.?火车向车站驶来??????????????B.?火车远离车站驶去??????????????C.?P1可能小于P2??????????????D.?P1可能等于P2
二、填空题
16.正在铁路边工作的工人,听到一列火车的汽笛声,发现汽笛声的音调越来越高,这种现象在物理学中叫________,由此可判断这列火车正在________(选填“背离”、“向着”)他行驶.
17.如图所示,向左匀速运动的小车发出频率为f的声波,车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1 , 车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2 , 则f1与f的关系为________,f2与f的关系为________.
18.下列三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时,产生声波的情况.图中一系列圆表示声波的传播情况,A点表示飞机的位置.请你利用给出的图,确定飞机飞行速度最大的是________(填a、b、c)
三、综合题
19.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点是它的初始位置,图示为恰经10个周期时观察到的水面波,此时小球运动到x=20cm处.问:
(1)在x=﹣20cm处的浮子的振动频率比波源频率大还是小?
(2)小球P匀速移动的速度及此水面波的传播速度分别多大?
20.如图所示,这是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪B发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号的时间差,测出被测物体的速度.设小车向右运动先后经过P、Q两点,小车经P点时,B发出的第一个超声波脉冲被小车反射,被B接收,B从发射到接收历时t1=0.30s,小车经Q点时,B发射并接收第二个超声波脉冲历时t2=0.40s,相邻两次发射超声波脉冲的时间间隔△t=1.0s,超声波在空气中传播的速度v=340m/s,若汽车是匀速行驶的,求小车先后两次反射超声波脉冲时间内的位移△x和汽车的速度.
答案解析
一、单选题
1. C
A.当声源与观察者的间距发生变化时,出现多普勒效应的现象,原因是接收的频率发生变化,A不符合题意;
B.当变化是非均匀变化的则一定能产生变化的电场或磁场,当变化是均匀变化时,则不能产生变化的电场或磁场,只能产生稳定的电场或磁场,B不符合题意;
C.根据狭义相对论光速不变原理可知,真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的,C符合题意;
D.电磁波和机械波都都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,这是波的特有现象,机械波的传播需要介质,在真空中不能传播,D不符合题意。
故答案为:C。
2. C
由于是测量一迎面开来的汽车的车速,根据多普勒效应,因而接收的频率应高于发射的频率,f1故答案为:C
3. C
当听到的声音音调变低,说明接收到的声音的频率变小,表明火车离他远去,当听到的声音音调变高,说明接收到的声音的频率变大,则火车向着他驶来,利用声波的多普勒效应,C符合题意.
故答案为:C
4. D
本题考查多普勒效应,当生源与接收器互相靠近时频率增大,远离频率减小,D对;
故答案为:D
5. D
A.只有两列频率相同,相位差恒定的波叠加才会出现稳定的干涉图样,A不符合题意;
B. 在干涉图样中,振动加强区域的质点,只是振幅变大,其位移随时间周期性的变化;振动减弱区域的质点,只是振幅变小,其位移随时间周期性的变化。B不符合题意;
C. 衍射是波的特有属性,在任何条件下都会发生衍射,只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多,波才会发生明显的衍射,C不符合题意;
D. 根据多普勒效应,当波源远离接收者时,接收者接收到的波的频率比波源频率低,D符合题意。
故答案为:D
6. C
A.机械波的振幅与波源有关,与介质无关,A不符合题意;
B.机械波的传播速度与波源无关,与介质有关,B不符合题意;
C.医院用的“彩超”利用的是超声波的多普勒效应,C符合题意;
D.形成纵波的质点,不随波一起发生迁移,D不符合题意.
故答案为:C
7.B
解:A、旋转时蜂鸣器发声的频率没有变化.故A错误; B、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,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B正确,D错误.
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.
故选:B
8.C
解:AB.观察者靠近波源,在单位时间内,观察者接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大,故该观察者向A点运动,故AB错误; CD.根据波速、波长和频率的关系式v=λ?f,由于同一种介质中波速相同,A点位置附近区域波长最短,B点位置附近波长最长,故在A点观察到波的频率最高,在B点观察到波的频率最低;故C正确,D错误.
故选:C.
9.D
解:A、根据多普勒效应,波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低.男同学吹口哨,女同学从高处向低处运动过程中,他们之间的距离在变小,她应感觉哨声音调变高.故A错误. B、根据多普勒效应,波源移向观察者时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低.男同学吹口哨,女同学从低处向高处运动过程中,他们之间的距离在变大,她应感觉哨声音调变低.故B错误.
C、女同学经过C点时男同学开始按表记时并从1开始计数,当数到N次时记录的时间为t.女同学做全振动的次数为 N?12 ,因此判断女同学摆动周期T= tN?12 = 2tN?1 .故C错误,而D正确.
故选D.
10.B
解:根据多普勒效应产生的原因,该图表示波源正在向A点移动; 当波源和观察者间距变小,观察者接收到的频率一定比波源频率高.当波源和观察者距变大,观察者接收到的频率一定比波源频率低,所以观察者观察到波的频率最低的位置是B点.故ACD均错误,B正确.
故选:B
11.C
解:由题意可知,声源靠近A处的人,由多普勒效应可知,他接收的频率变大,即f1>f; 当声源远离A处的人,他接收频率的变小,即f2<f.
故选:C.
12.C
解:根据如图所示,蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹,则圆圈越小,则时间越短,所以飞行方向则为从大圆到小圆; 若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同,那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上,而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动,所以每个圆都应该是内切的.然而图中则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大.
故选:C.
13.A
解:科学家们发现了红移现象,即光谱线都向红色部分移动了一段距离,根据多普勒效应的理论可知这些星球都在远离地球.即宇宙在膨胀,故A正确,BCD错误. 故选:A.
14.C
解:根据多普勒效应可知,当波源和观察者间距变小,观察者接收到的频率一定比波源频率高.当波源和观察者距变大,观察者接收到的频率一定比波源频率低.所以当火车离站时,鸣笛声的音调变低,当火车进站时,鸣笛声的音调变高,故C正确,ABD错误. 故选:C.
15.A
解:A、B:根据多普勒效应,当波源和观察者相向运动时,两者间距变小,观察者接收到的频率一定比波源频率高;当波源和观察者反向运动时,两者间距变大,观察者接收到的频率一定比波源频率低.现在车站的人听得汽笛的频率比火车汽笛的频率高,说明火车与人之间的距离在减小,所以A正确,B错误; C、D:蒸汽机将一定的功率用于汽笛发声时,该功率的一部分转化为机械能,另一部分转化为声波能,所以一定是P1>P2 , 故CD都错误.
故选:A
二、填空题
16.多普勒效应;向着
解:路边工作的工人,听到一列火车的汽笛声,发现汽笛声的音调越来越高,这种现象在物理学中叫多普勒效应. 根据多普勒效应得知,当物体振动频率不变时,远离声源时,声音的音调越低,靠近声源越时,声音的音调越高,所以可知这列火车正在向着该工人行驶.
故答案为:多普勒效应,向着
17.f1>f;f2<f
解:由题意可知,声源靠近A处的人,由多普勒效应可知,他接收的频率变大,即f1>f; 当声源远离A处的人,他接收频率的变小,即f2<f.
故答案为:f1>f,f2<f.
18.c
解:当飞机运动到某圆圆心时,在周围激发起声波,声波从圆心运动r和飞机从圆心运动到A点所用的时间相同.设A点离某圆圆心距离为x,该圆半径为r,则v=340 xr ,x和r都可在图中量出.因此,从图上可以看出,a图飞机速度小于声速,b图等于声速,c图大于声速. 故答案为:c.
三、综合题
19. (1)解:由图可知,质点在向右移动,故在x=﹣20cm处的浮子的振动频率比波源频率小
答:x=﹣20cm处的浮子的振动频率比波源频率小;
(2)解:小球P振动的周期 T=15s=0.2s
小球P振动10个周期所用时间t=10T=2s
小球P的速度 v1=s1t=0.22m/s=0.1m/s
水面波的传播速度 v2=s2t=0.42m/s=0.2m/s ;
答:小球P的速度为0.1m/s,水面波的传播速度为0.2m/s.
(1)由图可知浮子接收到的频率的变化;(2)由题意可知小球振动周期,由小球运动的距离利用速度公式可求得小球的速度,小波传播的距离可求得水面波的传播速度.
20.解:⑴由题意可知,零时刻发出第一次超声波,经过0.3秒接收到. 则汽车距离发射源的距离为x1=v声t1=340× =51m
从1秒时刻发出第二次超声波,经过0.6秒接收到.
则汽车距离发射源的距离为x2=v声t2=340× m=68m
因此汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为d=x2﹣x1=68﹣51=17m.
⑵汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为:△t=T1﹣T2=1.2﹣0.15=1.05s
则汽车的速度v= m/s=16.2m/s
?答:⑴求汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离17m;⑵求汽车的速度16.2m/s.
(1)由题意可知,第一、二次发射与接收时间,即超声波由发出到接收所需要的时间.从而可以求出超声波前后两次从测速仪传到汽车所用的时间,结合声速,进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离.(2)由于汽车背着测速仪方向运动,所以两者之间的距离在增加.汽车前后两次到测速仪之间的距离之差即为汽车前进的路程.由于两次超声波发出的时间间隔为1秒.汽车运动的时间为从第一次与超声波相遇开始,到第二次与超声波相遇结束.求出这个时间,就是汽车运动的时间.根据汽车运动的距离和时间,即可求出汽车的运动速度.