高中物理 第二章 机械波 第五节 多普勒效应自我小测 粤教版选修34最新整理.docx

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高中物理第二章机械波第五节多普勒效应自我小测粤教版选修34最新整理

高中物理第二章机械波第五节多普勒效应自我小测粤教版选修3-4

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多普勒效应

1关于多普勒效应,下列说法正确的是（　　）

A．多普勒效应是由于波的干涉引起的

B．多普勒效应说明波源的频率发生改变

C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的

D．只有声波才可以产生多普勒效应

2如图2－5－3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．

图2－5－3

（1）该图表示的是（　　）

A．干涉现象　　　　　　　　　　　B．衍射现象

C．反射现象　　　　　　　　　　　D．多普勒效应

（2）波源正在移向（　　）

A．A点　　　　B．B点　　　　　　C．C点　　　　　D．D点

（3）观察到波的频率最低的点是（　　）

A．A点　　　B．B点　　　　　　C．C点　　　　　D．D点

3以下关于多普勒效应的说法中正确的是（　　）

A．有多普勒效应时，波源的振动频率发生变化

B．有多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化

C．多普勒效应实际上是指波速相对介质发生变化

D．人与波源有相对运动时，观察到的频率一定发生变化

4如图2－5－4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（　　）

图2－5－4

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

5站在火车站台上的旅客听到火车鸣笛声的音调变化情况，以下说法正确的是（　　）

A．当火车减速进站时,鸣笛声的音调变低

B．当火车减速进站时，鸣笛声的音调变高

C．当火车加速离站时，鸣笛声的音调变低

D．当火车加速离站时，鸣笛声的音调变高

6下列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，来知道汽车的速度，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行情况

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

7波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方介质振动的频率为f1，波源后方介质振动的频率为f2，则三者的关系为（　　）

A．f1＝f2＝f0　　　　　　　B．f1＝f2＞f0

C．f1＝f2＜f0　　　　　　　D．f2＜f0＜f1

8关于次声波和超声波，以下说法中正确的是（　　）

A．频率低于20Hz的声波为次声波，频率高于20000Hz的声波为超声波

B．次声波的波长比可闻波短,超声波的波长比可闻波长

C．次声波的波速比可闻波小，超声波的波速比可闻波长

D．在同一种均匀介质中，在相同的温度条件下,次声波、可闻波、超声波的波速均相等

9超声波由于它具有不同于可闻声波的特性，在现代生产技术和科学研究中有许多重要应用．下列选项中,哪些属于超声波的应用（　　）

A．探查几米厚金属内部的缺陷

B．把普通水变成雾气喷射到房间的空气中

C．探查人体内部的各种器官、组织等有无异常

D．进行人体按摩，治疗神经痛等疾患

10如图2－5－5所示，S为振源，P点有一个观察者，已知振源发声的频率为20Hz，则关于人听到的声音的频率为（　　）

·　　　　　·

S　　　　　　P

图2－5－5

A．当振源S以17m/s的速度远离观察者运动时，频率为19Hz

B．当振源S以17m/s的速度靠近观察者运动时，频率为21Hz

C．当观察者以17m/s的速度靠近振源S运动时，频率为21Hz

D．以上说法都不正确

11如图2－5－6所示,波源S不动，每秒发出30个完全波，观察者1s内由位置A移到位置B，则观察者每秒将接收到________个完全波．

图2－5－6

12有一种用钢丝操纵做圆周飞行的飞机模型，装有两冲程的活塞式发动机作为动力，操纵者站在圆心，在他听来发动机工作时发出的声音是平稳不变的．场边的观察者听到的声音忽高忽低地做周期性变化．

（1）这是由于________;这种现象叫________．

（2）模型飞机的飞行速度是90km/h，单缸发动机的转速是9000r/min,则观察者听到的声音的最高频率是________Hz，最低频率是________Hz，操纵者听到的声音的频率是________Hz。

（设这时空气中的声速为340m/s）

13以速度v＝20m/s奔驰的火车，鸣笛声频率f＝275Hz，已知常温下空气中的声速V＝340m/s.当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率为多少？

当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率又为多少？

14利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量．图2－5－7甲中仪器A和B通过电缆线相接,B为超声波发射与接收一体化装置,而仪器A为B提供超声波信号源而且能将B收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形．

图2－5－7

现固定装置B,并将它对准匀速行驶的小车C,使其每隔固定时间T0发射一短促的超声波脉冲（如图乙中幅度大的波形），而B接收到的由小车C反射回的超声波经仪器A处理后显示如图乙中幅度较小的波形．反射滞后的时间已在图乙中标出．其中T0和ΔT为已知量，另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为v0，则根据所给信息可判断小车的运动方向为______（填“向右”或“向左”），速度大小为________．

15（探究）想象你以声波的速度随同某一个波峰一起远离波源，会是什么情景?

参考答案

1解析：

多普勒效应的实质是由于观察者与波源在相对运动时,观察者接收到的频率与实际频率不同，而实际上波源的频率是不会改变的，且多普勒效应是波动过程的共有特征．

答案：

C

2解析：

（1）图示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况．选项D正确．

（2）由于波源左方的波长被压缩，右方的波长被拉长，可知波源正在移向A点,选项A正确．

（3）由于波源远离B点，所以在B点观察到波的频率最低，选项B正确．

答案：

（1）D　

（2）A　（3）B

3解析：

多普勒效应是指由于观察者和波源之间有相对运动，而使观察者感到频率发生变化的现象，实际上波源的频率并没有发生变化，而是观察者接收到的频率发生了变化，所以选项A错误，B正确，C错误．当观察者与波源有相对运动，但距离不变时（既不接近，也不远离，如人绕波源做匀速圆周运动），此时不会出现多普勒效应，所以D选项错误．

答案：

B

4解析：

波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波的传播速度向外传播,反之，由波面可确定出产生该波面的位置：

波源、波面半径大，表示产生早，传播时间长，对照图示,可确定出波源由右向左变换，故A选项正确，B选项错误．由于观察者不动,故波面经过观察者速度等于波速，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，故选项C错误，D正确．

答案：

AD

5解析:

当观察者接收到的频率等于声源频率时,音调不变；当声源向观察者运动时,观察者接收到的频率大于声源频率时，音调变高；当观察者与声源的距离变大时，观察者接收到的频率小于声源频率时，音调变低，所以当火车减速进站时，鸣笛声的音调变高，火车加速离站时，鸣笛声的音调变低，故选项B、C正确．

答案：

BC

6解析:

A和B分别是利用光波和电磁波的多普勒效应来进行判断的，C是利用声波在铁轨中的传播快于空气中的传播，D也是利用声波的多普勒效应．

答案：

ABD

7解析：

f0由波源每秒钟所振动的次数决定，介质振动的频率由波源频率及波源相对介质是否移动来决定．波源运动时，在波源的正前方介质振动的频率高于波源振动的频率．

答案:

D

8解析：

由次声波和超声波的概念可知A选项正确．由λ＝

可判断在波速相同的情况下,频率大，波长短，频率小，波长长，所以B选项不正确．在同一种均匀介质中，次声波、可闻波、超声波的波速均相等，所以C不正确,D正确．

答案：

AD

9解析：

超声波的频率高,波长短，基本沿直线传播,且传播能量大，距离远等．A、B、C、D四项均正确，A、C是利用超声波的穿透本领和反射特性，B、D是利用超声波在液体中传播时的液压冲击特性．

答案：

ABCD

10解析：

当振源以17m/s的速度远离观察者运动时，观察者接收的频率

f′＝

＝

Hz＝19Hz，故A正确．

当振源以17m/s的速度靠近观察者运动时，观察者接收的频率f′＝

＝21Hz，故B正确．

当观察者以17m/s速度靠近振源S运动时，观察者接收的频率f′＝

＝

＝21Hz，故C正确．

答案：

ABC

11解析:

由于观察者与波源的相对运动，1s内观察者将接收到31个完全波．

答案：

31

12解析：

（1）声源与观察者有相对运动；多普勒效应．

（2）发动机发声的频率f0＝

Hz＝150Hz，这也是操纵者听到的声音的频率．模型飞机飞行速度为

m/s＝25m/s.

当飞机向观察者飞行时,声波波长为λ1＝

m＝2。

1m,此时观察者听到的频率即为最高频率fmax＝

＝

Hz＝162Hz.

当飞机远离观察者飞行时，声波波长变为λ2＝

m＝2.43m,此时观察者听到的频率即为最低频率

fmin＝

＝

Hz＝140Hz.

答案：

（1）声源与观察者有相对运动　多普勒效应

（2）162　140　150

13解析:

火车向观察者驶来（火车接近观察者）时，以观察者为参考系（观察者相对介质静止），声波的波长减小为λ1＝

，这时观察者接收到的笛声的频率为

f1＝

＝

f＝

×275Hz＝292Hz

火车驶去（火车远离观察者）时，以观察者为参考系，声波的波长增大为

λ2＝

这时观察者接收到的笛声频率为

f2＝

＝

f＝

×275Hz＝260Hz.

答案：

f1＝292Hz　f2＝260Hz

14解析：

从题图乙观察接收到反射波的时间越来越长，说明小车在远离B，即小车应向右运动,发出第一个脉冲时，设车和仪器相距s0，有：

v0·

＝s0＋v·

①

经T0发出第二个脉冲时，车和仪器相距s0＋vT0

第二个脉冲追上车时:

v0

＝（s0＋vT0）＋v

②

由①②得：

v＝

。

答案：

向右　v＝

15解析:

此问题是波源相对介质不动，观察者远离波源运动时,接收频率问题，应充分地利用了相对运动解题．

在多普勒效应中,波源的频率是不改变的,只是由于波源和观察者之间有相对运动,观察者感到频率发生了变化．

答案:

波源是静止的，人和某一个波峰一起运动，人的速度等于波峰速度,人和波峰的相对速度为零．设人的速度为v，V为波的传播速度,我们可以定量地计算人接收到的频率，即f＝（1－v/V）λ,由v＝V则有f＝0，即听不到波源的声响．