人教版选修34 波的多普勒效应 第1课时 作业.docx

高中人教版物理选修3-4第十二章 第五节 波的多普勒效应 同步测试一、单选题（共10题；共20分）1.关于多普勒效应，下列说法中正确的是（ ） a.发生多普勒效应时，波源频率发生了变化b.要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动c.火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高d.机械波不能发生多普勒效应2.下列关于声波的说法正确的是（ ） a.我们有时能听到墙外的声音是由于声波干涉的结果b.超声波的波长比人耳能听到的波长大很多c.体检中使用的“b超”是利用次声波的反向现象d.有经验的铁路工人可通过火车的汽笛变化判断火车的行驶方向及快慢3.波源所发出的机械波的频率为180 hz，观察者所接收到的频率也为180 hz，则下列判断中正确的是() a.若波源静止不动，则观察者一定静止不动b.波源和观察者之间的相对 距离不变c.波源和观察者之间的相对距离增大d.波源和观察者之间的相对距离减小4.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s，已知t=0时波刚好传播到x=40m处，如图所示。在x=400m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是()a.波源开始振动时方向沿y轴正方向b.从t=0开始经015s，x=40m的质点运动的路程为06mc.接收器在t=2s时才能接收到此波d.若波源向x轴正方向运动，接收器接收到的波的频率可能为9hz5.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6.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.f1f f2fb.f1f ff2c.f1f ff2d.f1f ff27.轮船在进港途中的x -t图像如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个()a.b.c.d.8.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9.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()a.f1f ， f2fb.f1f来c.f1f ， f2fd.f1f ， f2f10.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二、填空题（共4题；共9分）11.如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，立于车左侧a处的人感受到的声波的频率为f1 ， 立于车右侧b处的人感觉到的声波的频率为f2 ， 则此三个频率由高到低依次为_12.新型列车动车组速度可达300km/h，与该车汽笛声的音调相比。站在车前方路旁的人听起来音调_(选填“偏高”或“偏低”)。站在车后方路旁的人听起来音调_(选填“偏高”或“偏低”)。 13.车以80km/h速度行驶，从对面开来超高速列车，向背后奔驶而去此间超高速车所发出的汽笛声开始若听取“哆”音，后来听到的则是降低的“咪”音（假定“哆”音和“咪”音的频率之比为 设声速为1200km/h，则超高速列车的时速是_km/h 14.2008年5月12日14时28分，在四川省汶川地区发生了80级地震已知地震波分三种：横波(s波)，波速vs45 km/s；纵波(p波)，波速vp99 km/s；面波(l波)，vlvs 面波在浅源地震中破坏力最大位于震源上方的某中学地震测报组有单摆a与竖直弹簧振子b(如图8甲所示)，地震发生时最先明显振动的是_(选填“a”或“b”)地震观测台记录到的地震曲线如图乙所示，由图可知三种波形各对应的地震波类型：a为_波，b为_波，c为_波(选填“s”、“p”或“l”)若在地震曲线图上测得p波与s波的时间差为76 s，则地震台距震源约为_km三、综合题（共1题；共5分）15.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 四、计算题（共2题；共10分）16.正在报警的警钟每隔05s响一声。一个人正坐在以60km/h的速度向着警钟行驶的车中。已知声音在空气中的速度为330m/s，则这个人在每分钟内能听到几声警钟? 17.随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些飞机的速度已经超过了声音在空气中的传播速度假设某爆炸声在空气中的传播速度为340 m/s ， 一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，飞机飞行的速度至少多大？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】b 【解析】【解答】解：a、发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，是由于波源和观察者必须有相对运动造成听起来频率变化故a错误；b、要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动故b正确；c、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故c错误；d机械波能发生多普勒效应，故d错误故选：b【分析】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2.【答案】d 【解析】【解答】解：a、我们能够听到墙外的声音是声波发生衍射的结果故a错误 b、超声波的频率大于声波的频率，所以在同一均匀介质中，超声波的波长比人耳能听到的声波的波长小故b错误c、超声波的穿透能力，而“b超”是利用超声波，故c错误d、观察者与频率一定的声源相互靠近过程中，产生多普勒效应，观察者听到声波的频率会升高听到的火车汽笛声的音调变化判断火车的行驶方向及快慢，是多普勒效应的应用，故d正确故选：d【分析】当观察者与声源的距离减小时，听到声波的频率会升高声波能绕过障碍物传播，这种现象叫声波的衍射频率相同的两列才能发生干涉时，相遇区域形成稳定的图样；“彩超”是利用超声波的穿透能力3.【答案】b 【解析】【解答】接收频率等于波源频率，观察者与波源的距离不 变，故b正确【分析】题考查多普勒效应的原理，熟记多普勒的定义即可求解，同时掌握频率变化与运动间的关系。4.【答案】b 【解析】【解答】由图知，x=40m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向也向下(y轴负向)，a错;由图知 ， ，而 ， 所以 的质点015s运动的路程为 ，b对;波由 处传到 处所需时间 ，c错。当波源向x轴正向运动时，波源将靠近接收器，由多普勒效应知，接收器接收到b的频率将大于波源频率，而波源频率为 ，d错。【分析】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。5.【答案】b 【解析】【解答】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【分析】振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象这就是频移现象因为，声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高6.【答案】c 【解析】【解答】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f1f； 当声源远离a处的人，他接收频率的变小，即f2f故选：c【分析】声源发出的频率不变，当声源与观察者间距变小时，则接收的频率变大；当声源与观察者间距变大时，则接收的频率变小7.【答案】a 【解析】【解答】匀速靠近港口的过程中，测量到的频率不随时间变化，但速度大时频率大，由x -t图像可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度 ，可知 ，故a正确。【分析】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。8.【答案】d 【解析】【解答】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。【分析】1842年奥地利一位名叫多普勒的数学家、物理学家一天，他正路过铁路交叉处，恰逢一列火车从他身旁驰过，他发现火车从远而近时汽笛声变响，音调变尖，而火车从近而远时汽笛声变弱，音调变低他对这个物理现象感到极大兴趣，并进行了研究发现这是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象这就是频移现象因为，声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”9.【答案】d 【解析】【解答】由于波源向a靠近，所以 ；而波源相对b远离，所以 ，所以选d【分析】题考查多普勒效应的原理，熟记多普勒的定义即可求解，同时掌握频率变化与运动间的关系。10.【答案】a 【解析】【解答】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【分析】本题考查多普勒效应的原理，熟记多普勒效应的定义即可求解，同时掌握频率变化与运动间的关系二、填空题11.【答案】f1ff2 【解析】【解答】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f1f；当声源远离a处的人，他接收频率的变小，即f2f故答案为：f1ff2 【分析】声源发出的频率不变，当声源与观察者间距变小时，则接收的频率变大；当声源与观察者间距变大时，则接收的频率变小12.【答案】偏高；偏低 【解析】【解答】站在列车前方的人与列车的距离在靠近，因此听起来音调偏高，站在列车后方的人与列车的距离在远离，因此音调偏低。【分析】多普勒效应中，当声源和观察者相互靠近时，接收到的频率增加；当声源和观察者相互远离时，接收到的频率降低13.【答案】200 【解析】【解答】解：当超高速列车迎面驶来时，有： f1= 当超高速列车驶过他身旁后，有：又： 联立解得：vs=200km/h故答案为：200【分析】多普勒效应中，观察者和发射源的频率关系为：f= ；f为观察到的频率；f为发射源于该介质中的原始发射频率；v为波在该介质中的行进速度；v0为观察者移动速度，若接近发射源则前方运算符号为+号，反之则为号；vs为发射源移动速度，若接近观察者则前方运算符号为号，反之则为+号14.【答案】b；p；s；l；62.7 【解析】【解答】(1)因为纵波的传播速度最大，而b摆反映的是纵波，故b摆最先振动(2)因为纵波的传播速度最大，所以先记录的a是纵波(p波)同理，b是横波(s波)，c是面波(l波)(3)设地震台距震源的距离为x，则t，解得x，代入数值解得，x627 km 【分析】判断谁最先剧烈振动，看什么波最先到达根据t，可以求出地震台距震源的距离。三、综合题15.【答案】解：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=x2x1=6851=17m汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为：t=t1t2=1.20.15=1.05s则汽车的速度v= m/s=16.2m/s答：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；求汽车的速度16.2m/s 【解析】【分析】（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