2019-2020学年高中物理第12章机械波第5节多普勒效应第6节多普勒效应练习含解析 人教版选修3-4

2019-2020学年高中物理第12章机械波第5节多普勒效应第6节多普勒效应练习含解析 人教版选修3-4

第5节　多普勒效应 第6节　惠更斯原理 一、选择题 ‎1．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，就可以知道血液的流速．这一技术主要体现的物理现象是(　　)‎ A．多普勒效应　　　　　 B．波的衍射 C．波的干涉 D．共振 解析：选A　彩超是利用超声波的多普勒效应制成的仪器，故A对．‎ ‎2．(多选)如图所示，A、B分别为t＝t1、t＝t2时平面波的波面，下列说法正确的是(　　)‎ A．波面A和波面B互相平行 B．波面A上的各个质点的振动情况不一定相同 C．波面B上的各个质点的振动情况不一定相同 D．波面A上的各个质点的振动情况相同，波面B上的各个质点的振动情况也相同 解析：选AD　由波面的定义可得，D正确，B、C错误；平面波的波面之间互相平行，A正确．‎ ‎3．关于多普勒效应，下列说法正确的是 (　　)‎ A．多普勒效应是由波的干涉引起的 B．多普勒效应说明波源的频率发生改变 C．多普勒效应是波源与观测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 解析：选C　多普勒效应是由波源和观察者发生相对运动而产生的，发生多普勒效应时，波源的频率不改变，A、B错误，C正确；一切波都能发生多普勒效应，D错误．‎ ‎4．(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　)‎ A．只要波源在运动，就一定能观测到多普勒效应 B．只要观测者在运动，就一定能观测到多普勒效应 C．只要波源与观测者之间有相对运动，就一定能观测到多普勒效应 D．当发生多普勒效应时，观测者感觉到的频率可能在增大，也可能在减小 解析：选CD　若波源与观测者一起同方向、同速度运动，则观测者观察不到多普勒效应，选项C、D正确．‎ ‎5．(多选)对于波的折射现象，下列说法正确的是(　　)‎ 5‎ A．当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线 B．当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变 C．在波的折射中，波的频率不改变，波速和波长都发生改变 D．波发生折射时一定不会发生反射现象 解析：选AC　当入射速度小于折射速度时，折射光线偏离法线，A对；当波垂直界面入射时，传播方向尽管不改变，但由于介质发生改变，波速和波长都发生改变，周期、频率不变，B错，C对；波发生折射时也可以在两种介质界面上发生反射现象，D错．‎ ‎6．(2019·安徽灵璧一中期中)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，下列说法正确的是(　　)‎ A．该图表示的是衍射现象 B．该图表示的是多普勒效应 C．该图表示波源正在向B点移动 D．观察者在图中的A点接收到的波的频率最低 解析：选B　题图表示的是由波源的移动而引起的多普勒效应，而不是衍射现象，故A错误，B正确；由题图可知，波正在向A点移动，故在A点处单位时间内接收到的完全波的个数最多，即在A点处接收到的波的频率最高，故C、D错误．‎ ‎7. (2018·辽师大附中期中)轮船在进港途中的xt图象如图所示，则在港口所测的轮船上雾笛发出声音的频率是下列选项中的(　　)‎ 5‎ 解析：选A　由题中xt图象可知，轮船靠近港口时的速度先减小后增大，可知测得的频率同样先减小后增大，故A正确．‎ ‎8．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．‎ ‎9．(2019·安徽芜湖一中期末)近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍．当战机在上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动．这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆．音障的形成与下列现象的形成原理最为相近的是(　　)‎ A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱 B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音 C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低 D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话 解析：选C　由于声波的传递速度是有限的，移动中的声源便可追上自己发出的声波．当物体速度增加到与音速相同时，声波开始在物体前面堆积．如果这个物体有足够大的加速度，便能突破这个不稳定的声波屏障，冲到声音的前面去，也就是冲破音障．由此可知，音障问题与多普勒效应类似，音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍射现象，故D错误．‎ ‎10.(多选)下列说法正确的是(　　)‎ 5‎ A．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应 B．惠更斯原理不能解释衍射现象 C．医生用超声波检查胆结石，是因为超声波波长较长，遇到结石更容易发生衍射 D．障碍物的尺寸是决定衍射现象能否发生的条件 解析：选AB　交警通过超声波测速是利用了波的多普勒效应，故A正确；惠更斯原理比较粗糙，不能解释衍射现象，故B正确；医生用超声波检查胆结石是因为超声波波长较短，遇到结石不容易发生衍射，故C错误；障碍物的尺寸不是决定衍射现象能否发生的条件，仅是使衍射现象明显表现的条件，故D错误．‎ 二、非选择题 ‎11．如图甲是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度．图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.0 s，超声波在空气中传播的速度是v＝‎340 m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是多少？汽车的速度是多少？‎ 解析：根据P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.0 s，由题图知P1、P2之间有30个小格，得出图中每小格表示 s 第一列波的传播时间为t1＝×12 s＝ s，汽车第一次接收波的位置到测速仪的距离为s1＝v＝340× m＝68 m 第二列波的传播时间为t2＝×9 s＝ s，汽车第二次接收波的位置到测速仪的距离为s2＝v＝340× m＝51 m 汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是Δs＝s1－s2＝17 m 汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间为Δt′＝×28.5 s＝0.95 s，汽车的速度是v′≈＝17.9 m/s.‎ 答案：17 m　17.9 m/s 5‎ ‎12．一声波在空气中的波长为‎25 cm，速度为‎340 m/s，当发生折射进入另一种介质时，波长变为‎80 cm，求：‎ ‎(1)声波在这种介质中的频率；‎ ‎(2)声波在这种介质中的传播速度的大小．‎ 解析：(1)声波由空气进入另一种介质时，频率不变，由v＝λf得 f＝＝ Hz＝1 360 Hz.‎ ‎(2)因频率不变，有＝ 得v′＝ v＝×340 m/s＝1 088 m/s.‎ 答案：(1)1 360 Hz　(2)1 088 m/s 5‎