2024-2025學年高中物理第十二章機械波56多普勒效應惠更斯原理課時作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE5多普勒效應惠更斯原理限時45分鐘總分100分一、單選題(每小題6分，共30分)1．下列說法中不正確的是(C)A．發(fā)生多普勒效應時波源的頻率保持不變B．要發(fā)生多普勒效應，波源和視察者之間必需有相對運動C．只有聲波會發(fā)生多普勒效應D．機械波、電磁波和光波都會發(fā)生多普勒效應解析：多普勒效應是一種現(xiàn)象，發(fā)生多普勒效應時，波源的頻率沒有發(fā)生變更，波源與視察者之間存在相對運動時，視察者接收到波的頻率發(fā)生變更，而且機械波、電磁波和光波都會發(fā)生多普勒效應．2．上課時老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端，然后使蜂鳴器快速水平旋轉，蜂鳴器音調竟然忽高忽低變更，下列推斷正確的是(B)A．旋轉時蜂鳴器發(fā)聲的頻率變更了B．由于旋轉，變更了同學們聽到的聲音頻率C．蜂鳴器音調變高時，肯定是向遠離視察者的方向運動D．音調的忽高忽低是由波的干涉造成的解析：旋轉時蜂鳴器發(fā)聲的頻率沒有變更，故A錯誤；旋轉過程中，聲源(蜂鳴器)與視察者(同學們)的距離有時近，有時遠，發(fā)生多普勒效應，蜂鳴器發(fā)出聲波的頻率不變，只是同學們感覺到的聲音頻率變更了，故B正確，D錯誤，當其遠離視察者時，聽到聲音的頻率變小即音調變低，故C錯誤．3.右圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則(D)A．2與1的波長、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長不等C．3與1的波速、頻率、波長均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長均不等解析：波線1、2都在介質a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長均相等，A、B錯；波線1、3是在兩種不同介質中傳播，波速不同，但波源沒變，因而頻率相等，由λ＝eq\f(v,f)得波長不同，故C錯，D對．4．如圖所示，向左勻速運動的小車發(fā)出頻率為f的聲波，車左側A處的靜止的人感受到的聲波的頻率為f1，車右側B處的靜止的人感受到的聲波的頻率為f2，則(D)A．f1<f，f2<f B．f1<f，f2>fC．f1>f，f2>f D．f1>f，f2<f解析：波源朝向視察者運動時，觀測到的頻率變大，波源遠離視察者運動時，觀測到的頻率變小，D正確．5．如圖所示的三張圖片分別反映了飛機以三種不同速度在空中(不考慮空氣的流淌)水平飛行時產生聲波的狀況，圖中一系列圓表示聲波的傳播狀況，A點表示飛機的位置．已知聲波在空氣中的速度為340m/s.則由圖可知(C)A．甲圖中的飛機速度最大，乙圖中的飛機速度大于340m/sB．乙圖中的飛機速度最大，丙圖中的飛機速度小于340m/sC．丙圖中的飛機速度最大，乙圖中的飛機速度等于340m/sD．不能推斷哪個圖中的飛機速度最大，也不能比較各圖中的飛機速度與聲速的大小二、多選題(每小題8分，共40分)6．下列說法正確的是(AD)A．波線表示波的傳播方向B．波面表示波的傳播方向C．只有橫波才有波面D．波傳播中某時刻任一波面上各子波波前的包絡面就是新的波面解析：波線表示波的傳播方向，故A正確，B錯誤；全部的波都具有波面，故C錯誤；由惠更斯原理可知，D正確．7．下列敘述中正確的是(BCD)A．空間點波源發(fā)出的球面波，其波面是一個球面，波線就是以波源為圓心的同心圓B．平面波的波線是一條直線，其波線相互平行C．依據(jù)惠更斯原理，波面各點都可看作一個子波源，子波前進的方向的包絡面就是該時刻的波面D．利用惠更斯原理，只要知道t時刻波面的位置和波速，就可確定t＋Δt時刻波面的位置解析：球面波的波線沿球面的半徑方向，A錯誤．平面波的波線是一條直線，由于波線與波面垂直，故平面波的波線相互平行，B正確．由惠更斯原理可知，C正確．利用惠更斯原理，只要知道t時刻波面的位置和波速，就可確定另一時刻的波面的位置，D正確．8．如圖所示，在原點處做簡諧運動的波源產生的機械波沿x軸正方向傳播，波速v＝400m/s.為了接收信號，在x＝400m處設有一接收器A(圖中未標出)．已知t＝0時，波已經(jīng)傳播到x＝40m處，則下列說法中正確的是(AD)A．波源振動的周期為0.05sB．x＝40m處的質點在t＝0.5s時位移最大C．接收器在t＝1.0s時才能接收到此波D．若波源向x軸負方向移動，則接收器接收到的波的頻率將小于20Hz解析：波源振動的周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,400)s＝0.05s，A正確；x＝40m處的質點在t＝0.5s時恰好振動10個周期，因此仍在平衡位置，B錯誤；接收器接收到此波的時間t＝eq\f(400－40,400)s＝0.9s，C錯誤；波源振動的頻率f＝eq\f(1,T)＝20Hz，由多普勒效應的學問知，若波源向x軸負方向移動，視察者與波源距離變大，則接收器接收到的波的頻率將小于20Hz，D正確．9．下列說法中不正確的是(AD)A．只有平面波的波面才與波線垂直B．任何波的波線與波面都相互垂直C．任何波的波線都表示波的傳播方向D．有些波的波面表示波的傳播方向解析：不管是平面波，還是球面波，其波面與波線均垂直，選項A錯誤，選項B正確，波線表示波的傳播方向，選項C正確，D錯誤．10．關于惠更斯原理、波的反射、波的折射，下列說法正確的是(BE)A．惠更斯原理能夠說明全部波的現(xiàn)象B．子波的波速與頻率等于波源的波速和頻率C．用惠更斯原理不能說明波的衍射現(xiàn)象D．同一波面上的兩個位置的質點振動步調也可能相反E．波在兩介質的界面發(fā)生反射和折射時，反射波和折射波的頻率不發(fā)生變更三、非選擇題(共30分)11．(14分)醫(yī)用B超儀發(fā)出的超聲波頻率為7.25×104Hz，這種超聲波在人體內傳播的波長為2cm，在給某患者的肝臟病變部分進行檢測時(如圖)，從探頭發(fā)出的同一超聲脈沖波經(jīng)病變部分反射回到探頭有兩個信號，相隔時間為Δt＝32μs，試計算患者病變部分的大?。鸢福?.32cm解析：超聲脈沖波在進到病變區(qū)的前后界面上會發(fā)生兩次反射，忽視波速在肝臟中的速度變更，則有：v＝λf＝7.25×104×2×10－2m/s＝1450m/s.病變區(qū)厚度h＝eq\f(1,2)v·Δt＝eq\f(1,2)×1450×32×10－6m＝2.32cm.12．(16分)如圖甲所示是在高速馬路上用超聲波速度儀測量車速的示意圖，測速儀固定并正對被測物發(fā)出和接收超聲波脈沖信號，依據(jù)發(fā)出和接收到的信號的時間差，測出被測物體的速度．圖乙是測量儀記錄脈沖信號得到的紙帶，p1、p2表示測速儀發(fā)出的超聲波信號，n1、n2表示p1、p2經(jīng)汽車反射回來的信號．設記錄時紙帶勻速移動，p1、p2之間的時間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車勻速行駛，則依據(jù)圖乙可知，汽車在接收到p1、p2兩個信號之間的時間內前進的距離是多少？汽車的速度是多大？答案：17m17.9m/s解析：從p1到p2經(jīng)驗的時間為1.0s，題圖乙中p1、p2之間是30小格，發(fā)出p1到收到n1共12小格，則時間Δt1＝eq\f(1,30)×12s＝eq\f(2,5)s，車距儀器的距離s1＝eq\f(1,2)vΔt1＝eq\f(1,2)×340×eq\f(2,5)m＝68m，發(fā)出p2到收到n2共9小格，則時間Δt2＝eq\f(1,30)×9s＝eq\f(3,10)s，知車距儀器的距離s2＝eq\f(1,2)vΔt2＝eq\f(1,2)×340×eq\f(3,10)m＝51m，車行駛的