2024-2025學(xué)年高中物理第十二章機(jī)械波5多普勒效應(yīng)課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE4多普勒效應(yīng)時(shí)間：45分鐘一、選擇題(1～6為單選，7～9為多選)1．視察者不動(dòng)，波源迎面而來時(shí)(C)A．波源的波長發(fā)生了變更B．波源的頻率發(fā)生了變更C．視察者收到的頻率發(fā)生了變更D．波速發(fā)生了變更解析：只要波源和視察者發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)．2．一架低空飛行的飛機(jī)，從遠(yuǎn)處水平勻速地飛至某同學(xué)頭頂上空，若飛機(jī)發(fā)聲的頻率始終不變，從聽到聲音至飛機(jī)飛到該同學(xué)頭頂上空時(shí)刻前，他聽到的飛機(jī)聲音的音調(diào)(D)A．不變，且始終與飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)相同B．不變，且始終比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)低C．不變，且始終比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)高D．始終比飛機(jī)實(shí)際發(fā)出的聲音音調(diào)高，但音調(diào)漸漸變低，越來越接近實(shí)際發(fā)出的解析：依據(jù)多普勒效應(yīng)，假如收聽者和發(fā)出者有相對運(yùn)動(dòng)，那么，收聽者接收到的音調(diào)會(huì)發(fā)生變更．假如發(fā)出者朝收聽者運(yùn)動(dòng)，音調(diào)聽起來比實(shí)際高，而當(dāng)飛機(jī)在正上方時(shí)，收聽到的音調(diào)就是實(shí)際的，所以D正確．3．蝙蝠在洞窟中飛來飛去時(shí)，它利用超聲脈沖導(dǎo)航特別有效．這種超聲脈沖是持續(xù)1ms或不到1ms的短促放射，且每秒重復(fù)放射幾次．假定蝙蝠的超聲脈沖放射頻率為39000Hz，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲的期間，下列推斷正確的是(C)A．墻壁接收到的超聲脈沖頻率等于39000HzB．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率C．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率D．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于39000Hz解析：蝙蝠(波源)相對墻壁(視察者)的距離減小，所以墻壁接收到的超聲波頻率增大，A錯(cuò)誤；超聲波被反射后頻率不變，但傳播方向和蝙蝠的運(yùn)動(dòng)方向相反，蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲波時(shí)，頻率會(huì)更大，故C正確，B、D錯(cuò)誤．4．關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是(C)A．多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的B．多普勒效應(yīng)是由波的衍射引起的C．多普勒效應(yīng)是由于波源與視察者之間有相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的D．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生變更解析：多普勒效應(yīng)是由于波源與視察者之間有相對運(yùn)動(dòng)而使視察者感到頻率發(fā)生變更的一種現(xiàn)象，波源頻率并未變更，C正確，D錯(cuò)誤；而波的干涉和衍射現(xiàn)象不會(huì)變更波的頻率，A、B錯(cuò)誤．5.下圖表示產(chǎn)朝氣械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的狀況，圖中的圓表示波峰．該圖表示的是(D)A．干涉現(xiàn)象 B．衍射現(xiàn)象C．反射現(xiàn)象 D．多普勒效應(yīng)解析：題圖中波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知該圖表示的是多普勒效應(yīng)中波源運(yùn)動(dòng)的狀況，D正確．6．有一種用鋼絲操縱做圓周飛行的飛機(jī)模型，裝有發(fā)動(dòng)機(jī)作動(dòng)力．操縱者站在圓心，他聽到的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)發(fā)出的聲音是平穩(wěn)不變的，而場邊視察者聽到的聲音是忽高忽低地做周期性變更的，這是(D)A．波的反射現(xiàn)象 B．波的衍射現(xiàn)象C．波的干涉現(xiàn)象 D．波的多普勒效應(yīng)解析：多普勒效應(yīng)是由于波源和視察者之間有相對運(yùn)動(dòng)，使視察者感到頻率發(fā)生變更的現(xiàn)象．操縱者和做圓周飛行的飛機(jī)模型之間沒有距離變更，場邊視察者和做圓周飛行的飛機(jī)模型之間的距離卻始終在變更．7．假如一輛汽車在靜止時(shí)喇叭發(fā)出聲音的頻率是300Hz，在汽車向你駛來并擦身而過的過程中，下列說法正確的是(AD)A．當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率大于300HzB．當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，聽到喇叭聲音的頻率小于300HzC．當(dāng)汽車擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率大于300HzD．當(dāng)汽車擦身而過后，聽到喇叭聲音的頻率小于300Hz解析：當(dāng)汽車向你駛來時(shí)，汽車?yán)劝l(fā)出的聲波，在你聽來發(fā)生了多普勒效應(yīng)，此時(shí)你所聽到的聲波的頻率大于聲源的頻率，當(dāng)汽車擦身而過后，汽車遠(yuǎn)離你而去，此時(shí)聽到聲波的頻率小于聲源的頻率，故A、D選項(xiàng)正確．8．下列哪些現(xiàn)象是多普勒效應(yīng)(BC)A．遠(yuǎn)去的汽車聲音越來越小B．炮彈迎面飛來，聲音刺耳C．火車向你駛來，音調(diào)變高，離你駛?cè)?，音調(diào)變低D．大風(fēng)中，遠(yuǎn)處的人說話聲時(shí)強(qiáng)時(shí)弱解析：多普勒效應(yīng)是視察者所接收到的波的頻率發(fā)生變更的現(xiàn)象．炮彈迎面飛來時(shí)，炮彈和空氣摩擦所發(fā)出聲音，傳到人耳中，頻率不斷上升，即聲音刺耳，故B選項(xiàng)正確；同理C選項(xiàng)正確．9.如圖所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?fù)u擺，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是(AD)A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B．女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C．女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)不變D．女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低解析：女同學(xué)蕩秋千的過程中，只要她有向右的速度，她都有靠近聲源的趨勢，依據(jù)多普勒效應(yīng)，她都感到哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她都感到音調(diào)變低．故A、D正確；B、C錯(cuò)誤．二、非選擇題10．沿直線行駛的汽車通過某觀測站時(shí)，觀測到汽車發(fā)出的聲波頻率由1200Hz下降到1000Hz，已知空氣中聲速為340m/s，求車速．答案：30.9m/s解析：當(dāng)汽車駛近觀測站時(shí)，波長被壓縮為λ′＝λ－v車T，觀測到的頻率為f′＝eq\f(v聲,v聲－v車)f.同理，當(dāng)汽車遠(yuǎn)離觀測站時(shí)，觀測到的頻率為f″＝eq\f(v聲,v聲＋v車)f.聯(lián)立解得，v車＝eq\f(f′－f″,f′＋f″)v聲＝eq\f(200,2200)×340m/s≈30.9m/s.11．以速度u＝20m/s奔馳的火車，鳴笛聲頻率為275Hz，若常溫下空氣中的聲速v＝340m/s.(1)當(dāng)火車駛來時(shí)，站在鐵道旁的視察者聽到的笛聲頻率是多少？(2)當(dāng)火車駛?cè)r(shí)，站在鐵道旁的視察者聽到的笛聲頻率是多少？答案：(1)292Hz(2)260Hz解析：(1)視察者相對介質(zhì)靜止，波源以速度u向視察者運(yùn)動(dòng)，以介質(zhì)為參考系，波長將縮短為λ′＝vT－uT＝(v－u)T，則視察者聽到的頻率為f′＝eq\f(v,λ′)＝eq\f(v,v－u)·f＝eq\f(340,340－20)×275Hz≈292Hz.(2)同上述分析，視察者聽到的頻率為f″＝eq\f(v,λ″)＝eq\f(v,v＋u)·f＝eq\f(340,340＋20)×275Hz≈260Hz.12．一警車上的警報(bào)器放射頻率f＝1000Hz的聲波，警車遠(yuǎn)離靜止的視察者向一懸崖行駛，車速v＝10m/s，已知聲音在空氣中的傳播速度為V＝330m/s，試問：(1)視察者干脆從警報(bào)器聽到的聲音頻率多大？(2)由對稱性知，視察者聽到從懸崖反射的聲音頻率多大？答案：(1)970.6Hz(2)1031Hz解析：首先應(yīng)分清晰三個(gè)速度，即波的傳播速度、波源的速度、視察者的速度，當(dāng)波源遠(yuǎn)離視察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于波長變長；視察者聽到從懸崖反射回的聲音，相當(dāng)于有一聲源以速度v靠近視察者，此時(shí)波長變短．(1)當(dāng)警車遠(yuǎn)離視察者時(shí)，其波長增大vT，則單位時(shí)間通過視察者的完全波的個(gè)數(shù)，即視察者聽到的聲音頻率為f′＝eq\f(V,V＋v)f＝eq\f(330,330＋1