2024-2025學(xué)年高中物理第十二章第5節(jié)多普勒效應(yīng)第6節(jié)惠更斯原理練習(xí)含解析新人教版選修3-4

PAGE5-惠更斯原理[隨堂檢測]1．對惠更斯原理的理解正確的是()A．惠更斯原理能夠說明全部的波的現(xiàn)象B．子波的波速與頻率等于初級波的波速和頻率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(zhì)點振動步調(diào)也可能相反解析：選B.惠更斯原理不能夠說明全部的波的現(xiàn)象，有肯定的局限性，A錯誤．波面上的每一點(面源)都是一個次級球面波的子波源，子波的波速與頻率等于初級波的波速和頻率，B正確．用惠更斯原理能夠說明波的衍射現(xiàn)象，C錯誤．同一波面上的兩個位置的質(zhì)點振動狀況肯定相同，D錯誤．2．(多選)下列說法正確的是()A．波發(fā)生反射時，波的頻率不變，波速變小，波長變短B．波發(fā)生反射時，頻率、波長、波速均不變C．波發(fā)生折射時，波的頻率不變，但波長、波速發(fā)生變更D．波發(fā)生折射時，波的頻率、波長、波速均發(fā)生變更解析：選BC.波發(fā)生反射時，在同一種介質(zhì)中運動，因此波長、波速和頻率都不發(fā)生變更；波發(fā)生折射時，頻率不變，波速和波長均發(fā)生變更，故B、C正確，A、D錯誤．3．(多選)對聲波的各種現(xiàn)象，以下說法中正確的是()A．火車駛來，車站邊的乘客感覺聲音變尖，屬于多普勒現(xiàn)象B．繞正在發(fā)音的音叉走一圈，可以聽到忽強忽弱的聲音，這是聲波的干涉現(xiàn)象C．只有障礙物尺寸小于波長才能發(fā)生衍射現(xiàn)象D．把耳朵貼在鐵軌上可以聽到遠(yuǎn)處的火車聲，屬于聲波的衍射現(xiàn)象解析：選AB.火車靠近，乘客聽到的聲音變尖，說明頻率變高，屬于多普勒現(xiàn)象，A正確；繞正在發(fā)音的音叉走一圈，可以聽到忽強忽弱的聲音，是由于路程差為半個波長的偶數(shù)倍的點為振動加強點，若為奇數(shù)倍則為振動減弱點，這是聲波的干涉結(jié)果，故B正確；發(fā)生明顯衍射的條件是波長比障礙物的尺寸小或差不多，不符合這個條件也能發(fā)生，只是衍射現(xiàn)象不明顯，C錯誤；把耳朵貼在鐵軌上可以聽到遠(yuǎn)處的火車聲，是聲音沿鋼鐵傳播過來的，這屬于聲波在不同介質(zhì)中傳播速度與能量衰減規(guī)律的問題，故D錯誤．[課時作業(yè)][學(xué)生用書P105(單獨成冊)]一、單項選擇題1．下列說法中正確的是()A．水波是球面波 B．聲波是球面波C．只有橫波才能形成球面波 D．只有縱波才能形成球面波解析：選B.若波面是球面，則為球面波，與橫波、縱波無關(guān)，由此可知B正確，C、D錯誤．由于水波不能在空間中傳播，所以它是平面波，A錯誤．2．醫(yī)院有一種先進(jìn)的檢測技術(shù)——彩超．向病人體內(nèi)放射頻率已精確駕馭的超聲波，超聲波經(jīng)血液反射后被專用儀器接收．測出反射波的頻率變更，就可知道血液的流速．這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象()A．多普勒效應(yīng) B．波的衍射C．波的干涉 D．共振解析：選A.彩超是利用向人體放射的超聲波，經(jīng)人體內(nèi)流淌的血液反射后測出反射波頻率的變更，確定血液的流速，是依據(jù)多普勒效應(yīng)原理制造的儀器，所以A選項正確，B、C、D不正確．3．下列關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法正確的是()A．若聲源向視察者靠近，則聲源發(fā)出聲波的頻率變小B．若聲源向視察者靠近，則視察者接收到的頻率大于聲源發(fā)出聲波的頻率C．若視察者遠(yuǎn)離波源，則波源發(fā)出聲波的頻率變小D．若波源與視察者相互靠近，則視察者接收到的頻率小于聲源發(fā)出聲波的頻率解析：選B.若聲源向視察者靠近，聲源發(fā)出聲波的頻率不變，視察者接收到聲波的頻率變大，A錯誤，B正確；視察者遠(yuǎn)離波源，波源發(fā)出聲波的頻率不變，C錯誤；若波源與視察者相互靠近，視察者接收到聲波的頻率變大，故D錯誤．4.如圖所示是利用發(fā)波水槽視察到的水波衍射圖象，從圖象可知()A．B側(cè)波是衍射波B．A側(cè)波速與B側(cè)波速相等C．減小擋板間距離，衍射波的波長將減小D．增大擋板間距離，衍射現(xiàn)象將更明顯解析：選B.小孔是衍射波的波源，A側(cè)是衍射波，A錯誤．在同一種介質(zhì)中，波速相等，故B正確；依據(jù)波速、波長和頻率的關(guān)系式v＝λf，由于波速和頻率不變，故波長不變，故C錯誤；波長越長越簡單發(fā)生衍射現(xiàn)象，與波的頻率和振幅沒有關(guān)系，在波長無法變更的狀況下可以減小擋板間距，故D錯誤．5．甲、乙兩人平行站在一堵墻前面，二人相距2a，距離墻均為eq\r(3)a，當(dāng)甲開了一槍后，乙在時間t后聽到第一聲槍響，則乙聽到其次聲槍響的時間為()A．聽不到 B．甲開槍3t后C．甲開槍2t后 D．甲開槍eq\f(\r(3)＋\r(7),2)t后解析：選C.乙聽到第一聲槍響必定是甲放槍的聲音干脆傳到乙的耳中，故t＝eq\f(2a,v).甲、乙二人及墻的位置如圖所示，乙聽到其次聲槍響必定是墻反射的槍聲，由反射定律可知，波線如圖中AC和CB，由幾何關(guān)系可得：AC＝CB＝2a，故其次聲槍響傳到乙的耳中的時間為t′＝eq\f(AC＋CB,v)＝eq\f(4a,v)＝2t.故C正確．6．某雷達(dá)站正在跟蹤一架飛機(jī)，此時飛機(jī)正朝著雷達(dá)站方向勻速飛來；某一時刻雷達(dá)發(fā)出一個無線電脈沖，經(jīng)200μs后收到反射波；隔0.8s后再發(fā)出一個脈沖，經(jīng)198μs收到反射波，已知無線電波傳播的速度為c＝3×108m/s，遠(yuǎn)大于飛機(jī)的飛行速度v.則v應(yīng)為()A．1500m/s B．750m/sC．375m/s D．以上數(shù)據(jù)都不對解析：選C.由于c?v，故可不考慮電磁波傳播過程中飛機(jī)的位移；設(shè)雷達(dá)兩次放射電磁波時飛機(jī)分別位于x1、x2處，則第一次：2x1＝ct1，其次次：2x2＝ct2，飛機(jī)的飛行速度：v＝eq\f(x1－x2,Δt)且Δt＝0.8s，代入數(shù)據(jù)解得：v＝375m/s.二、多項選擇題7．一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比()A．波速變大 B．波速不變C．頻率變高 D．頻率不變解析：選BC.漁船與魚群發(fā)生相對運動，被魚群反射回來的超聲波的速度大小不變；由多普勒效應(yīng)知，反射回來的超聲波的頻率變高，故選項B、C正確．8.如圖所示，為一波源O做勻速直線運動時在勻稱介質(zhì)中產(chǎn)生球面波的狀況，則()A．該波源正在移向A點B．該波源正在移向B點C．在A處視察波的頻率變低D．在B處視察波的頻率變低解析：選AD.波源在某一位置產(chǎn)生一列波面后，該波面以該位置為球心，以波速作為傳播速度向外傳播，反之，由波面可確定出該波面的產(chǎn)生位置，即波源．波面半徑大，表示產(chǎn)生時間早，傳播時間長．比照圖示，可確定出波源由右向左移動，選項A正確，選項B錯誤．由于視察者不動，故波面經(jīng)過視察者的速度等于波速，而在A處視察時，相鄰波面間距比波源不動時間距小，因而經(jīng)過視察者時間間隔短，頻率大，同理在B處時間間隔長，頻率小，選項C錯誤，選項D正確．9．下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)()A．利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來推斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運動速度B．交通警察向行進(jìn)中的汽車放射一個已知頻率的電磁波，波被運動的汽車反射回來，依據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變更，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理C．鐵路工人用耳貼在鐵軌上可推斷火車的運動狀況D．有閱歷的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲推斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去解析：選ABD.凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可測定遙遠(yuǎn)天體相對于地球運動的速度，故A選項正確；被反射的電磁波，相當(dāng)于一個運動的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變更，由多普勒效應(yīng)的計算公式可以求出運動物體的速度，故B選項正確；對于C選項，鐵路工人是依據(jù)振動的強弱而對列車的運動狀況做出推斷的，故錯誤；炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈的相對運動方向有關(guān)，故D選項正確．10．以下關(guān)于波的相識，正確的是()A．潛水艇利用聲吶探測四周物體的分布狀況，用的是波的折射原理B．隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特別隱形物質(zhì)，是為了削減波的反射，從而達(dá)到隱形的目的C．雷達(dá)的工作原理是利用波的反射D．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)變更傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象解析：選BCD.A、B、C選項中應(yīng)用了波的反射現(xiàn)象；D選項是波的折射現(xiàn)象，深水區(qū)域和淺水區(qū)域視為不同介質(zhì)，故波的傳播方向發(fā)生變更，故選B、C、D.11．一雷達(dá)向飛機(jī)發(fā)出微波，若飛機(jī)正遠(yuǎn)離雷達(dá)，則被飛機(jī)反射回來的微波與發(fā)出的微波相比()A．波速變小 B．波速不變C．頻率變低 D．頻率變高解析：選BC.微波在空氣里的傳播速度不變，A錯、B對；在遠(yuǎn)離的過程中由多普勒效應(yīng)知頻率在減小，故C對、D錯．三、非選擇題12．當(dāng)波源與視察者相對靜止時，觀測到的頻率______波源振動的頻率，當(dāng)波源與視察者相向運動時，觀測到的頻率______波源的頻率；當(dāng)波源與視察者相互遠(yuǎn)離時，觀測到的頻率________波源的頻率．(選填“大于”“小于”或“等于”)解析：當(dāng)波源與視察者相對靜止時，觀測到的頻率等于波源振動頻率；當(dāng)波源與視察者有相對運動時，假如二者相互接近，間距變小，視察者接收的頻率增大，假如二者遠(yuǎn)離，間距變大，視察者接收的頻率減?。鸢福旱扔诖笥谛∮?3．我國自主研發(fā)的“海翼”號深海滑翔機(jī)，刷新了下潛深度的世界紀(jì)錄．懸停在深海中某處的滑翔機(jī)發(fā)出聲吶信號(超聲波)的頻率為f，在該處海水中的傳播速度為v，則聲吶信號在該處海水中的波長為________；若停在海面上的監(jiān)測船接收到的頻率稍大于滑翔機(jī)發(fā)出聲吶信號的頻率，說明滑翔機(jī)正在________(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)該監(jiān)測船．解析：依據(jù)波速定義：v＝fλ，λ＝eq\f(v,f).依據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)滑翔機(jī)靠近監(jiān)測船時，監(jiān)測船接收到的頻率大于滑翔機(jī)發(fā)出聲吶信號的頻率．答案：eq\f(v,f)靠近14.一列聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波長為0.2m．當(dāng)該聲波從空氣中以某一角度傳入介質(zhì)Ⅱ中時，波長變?yōu)?.6m，如圖所示，若介質(zhì)Ⅰ中的聲速是340m/s.(1)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時的頻率；(2)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播的速度；(3)若另一種聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度為1400m/s，按圖中的方向從介質(zhì)Ⅰ射入介質(zhì)Ⅱ中，求它在介質(zhì)Ⅰ和介質(zhì)Ⅱ中的頻率之比．解析：(1)聲波在介質(zhì)Ⅰ中傳播時，由v＝λf得：f＝eq