内部文件，版权追溯 课时提升作业 十 多普勒效应
(20分钟 50分)
一、选择题(本题共3小题,每小题7分,共21分)
1.波源振动的频率为f0,波源在介质中运动时,波源前方介质振动的频率为f1,波源后方介质振动的频率为f2,则三者的关系为 ( ) A.f1=f2=f0 B.f1=f2>f0 C.f1=f2 D.f2 【解析】选D。f0由波源每秒钟所振动的次数决定,介质振动的频率由波源频率及波源相对介质是否移动来决定。波源运动时,在波源前方介质振动的频率高于波源振动的频率,波源后方介质振动的频率低于波源振动的频率。 2.频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动,以u表示声源的速度,v表示声波的速度。(u B.ν增大 v不变 D.ν减小 v不变 【解析】选B。在发生多普勒效应时,声源发出声音在介质中的传播速度是不变的,声源的频率也是不变的,只有接收者收到声音的频率发生变化,故B选项正确。 3.(多选)如图所示,S为振源,P点有一观察者,已知振源发生振动的频率为20Hz,则关于人听到的声音的频率为 ( ) · · S P A.当振源S以17m/s的速度远离观察者运动时,频率为19Hz B.当振源S以17m/s的速度靠近观察者运动时,频率为21Hz C.当观察者以17m/s的速度靠近振源S运动时,频率为21 Hz D.以上三项说法均不正确 【解析】选A、B、C。当振源以17m/s的速度远离观察者运动时,观察者接收的频率f′ = =Hz=19Hz,故A正确;当振源S以17m/s的速度靠近观察者运动时, 1 观察者接收的频率f′==Hz=21Hz,故B正确。当观察者以17m/s的 速度靠近振源S运动时,观察者接收的频率f′=确。 【补偿训练】 =Hz=21Hz,故C正 蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用超声脉冲导航非常有效,这种超声脉冲是持续1ms或不到1ms的短促发射,且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39000Hz,在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间,则下列判断正确的是 ( ) A.墙壁接收到超声脉冲频率等于39000Hz B.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率 C.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率 D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz 【解析】选C。蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离靠近,所以墙壁接收到的超声波频率增大,A错误;超声波被反射后频率不变,但传播方向和蝙蝠的运动方向相反,蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时,频率会更大,故C正确,B、D错误。 二、非选择题(14分) 4.(2018·杭州高二检测)一固定的超声波源发出频率为100kHz的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为110kHz,设空气中声音的传播速度是330m/s,计算汽车的行驶速度。 【解析】设波源发射的超声波频率为f,汽车接收到的频率为f′,并把它反射回去,固定接收站接收到的频率为f″,超声波在空气里的传播速度为v,汽车的行驶速度为u。超声波在空 气中的波长为λ0,则f=,汽车每秒钟接收到的超声波的波数,即频率f′ 2 =+=f,汽车反射回的超声波在空气中的波长λ′=-==, 固定接收器接收到的频率f″=56.5km/h。 答案:56.5km/h =f,由此可以解得u=·v=15.7m/s,即为 (1)(5分)(多选)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,观察者接收到的频率增大 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 E.当观察者向静止的声源运动时,观察者听到的声音频率变高 (2)(10分)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,甚至有些战斗机的速度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340m/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,战斗机飞行的速度至少多大? 【解析】(1)选C、D、E。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对;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。当观察者向静止的声源运动时,观察者听到的声音频率会变高,E正确。 (2)要使飞行员恰好听不到爆炸声,即飞行员正好一个声波也接收不到,则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样,即战斗机应以340m/s的速度飞行远离爆炸点。 答案:(1)C、D、E (2)340m/s 【补偿训练】 (1)(多选)关于多普勒效应,下列说法中正确的是 ( ) A.当波源与观察者有相对运动时,才会发生多普勒效应 B.当波源与观察者运动的速度相同时,不会发生多普勒效应 C.只有机械波才能发生多普勒效应 3 D.只要波源运动,就一定会发生多普勒效应 E.观察者绕波源做圆周运动时,不会发生多普勒效应 (2)如图所示,波源S不动,每秒发出30个完全波。如果观察者1s内由位置A移到位置B,则1s内将接收到______个完全波;如果观察者1s内由位置C移到位置D,则1s内将接收到________个完全波。 【解析】(1)选A、B、E。当波源与观察者有相对运动时,他们之间的距离必然发生变化,其距离增大或减小,则观察者接收到的频率就相应地减小或增大,可知必发生多普勒效应,即A选项正确;而当波源与观察者运动的速度完全相同时,无相对运动,相当于二者都静止的情况,不会发生多普勒效应,故B选项正确,D选项不正确;多普勒效应是波动过程共有的特征,这里的波动包括一切波的传播过程,故C选项不正确。能否发生多普勒效应取决于波源和观察者之间的距离是否变化,E正确。 (2)如果观察者在A点不动,观察者每秒将接收到30个完全波,由于观察者1s内由位置A移到 位置B(恰好为一个波长)将多接收一个完全波,所以1s内观察者将接收到31个完全波。同理,如果观察者1s内由位置C移到位置D,每秒将少接收到2个完全波,故接收28个完全波。 答案:(1)A、B、E (2)31 28 4