2024-2025学年高中物理第十二章机械波5多普勒效应课时作业含解析新人教版选修3-4

PAGEPAGE4多普勒效应时间：45分钟一、选择题(1～6为单选，7～9为多选)1．视察者不动，波源迎面而来时(C)A．波源的波长发生了变更B．波源的频率发生了变更C．视察者收到的频率发生了变更D．波速发生了变更解析：只要波源和视察者发生相对运动，就会产生多普勒效应．2．一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机发声的频率始终不变，从听到声音至飞机飞到该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调(D)A．不变，且始终与飞机实际发出的声音音调相同B．不变，且始终比飞机实际发出的声音音调低C．不变，且始终比飞机实际发出的声音音调高D．始终比飞机实际发出的声音音调高，但音调渐渐变低，越来越接近实际发出的解析：依据多普勒效应，假如收听者和发出者有相对运动，那么，收听者接收到的音调会发生变更．假如发出者朝收听者运动，音调听起来比实际高，而当飞机在正上方时，收听到的音调就是实际的，所以D正确．3．蝙蝠在洞窟中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航特别有效．这种超声脉冲是持续1ms或不到1ms的短促放射，且每秒重复放射几次．假定蝙蝠的超声脉冲放射频率为39000Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，下列推断正确的是(C)A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000HzB．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：蝙蝠(波源)相对墙壁(视察者)的距离减小，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．4．关于多普勒效应，下列说法正确的是(C)A．多普勒效应是由波的干涉引起的B．多普勒效应是由波的衍射引起的C．多普勒效应是由于波源与视察者之间有相对运动而产生的D．多普勒效应说明波源的频率发生变更解析：多普勒效应是由于波源与视察者之间有相对运动而使视察者感到频率发生变更的一种现象，波源频率并未变更，C正确，D错误；而波的干涉和衍射现象不会变更波的频率，A、B错误．5.下图表示产朝气械波的波源O做匀速运动的状况，图中的圆表示波峰．该图表示的是(D)A．干涉现象 B．衍射现象C．反射现象 D．多普勒效应解析：题图中波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的状况，D正确．6．有一种用钢丝操纵做圆周飞行的飞机模型，装有发动机作动力．操纵者站在圆心，他听到的发动机工作时发出的声音是平稳不变的，而场边视察者听到的声音是忽高忽低地做周期性变更的，这是(D)A．波的反射现象 B．波的衍射现象C．波的干涉现象 D．波的多普勒效应解析：多普勒效应是由于波源和视察者之间有相对运动，使视察者感到频率发生变更的现象．操纵者和做圆周飞行的飞机模型之间没有距离变更，场边视察者和做圆周飞行的飞机模型之间的距离却始终在变更．7．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，在汽车向你驶来并擦身而过的过程中，下列说法正确的是(AD)A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300HzB．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300HzC．当汽车擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300HzD．当汽车擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300Hz解析：当汽车向你驶来时，汽车喇叭发出的声波，在你听来发生了多普勒效应，此时你所听到的声波的频率大于声源的频率，当汽车擦身而过后，汽车远离你而去，此时听到声波的频率小于声源的频率，故A、D选项正确．8．下列哪些现象是多普勒效应(BC)A．远去的汽车声音越来越小B．炮弹迎面飞来，声音刺耳C．火车向你驶来，音调变高，离你驶去，音调变低D．大风中，远处的人说话声时强时弱解析：多普勒效应是视察者所接收到的波的频率发生变更的现象．炮弹迎面飞来时，炮弹和空气摩擦所发出声音，传到人耳中，频率不断上升，即声音刺耳，故B选项正确；同理C选项正确．9.如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摇摆，下列关于女同学的感受的说法正确的是(AD)A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低解析：女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，依据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她都感到音调变低．故A、D正确；B、C错误．二、非选择题10．沿直线行驶的汽车通过某观测站时，观测到汽车发出的声波频率由1200Hz下降到1000Hz，已知空气中声速为340m/s，求车速．答案：30.9m/s解析：当汽车驶近观测站时，波长被压缩为λ′＝λ－v车T，观测到的频率为f′＝eq\f(v声,v声－v车)f.同理，当汽车远离观测站时，观测到的频率为f″＝eq\f(v声,v声＋v车)f.联立解得，v车＝eq\f(f′－f″,f′＋f″)v声＝eq\f(200,2200)×340m/s≈30.9m/s.11．以速度u＝20m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275Hz，若常温下空气中的声速v＝340m/s.(1)当火车驶来时，站在铁道旁的视察者听到的笛声频率是多少？(2)当火车驶去时，站在铁道旁的视察者听到的笛声频率是多少？答案：(1)292Hz(2)260Hz解析：(1)视察者相对介质静止，波源以速度u向视察者运动，以介质为参考系，波长将缩短为λ′＝vT－uT＝(v－u)T，则视察者听到的频率为f′＝eq\f(v,λ′)＝eq\f(v,v－u)·f＝eq\f(340,340－20)×275Hz≈292Hz.(2)同上述分析，视察者听到的频率为f″＝eq\f(v,λ″)＝eq\f(v,v＋u)·f＝eq\f(340,340＋20)×275Hz≈260Hz.12．一警车上的警报器放射频率f＝1000Hz的声波，警车远离静止的视察者向一悬崖行驶，车速v＝10m/s，已知声音在空气中的传播速度为V＝330m/s，试问：(1)视察者干脆从警报器听到的声音频率多大？(2)由对称性知，视察者听到从悬崖反射的声音频率多大？答案：(1)970.6Hz(2)1031Hz解析：首先应分清晰三个速度，即波的传播速度、波源的速度、视察者的速度，当波源远离视察者运动时，相当于波长变长；视察者听到从悬崖反射回的声音，相当于有一声源以速度v靠近视察者，此时波长变短．(1)当警车远离视察者时，其波长增大vT，则单位时间通过视察者的完全波的个数，即视察者听到的声音频率为f′＝eq\f(V,V＋v)f＝eq\f(330,330＋1