高中物理第12章机械波5、6多普勒效应、惠更斯原理学业分层测评新人教版.pdf

精品教案可编辑多普勒效应、惠更斯原理(建议用时：45 分钟)学业达标 1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当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变D当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低E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【解析】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、D 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，E 对【答案】CDE2声波从声源发出，在空中向外传播的过程中()【导学号：23570071】A波速不变B频率不变C振幅在逐渐变小D波长在逐渐变小E波长在逐渐变大【解析】声波在空中向外传播时，不管是否遇到障碍物引起反射，其波速只由空气决定频率(由声源决定)和波长(vf)均不变，所以A、B 对，D、E错；又因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，C 正确【答案】ABC3如图 12-5-7所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v 400 m/s.为了接收信号，在x400 m处放置一接收器A(图中未标出)已知t0时，波已经传播到x40 m，则下列说法中正确的是()精品教案可编辑图 12-5-7A波源振动的周期为0.05 sBx40 m 处的质点在t0.5 s 时位移为零C接收器在t1.0 s 时才能接收到此波D若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 HzE接收器接收到的频率与波源的运动方向无关【解析】波源振动的周期：Tv20400s0.05 s，A 正确；x40 m处的质点在t0.5 s 时仍在平衡位置，B 正确；接收器接收到此波的时间：t400 40400s0.9 s，C 错误；由多普勒效应的知识，可判断D 正确，E 错误【答案】ABD4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(uv)，表示接收器接收到的频率，若u增大，则_，v_.【导学号：23570072】【解析】机械波在介质中的速度由介质决定，与波的频率、波源的速度无关，因此不论u如何变化，v都不变 声源向着接收器运动，接收器单位时间接收到的完整波的个数增加，波源的速度越大，单位时间接收到的完整波的个数越多，因此u增大时，增大【答案】增大不变5一列波在第一种均匀介质中的波长为1，在第二种均匀介质中的波长为2，且132，那么波在两种介质中的频率之比为_，波速之比为_【解析】同一列波频率不变，vf，v1v21231.【答案】11 31精品教案可编辑6当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过 1.5 s 后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为多少？【解析】右边的声波从发出到反射回来所用时间为t10.5 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t22 s山谷的宽度为s12v(t1t2)12 340 2.5 m425 m.【答案】425 m7.如图 12-5-8所示，由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s 内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？图 12-5-8【解析】观察者在单位时间内接收到完全波的个数就等于观察者接收到的频率如果观察者不动，则1 s 内，观察者接收的完全波的个数应为20 个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1 个，即他只接收到19 个完全波要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源由xvt得x 340 1 m 340 m，即观察者每秒要远离波源340 m.【答案】19 个340 m能力提升 8如图 12-5-9所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则()【导学号：23570073】精品教案可编辑图 12-5-9A该波源正在移向a点B该波源正在移向b点C在a处观察，波的频率变高D在b处观察，波的频率变低E在b处观察波的频率变高【解析】此题考查的是多普勒效应的模型及原理波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源波面半径大，表示产生时间早，传播时间长对照图示，可确定出波源由右向左运动，故A 项正确，B 错误由于观察者不动，故波面经过观察者的速度等于波速，而在a处观察时，相邻波面间距比波源不动时的间距小，因而经过观察者的时间间隔短，频率大；同理在b处的时间间隔长，频率小，故选项E 错误，C、D 正确【答案】ACD9 如图 12-5-10所示，图中 1、2、3 分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()图 12-5-10A 2 与 1 的波长、频率、波速都相等B2 与 1 的波速、频率相等，波长不等C3 与 1 的波速、频率、波长均相等D 3 与 1 的频率相等，波速、波长均不等E3 与 2 的频率相等【解析】波 1、2 都在介质a中传播，故1、2 的频率、波速、波长均相等，A 对 B错；波 1、3 是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由vf得精品教案可编辑波长不同，故C 错，D、E对【答案】ADE10 有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v声340 m/s)【解析】画出汽车与声音运动过程示意图如图所示，设汽车由A到C位移为s1，C到山崖B距离为s2，设汽车鸣笛到司机听到回声时间为t，则t2 s.则：s1v车s12s2v声t解得s2v声ts12v声tv车t2340 1522m 325 m.【答案】325 m11 渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位已知某超声波频率为1.0 105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图12-5-11所示.【导学号：23570074】图 12-5-11(1)从该时刻开始计时，画出x 7.5 103m 处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)【解析】(1)如图所示精品教案可编辑(2)由波形图读出波长 15 103m，由波速公式得vf，鱼群与渔船的距离为x12vt，联立式，代入数据得x3 000 m.【答案】见解析