巩固练习多普勒效应、惠更斯原理.pdf

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1、高中物理 高中物理【巩固练习】一、选择题 1如图所示，让小球 P 一边贴水面每秒振动 5 次，一边沿 z 轴正方向匀速移动，O 点是它的初始位置图示为观察到的某一时刻的水面波，图中的实线表示水面波的波峰位置，此时小球 P 处于波峰位置，激起的第一个波峰刚好传到 40 cm 处，那么水面波的传播速度及小球 P 匀速移动的速度分别是（）A0.05 ms，0.025 ms B0，1 rns，0.1 ms C0.15 ms，0.125 ms D0.2 ms，0.1 ms 2轮船在进港途中 x-t 图像如图甲所示，则在港口所测到轮船 L 雾笛发出声音的频率是图乙中的哪一个（）3（2014 于洪区校级月考

2、）下列选项与多普勒效应有关的是()A科学家用激光测量月球与地球间的距离 B医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 C技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝士中是否有气泡 D交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度 4一个位于原点 O 的波源 S 发出一列沿 x 轴正向传播的简谐横波，波速为 400 ms，已知在 t=0时刻，波刚好传到 x=40 m 处，当时的波形图如图所示在 x 轴上横坐标 x=400 m 处固定一个波的接收器 P（图中未画出），则下列说法中正确的是（）高中物理 高中物理 A波源开始振动的方向一定是向下 Bx=40 m 处的质点在 t=0.5 s 时刻位

3、于最大位移处 C接收器在江 1.0 s 时刻才接收到此波的信号 D 若从 t=0 时刻起波源 S 沿 x 轴负向以 10 ms 的速度匀速移动，则接收器接收到此波时的频率将变小 5有两个静止的声源，发出声波 1 和声波 2，在空气中传播，如图所示为某时刻这两列波的图像，则下列说法中正确的是（）A声波 1 的波速比声波 2 的波速大 B相对于同一障碍物，波 l 比波 2 更容易发生明显的衍射现象 C这两列波相遇时，不会产生干涉现象 D远离两个声源运动的观察者，听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率相同 6如图甲所示，O 为波源，OP 间距为 s，t=0 时刻 0 点开始由平衡位置向下振动，产

4、生向右的沿直线传播的简谐横波，图乙表示 P 点振动的图像（从 t1时刻开始振动）则以下说法正确的是（）A该波的波长为 s(t2t1)t1 B该波与另一列频率为211ttHz 的同类波叠加不可能产生稳定的干涉现象 C某障碍物的尺寸为211()2sttt，该波遇到此障碍物时能产生明显的衍射现象 D若波源 O 向右匀减速运动，靠近 P 点，则 P 点的观察者接收到的波的频率比211ttHz 大 7如图是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象，已知波在介质中的波速为 v1，高中物理 高中物理 波在介质中的波速为 v2，则 v1v2，为（）A12 B21 C32 D23 8以下关于波的认识，哪些

5、是正确的？（）A潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理 B隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C雷达的工作原理是利用波的反射 D水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象 9甲、乙两人平行站在一堵墙前面，两人相距 2a，距离墙均为3a，当甲开了一枪后，乙在时间 t 后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为（）A听不到 B甲开枪 3t 后 C甲开枪 2t 后 D甲开枪372t后 10(2015 北京朝阳二练)一束光线从折射率为 1.5 的玻璃射向空气，入射角为 45。下列四幅光路图中正确的是 A B C D 11如图所

6、示。是声波从介质进入介质的折射情况，由图判断下面说法中正确的是（）A入射角大于折射角，声波在介质中的波速大于它在介质中的波速 B入射角大于折射角，可能是空气，可能是水 c入射角小于折射角，可能是钢铁，可能是空气 高中物理 高中物理 D介质中波速 v1与介质中波速 v2满足：1221sinsinvv 二、填空题 12（2015 高邮市校级期中）如图表示产生机械波的波源 P 做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为 f0，该图表示波源正在向_（填“A”、“B”、“C”或“D”）点移动；观察者在图中A 点接收波的频率将_（填“大于”“等于”或“小于”）f0 13如图所示，在公路的十字路口东

7、侧路边，甲以速度 v1，向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度 v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为 f0，车速 v2v1。甲听到的笛声的频率为 f1，乙听到的笛声的频率为 f2，司机自己听到的笛声的频率为 f3，则此三人听到笛声的频率由高至低依次为_ 14某人乘火车由甲地去乙地，途中此人乘坐的列车笛声频率为 f1；此人乘坐的列车之后又与迎面驶来的一列客车会车，听到客车驶近时的笛声频率为 f2，已知机车发出的笛声相同，则 f1与 f2的大小关系是 f1_（填“大于”“小于”或“等于”f2 三、解答题 15以速度 u=20 ms 奔驰的火车，鸣笛声频率为 275 Hz，若常

8、温下空气中的声速 v=340 ms （1）当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？（2）当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？16一个观察者在铁路旁边，当火车驶近时，他听到汽笛声频率为 f1=440 Hz当火车驶去时，他听到汽笛声频率为 f2=392 Hz，设空气中的声速为 330 ms，求火车的速度 v1是多少？17正在报警的警钟，每隔 0.4 s 响一声，有辆警车以 72 kmh 的速度向警钟所在地赶来，则该警车内的警察在 2 min 内能听到多少次响声？（报警信号在空气中传播速度为 340 ms）18某人想听到自己发出声音的回声，若已知声音在空气中的传播速度

9、为 340 ms，那么他至少要离障碍物多远？（原声与回声区分的最短时间为 0.1 s）高中物理 高中物理 19一个观察者在高处用望远镜注视在地上的木工以每秒 2 次的频率击钉子，他听到声音时恰好看到击锤动作，若观察者距木工 680 m，当木工停止击锤后，他还能听到几次击钉声？（声波在空气中的传播速度为 340 ms）20如图，a、b、c 分别为人射波、反射波、折射波，已知入射波波速 v=10 ms，入射角1为30，反射波线与折射波线相垂直，求折射波的速度 【答案与解析】一、选择题 1【答案】D 【解 析】由 图 可 知 P 振 动 的 时 间 为 2 s，波 速0.4m0.2m/s2s，P 点

10、 移 动 速 度0.4m0.2m/s2s 2【答案】A 【解析】由 x-t 图像可知，轮船靠近港口时的速度 v1v3v2，由vffVv可知，f1f3f2，故A 项正确。3【答案】BD【解析】当观察者与测量对象无相对运动时，不发生多普勒效应，A、C 错误，当观察者与测量对象相对运动时，发生多普勒效应，根据接收频率的变化测速，故 B、D 正确 4【答案】A、D 【解析】t=0 时刻 x=40 m 处质点起振的方向与波源开始振动的方向是相同的，向下振动，所以 A正确；由=20 m，0.05sTv，所以 x=40 m 处的质点，在 t=0.5 s 时恰好振动了 10 个周期，又回到平衡位置，B 错误；

11、t=0 时波离接收器 P 的距离为 400 m40 m=360 m，所以再经过360s0.9s400，接收器 P 即可接收到此波的信号，C 错误；波源以 10 ms 的速度远离接收器 P，由多普勒效应知识可知，接收器接收到此波时的频率将变小，D 正确 5【答案】B、C 6【答案】A、C、D 7【答案】C 8【答案】A、B、C、D 9【答案】C 【解析】乙听到第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中，设枪响声音的传播速度为 v，高中物理 高中物理 故2atv 甲、乙两人及墙的位置如上图所示，乙听到第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中 AC 和 CB，由几何关系可得：AC=

12、CB=2a，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为42ACCBattvv 10【答案】A【解析】刚从光密介质进入到光疏介质，当入射角大于某一角是会发生全反射，设为临界全反射角：325.11sin玻璃空nn，45。11【答案】A 【解析】由图中可直接看出1为入射角，2为折射角，有12，选项 C 错误；根据折射规律有1122sin1sinvv所以 v1v2，选项 D 错误，选项 A 正确；声波在液体、固体中的速度大于在气体中的速度，选项 B 错误 二、填空题 12【答案】B，小于【解析】根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向 B 点移动；当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高当

13、波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，因此观察者在图中 A 点接收波的频率将小于发出的频率，即 f0 13【答案】f1、f2、f3 【解析】由于 v2v1，所以汽车和甲的相对距离减小甲听到的频率变大，即 f1f0由于乙静止不动，汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变小，即 f2f0由于司机和声源相对静止，所以司机听到的频率不变，即 f3=f0综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为 f1、f3、f2 14【答案】小于 【解析】当波源和观察者互相靠近时，观察者接收到的频率大于波源的频率 三、解答题 15【答案】见解析【解析】（1）观察者相对介质静止，波源以速度“向观察者运动，

14、以介质为参考系，波长将缩短为=vTuT=(vu)T，则观察者听到的频率为 340275 Hz292Hz34020vvffvu。（2）同上述分析，观察者听到的频率为 高中物理 高中物理 340275 Hz260Hz34020vvffvu 16【答案】见解析【解析】设汽笛的频率为 f，当火车驶近时：11vffvv，当火车远离时：21vffvv，式联立，解得12112440392330m/s19m/s440392ffvvff。17【答案】见解析【解析】警钟所发报警信号频率1Hz2.5Hz0.4f，观察者相对于介质的速度 v1=72 kmh=20 ms，故警察接收到的报警信号频率12054511HzH

15、z340217vffv，则警察在 2 min内可听到的警报声4512017n 次=317 次 18【答案】见解析【解析】在波的反射现象中，反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同，只有声波从人所站立的地方到障碍物再返回来全部经历的时间在 0.1 s 以上，才能辨别出回声，设障碍物至少和人相距为s，则应有 2s=vt 可得：340 0.1m17m22vts 19【答案】见解析【解析】题中木工击钉子产生的声波属于一种时间短暂的“脉冲波”，如图所示。设 脉 冲 的 间 距 为 d，由 于 声 速 是 v=340 m s，木 工 击 钉 频 率 为 f=2 Hz 所 以340m170 m2vdf 因此在 680 m 距离内有6804170n 脉冲波，也就是说木工停止击钉后还能听到 4 次击钉声 20【答案】见解析【解析】由图可知波的折射角2=60，由折射定律：1122sinsinvv，高中物理 高中物理 2 1213sin210m/s17.3m/s1sin2vv