高中物理 第12章 第5節(jié)多普勒效應(yīng)檢測(cè)試題 新人教版選修3-4

【成才之路】-學(xué)年高中物理第12章第5節(jié)多普勒效應(yīng)檢測(cè)試題新人教版選修3-4基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1、2題為單選題，3、4題為多選題)1．(北京市昌平區(qū)～學(xué)年高二下學(xué)期期末)有經(jīng)驗(yàn)的鐵路養(yǎng)護(hù)人員可以根據(jù)火車?guó)Q笛的聲音判斷火車的行駛方向。他所利用的應(yīng)是()A．聲波的反射現(xiàn)象 D．聲波的多普勒效應(yīng)C．聲波的干涉現(xiàn)象 D．聲波的衍射現(xiàn)象答案：B解析：根據(jù)火車笛聲音調(diào)的變化，由多普勒效應(yīng)，即可判斷火車行駛的方向，選項(xiàng)B正確。2．蝙蝠在洞穴中飛來(lái)飛去時(shí)，它利用超聲脈沖導(dǎo)航非常有效，這種超聲脈沖是持續(xù)1ms或不到1ms的短促發(fā)射，且每秒重復(fù)發(fā)射幾次。假定蝙蝠的超聲脈沖發(fā)射頻率為39000Hz，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲的期間，則下列判斷正確的是()A．墻壁接收到超聲脈沖頻率等于39000HzB．蝙蝠接收到從墻壁反射回來(lái)的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率C．蝙蝠接收到從墻壁反射回來(lái)的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率D．蝙蝠接收到從墻壁反射回來(lái)的超聲脈沖頻率等于39000Hz答案：C解析：蝙蝠(波源)相對(duì)墻壁(觀察者)的距離接近，所以墻壁接收到的超聲波頻率增大，A錯(cuò)誤；超聲波被反射后頻率不變，但傳播方向和蝙蝠的運(yùn)動(dòng)方向相反，蝙蝠接收到從墻壁反射回來(lái)的超聲波時(shí)，頻率會(huì)更大，故C正確，B、D錯(cuò)誤。3．超聲波由于它具有不同于聲波的特性，在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究中有許多重要應(yīng)用，下列選項(xiàng)中，哪些屬于超聲波的應(yīng)用()A．探查幾米厚金屬內(nèi)部的缺陷B．把普通水變成霧氣噴射到房間的空氣中C．探查人體內(nèi)部的各種器官、組織等有無(wú)異常D．進(jìn)行人體按摩，治療神經(jīng)痛等疾患答案：ABCD解析：本題考查超聲波特性及其應(yīng)用。A、C是利用超聲波的穿透本領(lǐng)和反射特性。B、D是利用超聲波在液體中傳播時(shí)的液壓沖擊特性。因而A、B、C、D均正確。4．(河北衡水中學(xué)～學(xué)年高二下學(xué)期期中)關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說(shuō)法中正確的是()A．若波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者遠(yuǎn)離波源，則接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率B．只要觀察者相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)，就一定可以出現(xiàn)多普勒效應(yīng)C．若觀察者相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，空間傳播的波長(zhǎng)發(fā)生變化D．若觀察者相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，觀察者接收到的頻率大于波源發(fā)出的頻率答案：AC解析：二者間距變大，則接收到波的頻率減小，故A正確；波源和觀察者之間的距離沒(méi)明確給出關(guān)系，故B錯(cuò)誤；當(dāng)波源與觀察者間距發(fā)生變化時(shí)，波的波長(zhǎng)發(fā)生變化，故C正確；二者間距變大，則接收到波的頻率減小，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題5．如圖所示，向左勻速運(yùn)動(dòng)的小車發(fā)出頻率為f的聲波，車左側(cè)A處的人感受到的聲波的頻率為f1，車右側(cè)B處的人感受到聲波的頻率為f2，則f1與f的關(guān)系為_(kāi)_______，f2與f的關(guān)系為_(kāi)_______。答案：f1>ff2<f解析：聲源靠近A處的人，由多普勒效應(yīng)知，他接收到的頻率變大，即f1>f；相反，聲源遠(yuǎn)離B處的人，則他接到的頻率變小，即f2<f。6．新型列車動(dòng)車組速度可達(dá)300km/h，與該車汽笛聲的音調(diào)相比。(1)站在車前方路旁的人聽(tīng)起來(lái)音調(diào)________(選填“偏高”或“偏低”)。站在車后方路旁的人聽(tīng)起來(lái)音調(diào)________(選填“偏高”或“偏低”)。(2)迎面來(lái)的另一列車上的乘客聽(tīng)起來(lái)音調(diào)怎樣？此時(shí)列車汽笛發(fā)出的音調(diào)變化了嗎？(3)坐在新型列車動(dòng)車組上的乘客聽(tīng)起來(lái)音調(diào)怎樣？答案：(1)偏高；偏低(2)偏高；沒(méi)變(3)音調(diào)不變解析：(1)站在列車前方的人與列車的距離在靠近，因此聽(tīng)起來(lái)音調(diào)偏高，站在列車后方的人與列車的距離在遠(yuǎn)離，因此音調(diào)偏低。(2)迎面來(lái)的列車上的乘客聽(tīng)起來(lái)音調(diào)偏高，此時(shí)列車汽笛發(fā)出的音調(diào)不變。(3)坐在該列車上的乘客與列車的相對(duì)位置不變，故聽(tīng)起來(lái)音調(diào)不變。7.如圖所示為由波源S發(fā)出的波某一時(shí)刻在介質(zhì)平面中的情形，實(shí)線為波峰，虛線為波谷，設(shè)波源頻率為20Hz，且不運(yùn)動(dòng)，而觀察者在1s內(nèi)由A運(yùn)動(dòng)到B，觀察者接收到多少個(gè)完全波？答案：19個(gè)解析：觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)，就等于觀察者接收到的頻率。如果觀察者不動(dòng)，則1s內(nèi)，觀察者從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，所能接收到的完全波的個(gè)數(shù)正好比不運(yùn)動(dòng)時(shí)少1個(gè)、即他只接收到19個(gè)完全波。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4題為多選題)1．頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動(dòng)。以u(píng)表示聲源的速度，v表示聲波的速度(u<v)，f表示接收器接收到的頻率，若u增大，則()A．f增大，v增大 D．f增大，v不變C．f不變，v增大 D．f減少，v不變答案：B解析：本題考查對(duì)波速和多普勒效應(yīng)的理解，機(jī)械波在介質(zhì)中的速度由介質(zhì)決定，與波的頻率、波源的速度無(wú)關(guān)，因此不論u如何變化，v都不變，聲源向著接收器運(yùn)動(dòng)，接收器單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)增加，波源的速度越大，單位時(shí)間接收到的完全波的個(gè)數(shù)越多，因此u增大，f增大，B正確。2．輪船在進(jìn)港途中的x－t圖象如圖所示，則在港口所測(cè)到輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是圖中的哪一個(gè)()答案：A解析：勻速靠近港口的過(guò)程中，測(cè)量到的頻率不隨時(shí)間變化，但速度大時(shí)頻率大，由x－t圖象可知，輪船靠近港口時(shí)三段時(shí)間內(nèi)的速度v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，故A正確。3．在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速v＝200m/s，已知t＝0時(shí)波剛好傳播到x＝40m處，如圖所示。在x＝400m處有一接收器(圖中未畫出)，則下列說(shuō)法正確的是()A．波源開(kāi)始振動(dòng)時(shí)方向沿y軸正方向B．從t＝0開(kāi)始經(jīng)0.15s，x＝40m的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為0.6mC．接收器在t＝2s時(shí)才能接收到此波D．若波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，接收器收到的波的頻率可能為9Hz答案：B解析：由圖知，x＝40m處的質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下，則波源的起振方向也向下(y軸負(fù)向)，A錯(cuò)；由圖知λ＝20m，A＝10cm，T＝eq\f(λ,v)＝0.1s，而Δt1＝0.15s＝eq\f(3,2)T，所以x＝40m的質(zhì)點(diǎn)0.15s運(yùn)動(dòng)的路程為s＝eq\f(3,2)×4A＝6A＝60cm＝0.6m，B對(duì)；波由x＝40m處傳到x＝400m處所需時(shí)間Δt＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(360,200)s＝1.8s，C錯(cuò)。當(dāng)波源向x軸正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，波源將靠近接收器，由多普勒效應(yīng)知，接收器收到的頻率將大于波源頻率，而波源頻率為f＝eq\f(1,T)＝10Hz，D錯(cuò)。4．如圖所示，S為振源，P點(diǎn)有一觀察者，已知振源發(fā)生振動(dòng)的頻率為20Hz，則關(guān)于人聽(tīng)到的聲音的頻率為()··SPA．當(dāng)振源S以17m/s的速度遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率為19HzB．當(dāng)振源S以17m/s的速度靠近觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率為21HzC．當(dāng)觀察者以17m/s的速度靠近振源S運(yùn)動(dòng)時(shí)，頻率為21HzD．以上說(shuō)法均不正確答案：ABC解析：當(dāng)振源以17m/s的速度遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收的頻率f′＝eq\f(v聲f,v聲＋v源)，f′＝eq\f(340×20,340＋17)＝19Hz，故A正確；當(dāng)振源S以17m/s的速度靠近觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收的頻率f′＝eq\f(v聲f,v聲－v源)＝eq\f(340×20,340－17)＝21Hz，故B正確。當(dāng)觀察者以17m/s的速度靠近振源S運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收的頻率f′＝eq\f(v聲＋v觀,λ)＝eq\f(340＋17,\f(340,20))＝21Hz，故C正確。解這類題要注意分析觀察者與波源間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況，針對(duì)不同情況列出不同的關(guān)系式進(jìn)行解題。二、非選擇題5．如圖所示，在公路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速率v1向東行走，在路口北側(cè)，乙站在路邊，一輛汽車以速度v2通過(guò)路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f0，車速v2>v1。設(shè)甲聽(tīng)到的笛聲頻率為f1，乙聽(tīng)到的笛聲頻率為f2，司機(jī)自己聽(tīng)到的笛聲頻率為f3，則此三人聽(tīng)到笛聲的頻率由高到低依次為_(kāi)_____________。答案：f1>f3>f2解析：由于v2>v1，所以汽車和甲的相對(duì)距離減小，甲聽(tīng)到的頻率變大，即f1>f0；由于乙靜止不動(dòng)，則汽車和乙的相對(duì)距離增大，乙聽(tīng)到的頻率變低，即f2<f0；由于司機(jī)和汽車相對(duì)靜止，所以司機(jī)聽(tīng)到的頻率不變，即f3＝f0。綜上所述，三人聽(tīng)到笛聲的頻率由高至低順序?yàn)閒1>f3>f2。6．公路巡警開(kāi)車在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被轎車反射回來(lái)時(shí)，警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低。(1)此現(xiàn)象屬于()A．波的衍射 D．波的干涉C．多普勒效應(yīng) D．波的反射(2)若該路段限速為100km/h，則轎車是否超速？(3)若轎車以20m/s的速度行進(jìn)，反射回的頻率應(yīng)怎樣變化？答案：(1)C(2)超速(3)偏高解析：(1)巡警車接收到的電波頻率比發(fā)出時(shí)低，此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。(2)因警車接收到的頻率低，由多普勒效應(yīng)知警車與轎車在相互遠(yuǎn)離，而警車車速恒定又在后面，可判斷轎車車速比警車車速大，故該車超速。(3)若該車以20m/s的速度行進(jìn)時(shí)，此時(shí)警車與轎車在相互靠近，由多普勒效應(yīng)知反射回的頻率應(yīng)偏高。7．正在報(bào)警的警鐘每隔0.5s響一聲。一個(gè)人正坐在以60km/h的速度向著警鐘行駛的車中。已知聲音在空氣中的速度為330m/s，則這個(gè)人在每分鐘內(nèi)能聽(tīng)到幾聲警鐘？答案：126次解