2019-2020學(xué)年高中物理 第十二章 第5節(jié) 多普勒效應(yīng) 第6節(jié) 惠更斯原理練習(xí)（含解析）新人教版選修3-4

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1、惠更斯原理 [隨堂檢測(cè)] 1．對(duì)惠更斯原理的理解正確的是(　　) A．惠更斯原理能夠解釋所有的波的現(xiàn)象 B．子波的波速與頻率等于初級(jí)波的波速和頻率 C．用惠更斯原理不能解釋波的衍射現(xiàn)象 D．同一波面上的兩個(gè)位置的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)也可能相反 解析：選B.惠更斯原理不能夠解釋所有的波的現(xiàn)象，有一定的局限性，A錯(cuò)誤．波面上的每一點(diǎn)(面源)都是一個(gè)次級(jí)球面波的子波源，子波的波速與頻率等于初級(jí)波的波速和頻率，B正確．用惠更斯原理能夠解釋波的衍射現(xiàn)象，C錯(cuò)誤．同一波面上的兩個(gè)位置的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況一定相同，D錯(cuò)誤． 2．(多選)下列說法正確的是(　　) A．波發(fā)生反射時(shí)，波的頻率不變，波速變小

2、，波長變短 B．波發(fā)生反射時(shí)，頻率、波長、波速均不變 C．波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率不變，但波長、波速發(fā)生變化 D．波發(fā)生折射時(shí)，波的頻率、波長、波速均發(fā)生變化 解析：選BC.波發(fā)生反射時(shí)，在同一種介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，因此波長、波速和頻率都不發(fā)生變化；波發(fā)生折射時(shí)，頻率不變，波速和波長均發(fā)生變化，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤． 3．(多選)對(duì)聲波的各種現(xiàn)象，以下說法中正確的是(　　) A．火車駛來，車站邊的乘客感覺聲音變尖，屬于多普勒現(xiàn)象 B．繞正在發(fā)音的音叉走一圈，可以聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音，這是聲波的干涉現(xiàn)象 C．只有障礙物尺寸小于波長才能發(fā)生衍射現(xiàn)象 D．把耳朵貼在鐵軌上可以聽到遠(yuǎn)處的火車

3、聲，屬于聲波的衍射現(xiàn)象 解析：選AB.火車靠近，乘客聽到的聲音變尖，說明頻率變高，屬于多普勒現(xiàn)象，A正確；繞正在發(fā)音的音叉走一圈，可以聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音，是由于路程差為半個(gè)波長的偶數(shù)倍的點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，若為奇數(shù)倍則為振動(dòng)減弱點(diǎn)，這是聲波的干涉結(jié)果，故B正確；發(fā)生明顯衍射的條件是波長比障礙物的尺寸小或差不多，不符合這個(gè)條件也能發(fā)生，只是衍射現(xiàn)象不明顯，C錯(cuò)誤；把耳朵貼在鐵軌上可以聽到遠(yuǎn)處的火車聲，是聲音沿鋼鐵傳播過來的，這屬于聲波在不同介質(zhì)中傳播速度與能量衰減規(guī)律的問題，故D錯(cuò)誤． [課時(shí)作業(yè)] [學(xué)生用書P105(單獨(dú)成冊(cè))] 一、單項(xiàng)選擇題 1．下列說法中正確的是(　　) A．水波

4、是球面波　　　　 B．聲波是球面波 C．只有橫波才能形成球面波 D．只有縱波才能形成球面波 解析：選B.若波面是球面，則為球面波，與橫波、縱波無關(guān)，由此可知B正確，C、D錯(cuò)誤．由于水波不能在空間中傳播，所以它是平面波，A錯(cuò)誤． 2．醫(yī)院有一種先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)——彩超．向病人體內(nèi)發(fā)射頻率已精確掌握的超聲波，超聲波經(jīng)血液反射后被專用儀器接收．測(cè)出反射波的頻率變化，就可知道血液的流速．這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象(　　) A．多普勒效應(yīng) B．波的衍射 C．波的干涉 D．共振 解析：選A.彩超是利用向人體發(fā)射的超聲波，經(jīng)人體內(nèi)流動(dòng)的血液反射后測(cè)出反射波頻率的變化，確定血液的流速，是根

5、據(jù)多普勒效應(yīng)原理制造的儀器，所以A選項(xiàng)正確，B、C、D不正確． 3．下列關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法正確的是(　　) A．若聲源向觀察者靠近，則聲源發(fā)出聲波的頻率變小 B．若聲源向觀察者靠近，則觀察者接收到的頻率大于聲源發(fā)出聲波的頻率 C．若觀察者遠(yuǎn)離波源，則波源發(fā)出聲波的頻率變小 D．若波源與觀察者相互靠近，則觀察者接收到的頻率小于聲源發(fā)出聲波的頻率 解析：選B.若聲源向觀察者靠近，聲源發(fā)出聲波的頻率不變，觀察者接收到聲波的頻率變大，A錯(cuò)誤，B正確；觀察者遠(yuǎn)離波源，波源發(fā)出聲波的頻率不變，C錯(cuò)誤；若波源與觀察者相互靠近，觀察者接收到聲波的頻率變大，故D錯(cuò)誤． 4.如圖所示是利用發(fā)波水槽

6、觀察到的水波衍射圖象，從圖象可知(　　) A．B側(cè)波是衍射波 B．A側(cè)波速與B側(cè)波速相等 C．減小擋板間距離，衍射波的波長將減小 D．增大擋板間距離，衍射現(xiàn)象將更明顯 解析：選B.小孔是衍射波的波源，A側(cè)是衍射波，A錯(cuò)誤．在同一種介質(zhì)中，波速相等，故B正確；根據(jù)波速、波長和頻率的關(guān)系式v＝λf，由于波速和頻率不變，故波長不變，故C錯(cuò)誤；波長越長越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，與波的頻率和振幅沒有關(guān)系，在波長無法改變的情況下可以減小擋板間距，故D錯(cuò)誤． 5．甲、乙兩人平行站在一堵墻前面，二人相距2a，距離墻均為a，當(dāng)甲開了一槍后，乙在時(shí)間t后聽到第一聲槍響，則乙聽到第二聲槍響的時(shí)間為(　　)

7、 A．聽不到 B．甲開槍3t后 C．甲開槍2t后 D．甲開槍t后 解析：選C.乙聽到第一聲槍響必然是甲放槍的聲音直接傳到乙的耳中，故t＝.甲、乙二人及墻的位置如圖所示，乙聽到第二聲槍響必然是墻反射的槍聲，由反射定律可知，波線如圖中AC和CB，由幾何關(guān)系可得：AC＝CB＝2a，故第二聲槍響傳到乙的耳中的時(shí)間為t′＝＝＝2t.故C正確． 6．某雷達(dá)站正在跟蹤一架飛機(jī)，此時(shí)飛機(jī)正朝著雷達(dá)站方向勻速飛來；某一時(shí)刻雷達(dá)發(fā)出一個(gè)無線電脈沖，經(jīng)200 μs后收到反射波；隔0.8 s后再發(fā)出一個(gè)脈沖，經(jīng)198 μs收到反射波，已知無線電波傳播的速度為c＝3×108m/s，遠(yuǎn)大于飛機(jī)的飛行速度v.

8、則v應(yīng)為(　　) A．1 500 m/s B．750 m/s C．375 m/s D．以上數(shù)據(jù)都不對(duì) 解析：選C.由于c?v，故可不考慮電磁波傳播過程中飛機(jī)的位移；設(shè)雷達(dá)兩次發(fā)射電磁波時(shí)飛機(jī)分別位于x1、x2處，則第一次：2x1＝ct1，第二次：2x2＝ct2，飛機(jī)的飛行速度：v＝且Δt＝0.8 s，代入數(shù)據(jù)解得：v＝375 m/s. 二、多項(xiàng)選擇題 7．一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比(　　) A．波速變大 B．波速不變 C．頻率變高 D．頻率不變 解析：選BC.漁船與魚群發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，被魚群反射回來的超聲波的速度大

9、小不變；由多普勒效應(yīng)知，反射回來的超聲波的頻率變高，故選項(xiàng)B、C正確． 8.如圖所示，為一波源O做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)在均勻介質(zhì)中產(chǎn)生球面波的情況，則(　　) A．該波源正在移向A點(diǎn) B．該波源正在移向B點(diǎn) C．在A處觀察波的頻率變低 D．在B處觀察波的頻率變低 解析：選AD.波源在某一位置產(chǎn)生一列波面后，該波面以該位置為球心，以波速作為傳播速度向外傳播，反之，由波面可確定出該波面的產(chǎn)生位置，即波源．波面半徑大，表示產(chǎn)生時(shí)間早，傳播時(shí)間長．對(duì)照?qǐng)D示，可確定出波源由右向左移動(dòng)，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．由于觀察者不動(dòng)，故波面經(jīng)過觀察者的速度等于波速，而在A處觀察時(shí)，相鄰波面間距比波源不動(dòng)

10、時(shí)間距小，因而經(jīng)過觀察者時(shí)間間隔短，頻率大，同理在B處時(shí)間間隔長，頻率小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 9．下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)(　　) A．利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度 B．交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理 C．鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況 D．有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去 解析：選ABD.凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可測(cè)定遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的速度，故A選項(xiàng)

11、正確；被反射的電磁波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)的計(jì)算公式可以求出運(yùn)動(dòng)物體的速度，故B選項(xiàng)正確；對(duì)于C選項(xiàng)，鐵路工人是根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車的運(yùn)動(dòng)情況做出判斷的，故錯(cuò)誤；炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故D選項(xiàng)正確． 10．以下關(guān)于波的認(rèn)識(shí)，正確的是(　　) A．潛水艇利用聲吶探測(cè)周圍物體的分布情況，用的是波的折射原理 B．隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射，從而達(dá)到隱形的目的 C．雷達(dá)的工作原理是利用波的反射 D．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象 解析：選B

12、CD.A、B、C選項(xiàng)中應(yīng)用了波的反射現(xiàn)象；D選項(xiàng)是波的折射現(xiàn)象，深水區(qū)域和淺水區(qū)域視為不同介質(zhì)，故波的傳播方向發(fā)生改變，故選B、C、D. 11．一雷達(dá)向飛機(jī)發(fā)出微波，若飛機(jī)正遠(yuǎn)離雷達(dá)，則被飛機(jī)反射回來的微波與發(fā)出的微波相比(　　) A．波速變小 B．波速不變 C．頻率變低 D．頻率變高 解析：選BC.微波在空氣里的傳播速度不變，A錯(cuò)、B對(duì)；在遠(yuǎn)離的過程中由多普勒效應(yīng)知頻率在減小，故C對(duì)、D錯(cuò)． 三、非選擇題 12．當(dāng)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，觀測(cè)到的頻率______波源振動(dòng)的頻率，當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)到的頻率______波源的頻率；當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀測(cè)到的頻率_

13、_______波源的頻率．(選填“大于”“小于”或“等于”) 解析：當(dāng)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，觀測(cè)到的頻率等于波源振動(dòng)頻率；當(dāng)波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果二者相互接近，間距變小，觀察者接收的頻率增大，如果二者遠(yuǎn)離，間距變大，觀察者接收的頻率減小． 答案：等于　大于　小于 13．我國自主研發(fā)的“海翼”號(hào)深?；铏C(jī)，刷新了下潛深度的世界紀(jì)錄．懸停在深海中某處的滑翔機(jī)發(fā)出聲吶信號(hào)(超聲波)的頻率為f，在該處海水中的傳播速度為v，則聲吶信號(hào)在該處海水中的波長為________；若停在海面上的監(jiān)測(cè)船接收到的頻率稍大于滑翔機(jī)發(fā)出聲吶信號(hào)的頻率，說明滑翔機(jī)正在________(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”

14、)該監(jiān)測(cè)船． 解析：根據(jù)波速定義：v＝fλ，λ＝.根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)滑翔機(jī)靠近監(jiān)測(cè)船時(shí)，監(jiān)測(cè)船接收到的頻率大于滑翔機(jī)發(fā)出聲吶信號(hào)的頻率． 答案：　靠近 14.一列聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波長為0.2 m．當(dāng)該聲波從空氣中以某一角度傳入介質(zhì)Ⅱ中時(shí)，波長變?yōu)?.6 m，如圖所示，若介質(zhì)Ⅰ中的聲速是340 m/s. (1)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時(shí)的頻率； (2)求該聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播的速度； (3)若另一種聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度為1 400 m/s，按圖中的方向從介質(zhì)Ⅰ射入介質(zhì)Ⅱ中，求它在介質(zhì)Ⅰ和介質(zhì)Ⅱ中的頻率之比． 解析：(1)聲波在介質(zhì)Ⅰ中傳播時(shí)，由v＝λf得：f＝＝ Hz＝1 700 Hz，由于聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率不變，所以聲波在介質(zhì)Ⅱ中傳播時(shí)，頻率為1 700 Hz. (2)由v＝λf得聲波在介質(zhì)Ⅱ中的傳播速度為v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s. (3)波由介質(zhì)Ⅰ到介質(zhì)Ⅱ的過程中，只有頻率不變，故當(dāng)波從介質(zhì)Ⅰ進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ時(shí)，其頻率之比為1∶1. 答案：(1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s　(3)1∶1 - 6 -