2024-2025學(xué)年高中物理第十二章機(jī)械波56多普勒效應(yīng)惠更斯原理課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE5多普勒效應(yīng)惠更斯原理限時(shí)45分鐘總分100分一、單選題(每小題6分，共30分)1．下列說法中不正確的是(C)A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)波源的頻率保持不變B．要發(fā)生多普勒效應(yīng)，波源和視察者之間必需有相對運(yùn)動(dòng)C．只有聲波會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)D．機(jī)械波、電磁波和光波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)解析：多普勒效應(yīng)是一種現(xiàn)象，發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率沒有發(fā)生變更，波源與視察者之間存在相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，視察者接收到波的頻率發(fā)生變更，而且機(jī)械波、電磁波和光波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)．2．上課時(shí)老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端，然后使蜂鳴器快速水平旋轉(zhuǎn)，蜂鳴器音調(diào)竟然忽高忽低變更，下列推斷正確的是(B)A．旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)聲的頻率變更了B．由于旋轉(zhuǎn)，變更了同學(xué)們聽到的聲音頻率C．蜂鳴器音調(diào)變高時(shí)，肯定是向遠(yuǎn)離視察者的方向運(yùn)動(dòng)D．音調(diào)的忽高忽低是由波的干涉造成的解析：旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)聲的頻率沒有變更，故A錯(cuò)誤；旋轉(zhuǎn)過程中，聲源(蜂鳴器)與視察者(同學(xué)們)的距離有時(shí)近，有時(shí)遠(yuǎn)，發(fā)生多普勒效應(yīng)，蜂鳴器發(fā)出聲波的頻率不變，只是同學(xué)們感覺到的聲音頻率變更了，故B正確，D錯(cuò)誤，當(dāng)其遠(yuǎn)離視察者時(shí)，聽到聲音的頻率變小即音調(diào)變低，故C錯(cuò)誤．3.右圖中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則(D)A．2與1的波長、頻率相等，波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長不等C．3與1的波速、頻率、波長均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長均不等解析：波線1、2都在介質(zhì)a中傳播，故1、2的頻率、波速、波長均相等，A、B錯(cuò)；波線1、3是在兩種不同介質(zhì)中傳播，波速不同，但波源沒變，因而頻率相等，由λ＝eq\f(v,f)得波長不同，故C錯(cuò)，D對．4．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處的靜止的人感受到的聲波的頻率為f1，車右側(cè)B處的靜止的人感受到的聲波的頻率為f2，則(D)A．f1<f，f2<f B．f1<f，f2>fC．f1>f，f2>f D．f1>f，f2<f解析：波源朝向視察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測到的頻率變大，波源遠(yuǎn)離視察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測到的頻率變小，D正確．5．如圖所示的三張圖片分別反映了飛機(jī)以三種不同速度在空中(不考慮空氣的流淌)水平飛行時(shí)產(chǎn)生聲波的狀況，圖中一系列圓表示聲波的傳播狀況，A點(diǎn)表示飛機(jī)的位置．已知聲波在空氣中的速度為340m/s.則由圖可知(C)A．甲圖中的飛機(jī)速度最大，乙圖中的飛機(jī)速度大于340m/sB．乙圖中的飛機(jī)速度最大，丙圖中的飛機(jī)速度小于340m/sC．丙圖中的飛機(jī)速度最大，乙圖中的飛機(jī)速度等于340m/sD．不能推斷哪個(gè)圖中的飛機(jī)速度最大，也不能比較各圖中的飛機(jī)速度與聲速的大小二、多選題(每小題8分，共40分)6．下列說法正確的是(AD)A．波線表示波的傳播方向B．波面表示波的傳播方向C．只有橫波才有波面D．波傳播中某時(shí)刻任一波面上各子波波前的包絡(luò)面就是新的波面解析：波線表示波的傳播方向，故A正確，B錯(cuò)誤；全部的波都具有波面，故C錯(cuò)誤；由惠更斯原理可知，D正確．7．下列敘述中正確的是(BCD)A．空間點(diǎn)波源發(fā)出的球面波，其波面是一個(gè)球面，波線就是以波源為圓心的同心圓B．平面波的波線是一條直線，其波線相互平行C．依據(jù)惠更斯原理，波面各點(diǎn)都可看作一個(gè)子波源，子波前進(jìn)的方向的包絡(luò)面就是該時(shí)刻的波面D．利用惠更斯原理，只要知道t時(shí)刻波面的位置和波速，就可確定t＋Δt時(shí)刻波面的位置解析：球面波的波線沿球面的半徑方向，A錯(cuò)誤．平面波的波線是一條直線，由于波線與波面垂直，故平面波的波線相互平行，B正確．由惠更斯原理可知，C正確．利用惠更斯原理，只要知道t時(shí)刻波面的位置和波速，就可確定另一時(shí)刻的波面的位置，D正確．8．如圖所示，在原點(diǎn)處做簡諧運(yùn)動(dòng)的波源產(chǎn)生的機(jī)械波沿x軸正方向傳播，波速v＝400m/s.為了接收信號(hào)，在x＝400m處設(shè)有一接收器A(圖中未標(biāo)出)．已知t＝0時(shí)，波已經(jīng)傳播到x＝40m處，則下列說法中正確的是(AD)A．波源振動(dòng)的周期為0.05sB．x＝40m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.5s時(shí)位移最大C．接收器在t＝1.0s時(shí)才能接收到此波D．若波源向x軸負(fù)方向移動(dòng)，則接收器接收到的波的頻率將小于20Hz解析：波源振動(dòng)的周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,400)s＝0.05s，A正確；x＝40m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.5s時(shí)恰好振動(dòng)10個(gè)周期，因此仍在平衡位置，B錯(cuò)誤；接收器接收到此波的時(shí)間t＝eq\f(400－40,400)s＝0.9s，C錯(cuò)誤；波源振動(dòng)的頻率f＝eq\f(1,T)＝20Hz，由多普勒效應(yīng)的學(xué)問知，若波源向x軸負(fù)方向移動(dòng)，視察者與波源距離變大，則接收器接收到的波的頻率將小于20Hz，D正確．9．下列說法中不正確的是(AD)A．只有平面波的波面才與波線垂直B．任何波的波線與波面都相互垂直C．任何波的波線都表示波的傳播方向D．有些波的波面表示波的傳播方向解析：不管是平面波，還是球面波，其波面與波線均垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確，波線表示波的傳播方向，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．10．關(guān)于惠更斯原理、波的反射、波的折射，下列說法正確的是(BE)A．惠更斯原理能夠說明全部波的現(xiàn)象B．子波的波速與頻率等于波源的波速和頻率C．用惠更斯原理不能說明波的衍射現(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E．波在兩介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射時(shí)，反射波和折射波的頻率不發(fā)生變更三、非選擇題(共30分)11．(14分)醫(yī)用B超儀發(fā)出的超聲波頻率為7.25×104Hz，這種超聲波在人體內(nèi)傳播的波長為2cm，在給某患者的肝臟病變部分進(jìn)行檢測時(shí)(如圖)，從探頭發(fā)出的同一超聲脈沖波經(jīng)病變部分反射回到探頭有兩個(gè)信號(hào)，相隔時(shí)間為Δt＝32μs，試計(jì)算患者病變部分的大?。鸢福?.32cm解析：超聲脈沖波在進(jìn)到病變區(qū)的前后界面上會(huì)發(fā)生兩次反射，忽視波速在肝臟中的速度變更，則有：v＝λf＝7.25×104×2×10－2m/s＝1450m/s.病變區(qū)厚度h＝eq\f(1,2)v·Δt＝eq\f(1,2)×1450×32×10－6m＝2.32cm.12．(16分)如圖甲所示是在高速馬路上用超聲波速度儀測量車速的示意圖，測速儀固定并正對被測物發(fā)出和接收超聲波脈沖信號(hào)，依據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)的時(shí)間差，測出被測物體的速度．圖乙是測量儀記錄脈沖信號(hào)得到的紙帶，p1、p2表示測速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，n1、n2表示p1、p2經(jīng)汽車反射回來的信號(hào)．設(shè)記錄時(shí)紙帶勻速移動(dòng)，p1、p2之間的時(shí)間間隔Δt＝1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v＝340m/s，若汽車勻速行駛，則依據(jù)圖乙可知，汽車在接收到p1、p2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是多少？汽車的速度是多大？答案：17m17.9m/s解析：從p1到p2經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為1.0s，題圖乙中p1、p2之間是30小格，發(fā)出p1到收到n1共12小格，則時(shí)間Δt1＝eq\f(1,30)×12s＝eq\f(2,5)s，車距儀器的距離s1＝eq\f(1,2)vΔt1＝eq\f(1,2)×340×eq\f(2,5)m＝68m，發(fā)出p2到收到n2共9小格，則時(shí)間Δt2＝eq\f(1,30)×9s＝eq\f(3,10)s，知車距儀器的距離s2＝eq\f(1,2)vΔt2＝eq\f(1,2)×340×eq\f(3,10)m＝51m，車行駛的