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1、1课时提升作业 十 多普勒效应(20分钟 50 分)一、选择题(本题共 3小题,每小题 7分,共 21分)1.波源振动的频率为 f0,波源在介质中运动时,波源前方介质振动的频率为 f1,波源后方介质振动的频率为 f2,则三者的关系为 ( )A.f1=f2=f0 B.f 1=f2f0C.f1=f2f0 D.f2f0f1【解析】选 D。f 0由波源每秒钟所振动的次数决定,介质振动的频率由波源频率及波源相对介质是否移动来决定。波源运动时,在波源前方介质振动的频率高于波源振动的频率,波源后方介质振动的频率低于波源振动的频率。2.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

2、表示声波的速度。(uv), 表示接收器接收到的频率,若 u增大,则 ( )A. 增大 v 增大 B. 增大 v 不变C. 不变 v 增大 D. 减小 v 不变【解析】选 B。在发生多普勒效应时,声源发出声音在介质中的传播速度是不变的,声源的频率也是不变的,只有接收者收到声音的频率发生变化,故 B选项正确。3.(多选)如图所示,S 为振源,P 点有一观察者,已知振源发生振动的频率为 20Hz,则关于人听到的声音的频率为 ( ) S PA.当振源 S以 17m/s的速度远离观察者运动时,频率为 19HzB.当振源 S以 17m/s的速度靠近观察者运动时,频率为 21HzC.当观察者以 17m/s的

3、速度靠近振源 S运动时,频率为 21 HzD.以上三项说法均不正确【解析】选 A、B、C。当振源以 17m/s的速度远离观察者运动时,观察者接收的频率 f= Hz=19Hz,故 A正确;当振源 S以 17m/s的速度靠近观察者运动时,v声 声 +源 34020340+172观察者接收的频率 f= = Hz=21Hz,故 B正确。当观察者以 17m/s的v声 声 源 3402034017速度靠近振源 S运动时,观察者接收的频率 f= = Hz=21Hz,故 C正340+1734020确。【补偿训练】蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用超声脉冲导航非常有效,这种超声脉冲是持续 1ms或不到1ms的短促发

4、射,且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为 39000Hz,在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间,则下列判断正确的是 ( )A.墙壁接收到超声脉冲频率等于 39000HzB.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率C.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于 39000Hz【解析】选 C。蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离靠近,所以墙壁接收到的超声波频率增大,A 错误;超声波被反射后频率不变,但传播方向和蝙蝠的运动方向相反,蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时,频率会更大,故 C正确,B、D 错误。二、非选

5、择题(14 分)4.(2018杭州高二检测)一固定的超声波源发出频率为 100kHz的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为 110kHz,设空气中声音的传播速度是 330m/s,计算汽车的行驶速度。【解析】设波源发射的超声波频率为 f,汽车接收到的频率为 f,并把它反射回去,固定接收站接收到的频率为 f,超声波在空气里的传播速度为 v,汽车的行驶速度为 u。超声波在空气中的波长为 0,则 f= ,汽车每秒钟接收到的超声波的波数 ,即频率 f= + =v0 v0u0f,汽车反射回的超声波在空气中的波长 = - =

6、= ,固定接收v3器接收到的频率 f= = f,由此可以解得 u= v=15.7m/s,即为 56.5km/h。v答案:56.5km/h(1)(5分)(多选)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.当声源朝着观察者运动时,观察者接收到的频率增大D.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E.当观察者向静止的声源运动时,观察者听到的声音频率变高(2)(10分)随着科技的发展和作战的需要,现在的战斗机飞得越来越快,甚至有些战斗机的速度超过了声音在空气中的传播速度。假设某爆炸声在空气

7、中的传播速度为 340m/s,一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行,要使飞行员听不到爆炸声,战斗机飞行的速度至少多大?【解析】(1)选 C、D、E。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 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。当观察者向静止的声源运动时,观察者听到的声音频率会变高,E 正确。(2)要使飞行员恰好听不到爆炸声,即飞行员正好一个声波也接收不到,则他随战斗机运动的速度应与波峰前

8、进的速度一样,即战斗机应以 340m/s的速度飞行远离爆炸点。答案:(1)C、D、E (2)340m/s【补偿训练】(1)(多选)关于多普勒效应,下列说法中正确的是 ( )A.当波源与观察者有相对运动时,才会发生多普勒效应B.当波源与观察者运动的速度相同时,不会发生多普勒效应C.只有机械波才能发生多普勒效应D.只要波源运动,就一定会发生多普勒效应E.观察者绕波源做圆周运动时,不会发生多普勒效应(2)如图所示,波源 S不动,每秒发出 30个完全波。如果观察者 1s内由位置 A移到位置 B,4则 1s内将接收到_个完全波;如果观察者 1s内由位置 C移到位置 D,则 1s内将接收到_个完全波。【解

9、析】(1)选 A、B、E。当波源与观察者有相对运动时,他们之间的距离必然发生变化,其距离增大或减小,则观察者接收到的频率就相应地减小或增大,可知必发生多普勒效应,即 A选项正确;而当波源与观察者运动的速度完全相同时,无相对运动,相当于二者都静止的情况,不会发生多普勒效应,故 B选项正确,D 选项不正确;多普勒效应是波动过程共有的特征,这里的波动包括一切波的传播过程,故 C选项不正确。能否发生多普勒效应取决于波源和观察者之间的距离是否变化,E 正确。(2)如果观察者在 A点不动,观察者每秒将接收到 30个完全波,由于观察者 1s内由位置 A移到位置 B(恰好为一个波长)将多接收一个完全波,所以 1s内观察者将接收到 31个完全波。同理,如果观察者 1s内由位置 C移到位置 D,每秒将少接收到 2个完全波,故接收 28个完全波。答案:(1)A、B、E (2)31 28