内容正文:
6 多普勒效应
1.(多选)下列现象属于多普勒效应的是( BC )
A.远去的汽车声音越来越小
B.炮弹迎面飞来,声音刺耳
C.火车向你驶来时,音调变高;驶离你而去时,音调变低
D.大风中,远处人的说话声时强时弱
解析:A项和D项中所说的现象是能量传播的问题,不是多普勒效应,
A、D错误;B、C两项所发生的现象是多普勒效应,B、C正确。
2.(多选)如图甲所示,同学a站立不动吹口哨,同学b坐在秋千上来回摆动。据图乙,下列关于同学b的感受的说法正确的是( AB )
A.同学b从A向B运动过程中,他感觉哨声音调变高
B.同学b在C点向左运动时,他感觉哨声音调变低
C.同学b在C点向右运动时,他感觉哨声音调不变
D.同学b从E向D运动过程中,他感觉哨声音调变高
解析:根据多普勒效应,同学b从A向B运动过程中,他正在靠近声源,他感觉到哨声音调变高,A正确;同学b在C点向左运动时,他正在远离声源,他感觉到哨声音调变低,B正确;同学b在C点向右运动时,他正在靠近声源,他感觉到哨声音调变高,C错误;同学b从E向D运动过程中,他正在远离声源,他感觉到哨声音调变低,D错误。
3.当正鸣笛的火车向我们疾驶而来时,我们听到的汽笛声的音调变高了,这是因为( C )
A.声源振动的频率变大了
B.声波传播的速度变大了
C.耳膜振动的频率变大了
D.耳膜振动的频率变小了
解析:声波被观察者接收时,观察者接收到的波的频率变大,耳膜振动的频率也变大,故选C。
4.如图所示,在公路的十字路口东侧路边,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v2>v1。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顺序为( A )
A.f1>f3>f2 B.f2>f3>f1
C.f1>f2>f3 D.f3>f1>f2
解析:由于v2>v1,所以汽车和甲的相对距离减小,甲听到的频率变大,即f1>f0;由于乙静止不动,则汽车和乙的相对距离增大,乙听到的频率变低,即f2<f0;由于司机和汽车相对静止,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顺序为f1>f3>f2,
选项A正确。
5.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表示声波的速度(u<v),f表示接收器接收到的频率,
若u增大,则( B )
A.f增大,v增大 B.f增大,v不变
C.f不变,v增大 D.f减小,v不变
解析:机械波在介质中的速度由介质决定,与波的频率、波源的速度无关,因此不论u如何变化,v都不变;声源向着接收器运动,接收器单位时间接收到的完全波的个数增加,波源的速度越大,接收器单位时间接收到的完全波的个数越多,因此u增大时,f增大,B正确。
6.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1 ms或不到1 ms的短促发射,且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲的发射频率为39 000 Hz,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( C )
A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz
B.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39 000 Hz
解析:由于蝙蝠向墙壁靠近,墙壁接收到的超声脉冲频率增大应大于39 000 Hz,A错误;超声脉冲被反射后频率不变,但传播方向和蝙蝠的运动方向相反,故蝙蝠接收到墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率,频率会更大,C正确,B、D错误。
7.正在报警的警钟每隔0.5 s响一声。一个人正坐在以60 km/h的速度向着警钟行驶的车中。已知声音在空中的速度为330 m/s,则这个人在每分钟内能听到几声警钟?
解析:把响声在空气中的间隔看作类似于一个波长,
则λ=330 m/s×0.5 s=165 m的波,
人与声音相对速度v=330 m/s+60 km/h=(330+)m/s=346.67 m/s,
由于f== Hz=2.10 Hz,
所以n=ft=2.10×60=126。
答案:126
8.生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆,这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现,无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波,并接收被车辆反射的无线电波,由于车辆的运动,接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差f接收-f发出就能计算出车辆的速度,已知发出和接收的频率间关系为f接收=(1+)f发出,式中c为真空中的光速,
若f发出=2×109 Hz,