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课时梯级训练(21) 多普勒效应
1.上课时老师将一个蜂鸣器固定在教鞭一端,然后使蜂鸣器迅速水平旋转,同学们听到蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化,下列判断正确的是( )
A.旋转时蜂鸣器发声的频率变化了
B.蜂鸣器旋转改变了同学们听到的声音频率
C.蜂鸣器音调变低时,一定在向学生运动
D.音调的忽高忽低是波的干涉造成的
B 解析:旋转过程中,声源(蜂鸣器)与同学们的距离有时近,有时远,发生多普勒效应,D错误;蜂鸣器发出声波的频率不变,只是同学们听到的声音频率变化了,A错误,B正确;当蜂鸣器远离学生时,听到声音的频率变小即音调变低,C错误。
2.(多选)下面应用利用了多普勒效应的是( )
A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来,根据接收到的频率发生的变化,就知道汽车的速度,以便进行交通管理
C.铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D.有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
ABD 解析:凡是波都具有多普勒效应,因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对地球运动的速度,A正确;被反射的电磁波,相当于一个运动的物体发出的电磁波,汽车与交警的相对位置发生变化,导致交警接收到的频率发生变化,由多普勒效应的知识可以求出汽车的速度,B正确;铁路工人是根据振动的强弱变化而对列车的运动作出判断的,C错误;炮弹飞行,与空气摩擦产生声波,人耳接收到的频率与炮弹的运动方向有关,D正确。
3.单音源发生器装置在小车上,其发音频率为f0。图1中小车沿一圆形跑道做匀速圆周运动,观察者甲静止于圆心处,测得频率为f1;图2中小车沿直线向左匀速运动,观察者乙、丙静止于该直线上,丙在乙的右侧,观察者乙测得频率为f2,观察者丙测得频率为f3,则( )
A.f1>f0>f2>f3
B.f1=f0>f2>f3
C.f1=f0>f2=f3
D.f1时而大于f0时而小于f0,f2=f3
C 解析:题图1中小车绕着甲做匀速圆周运动,根据多普勒效应可知,小车发出的频率与观察者甲接收到的频率相等,则有f0=f1,题图2中小车向左匀速运动,小车远离乙和丙,根据多普勒效应可知,二者接收到的频率均小于小车发出的频率,且小车相对于乙和丙的运动速度是相同的,则有f0>f2=f3,综上所述,有f1=f0>f2=f3,C正确。
4.(多选)下列现象属于多普勒效应的是( )
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,远离你而去时,音调变低
D.大风中,远处的人说话的声音时强时弱
BC 解析:声波音调的高低由其频率决定,根据多普勒效应,当声源与观察者发生相对运动时,观察者听到的音调会变化,B、C正确;声音的强弱由声波的能量决定,声源越近,声波能量越大,听起来越响亮,但音调不一定变化,A、D不属于多普勒效应。
5.(多选)将上下振动的振针水平移动,移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形,下列说法正确的是( )
A.振针向右移动
B.振针向左移动
C.在A处的观察者,接收到的水波频率比振针的振动频率小
D.在A处的观察者,接收到的水波频率比振针的振动频率大
AC 解析:振针(波源)前进方向上的水波变得密集,在其前进反方向的水波变得稀疏,因此振针向右移动;由于波源远离观察者时,水波波长变长,因此观察者接收到的频率比振针的振动频率小,A、C正确。
6.由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形如图所示,实线为波峰,虚线为波谷。设波源频率为20 Hz,且不运动,而观察者在1 s内从A运动到B,观察者接收到多少个完全波?设波速为340 m/s,而要让观察者完全接收不到波,他每秒要运动多少米?
答案:19个 340 m
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