3.5 多普勒效应-2024-2025学年高二物理同步精品课堂(人教版2019选择性必修第一册)
2024-11-26
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2份
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22页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版选择性必修 第一册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 5. 多普勒效应 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.79 MB |
| 发布时间 | 2024-11-26 |
| 更新时间 | 2024-11-26 |
| 作者 | 庆威物理 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-11-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48946335.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第5节 多普勒效应
1.下列现象可以用多普勒效应解释的是( )
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
B.当车向你疾驰而过时,听到的鸣笛音调会由高变低
C.把耳朵贴在墙壁上,能够听到隔壁房间的说话声
D.微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物,会继续传播
2.宇宙中的星球都在不停地运动。测量某星球上某些元素发出的光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,就可以算出该星球靠近或远离我们的速度。其运用的原理是( )
A.波的干涉 B.波的衍射 C.波的反射 D.多普勒效应
3.(多选)蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领,它们在喉部产生短促而高频的超声波,经鼻或嘴传出后被附近物体反射回来形成回声,听觉神经中枢对回声本身以及发出声与回声间的差异进行分析,从而确定前方猎物的位置、大小、形状、结构以及运动速度与方向,下列说法正确的是( )
A.不同蝙蝠发出不同频率的超声波可能发生干涉
B.蝙蝠发出的超声波进入水中后波长不变
C.蝙蝠产生高频的超声波目的是便于捕捉较小的猎物
D.蝙蝠听到回声的频率变高时,能判断出猎物正在靠近
4.机场附近每天都能听到飞机发动机的轰鸣声,一位父亲带着孩子散步的过程中,有一架飞机从上空匀速驶过,如图所示,问飞机从图中A位置到B位置过程中,他们所听到的轰鸣声的频率如何变化( )
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大,后减小
D.先减小,后增大
5.(多选)超声波是一种频率高于20000Hz的声波,波长很短,广泛应用于生活与生产实践,关于超声波及应用,下列说法正确的是( )
A.在同种介质中,超声波的速度大于次声波的速度
B.超声波的频率越高,衍射本领越弱
C.高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率,说明此时车正在靠近测速仪
D.“彩超”检查身体时,利用了超声波的多普勒效应
6.如图所示为移动的振动片上金属丝周期性触动水面形成的水波图样,A、B为水面上的两点,此时金属丝恰好触动水面上的O点,。下列说法正确的是( )
A.O点产生的水波先传到A点
B.A点水波的频率大于B点水波的频率
C.任意时刻A、B处质点的位移总相同
D.振动片在水平向右运动
7.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表示声源的运动速度,v表示声波的传播速度(u<v),f表示接收器接收到的频率,若u增大,则( )
A.f变大,v不变 B.f变大,v增大 C.f不变,v不变 D.f不变,v增大
8.一潜艇在海面下以40km/h的恒定速度行驶,向正前方发射15MHz的超声波,如果超声波被正前方物体反射回来时,传感器接收到的超声波频率为18MHz,说明前方物体( )
A.可能静止不动
B.可能与潜艇同向运动,速度大于40km/h
C.一定与潜艇同向运动,速度大于40km/h
D.一定与潜艇相向运动,速度大于40km/h
9.火车上有一个声源发出频率一定的音乐。当火车静止,火车外的观察者也静止时,观察者听到并记住了这个音乐的音调。以下情况中,观察者听到这个音乐的音调比原来降低的是( )
A.观察者静止,火车向他驶来
B.火车静止,观察者乘汽车向着火车运动
C.观察者乘汽车与火车以相同速度运动
D.火车静止,观察者乘汽车远离火车运动
10.汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术,在汽车行驶过程中,许多因素都会产生噪音,系统会通过车身的声学反馈技术,通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消,从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为,下列说法正确的是( )
A.抵消声波频率应为
B.抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
C.抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
D.汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理
11.如图所示,产生机械波的波源O做匀速运动,图中圆表示波峰,已知波源振动的频率为f0,则下列说法正确的是( )
A.该图表示波源正在向A点移动 B.观察者在A点接收波的频率是定值且大于f0
C.观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0 D.观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于f0
12.汽车无人驾驶技术常用的是ACC自适应巡航控制,其使用的传感器主要有毫米波雷达,该雷达会发射和接收调制过的无线电波。如图所示,无人车与前车沿同一道路同一方向做匀速直线运动,无人车上的雷达发射和接收的无线电波的频率分别为f和fʹ,则不正确的是( )
A.无人车与前车都静止时,fʹ一定等于f
B.无人车速度等于前车的速度时,fʹ一定等于f
C.无人车速度大于前车的速度时,fʹ一定小于f
D.无人车速度小于前车的速度时,fʹ一定小于f
波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。
13.如图所示,在水槽中产生一列水波,将一支笔垂直水面插入水中,对水波的传播几乎没有影响。
(1)上述这一现象称为波的 现象。
(2)水面各点的振动均为
A.受迫振动,频率由水体自身性质决定 B.受迫振动,频率由驱动力决定
C.自由振动,频率由水体自身性质决定 D.自由振动,频率由驱动力决定
14.如图所示,甲、乙两人正以10m/s的速度相向奔跑,在两人的连线上,有一发声装置一边发出频率为的声音,一边以10m/s的速度向乙运动。设甲、乙两人听到的声音频率分别为、。则( )
A. B. C. D.
15.如图所示,平静的湖面上漂浮着三个小球A、B、C,湖面上O点处有一波源,从时刻起做简谐振动,形成向远处传播的简谐波横波。已知,,在第2s内A比B多振动了4次,B比C多振动了6次,第2s末波已经过C点,则该简谐波的波长是 m,第1s末波传到了离O点 m处。
16.在学校运动场上100m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器持续发出波长为5m的声波。某同学从该跑道的中点出发,向某一端点慢行20m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
17.设空气中的声速为330m/s。一警车以50km/h速度前行,对正在警车前方的汽车用设备进行探测,测试仪发出声波的频率为10Hz,接收频率为8.2Hz,则前车的速度约为( )
A.32.1m/s B.36.5m/s C.40.2m/s D.46.3m/s
18.小明为多普勒效应的理解问题而请教他的物理老师,老师就给他出了一道匀速直线运动的题目让他思考,他轻松做完了这道题目,从此不再困惑。请你也尝试做一做这道题目:
如图(b)所示,声源S在x轴上运动,S相继向右侧观察者A发出两个脉冲信号(如图(a)所示),两脉冲信号间的时间间隔为T。已知空气中声音传播的速度大小为v,不考虑空气的流动,试计算如下两种情况中A接收到的两个脉冲信号间的时间间隔T',并比较与的大小关系。(设T远大于单个脉冲的持续时间,且远小于信号在空间传播的时间)
(1)声源S静止,观察者A以大小为的速度沿x正方向轴运动();
(2)声源S、观察者A分别以大小为、的速度沿x轴正方向运动。()。
19.(2023·广东·高考真题)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物.声波在水中传播速度为,若探测器发出频率为的声波,下列说法正确的是( )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中,波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
20.(2020·全国·高考真题)(多选)在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有__________。
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
B.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低
D.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同
E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化
试卷第1页,共3页
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第5节 多普勒效应
1.下列现象可以用多普勒效应解释的是( )
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
B.当车向你疾驰而过时,听到的鸣笛音调会由高变低
C.把耳朵贴在墙壁上,能够听到隔壁房间的说话声
D.微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物,会继续传播
【答案】B
【详解】A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声,是因为光的速度大于声音的传播速度,A错误;
B.当车向你疾驰而过时,听到的鸣笛音调会由高变低,是因为波源与观察者之间的距离先逐渐减小后逐渐增大,接收者受到的声音的频率先大于波源的频率后小于波源的频率,这属于多普勒效应,B正确;
C.把耳朵贴在墙壁上,能够听到隔壁房间的说话声,这是声音通过墙壁传播,C错误;
D.微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物,会继续传播,这是波的衍射现象,D错误;
故选B。
2.宇宙中的星球都在不停地运动。测量某星球上某些元素发出的光波的频率,然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照,就可以算出该星球靠近或远离我们的速度。其运用的原理是( )
A.波的干涉 B.波的衍射 C.波的反射 D.多普勒效应
【答案】D
【详解】星球靠近或远离我们时,会产生多普勒效应,当地球上测量者接收到的频率小于发出频率时,星球离我们而去;若接收到的频率大于发出频率时,则星球向我们靠近,并能算出星球靠近或远离我们的速度。
故选D。
3.(多选)蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领,它们在喉部产生短促而高频的超声波,经鼻或嘴传出后被附近物体反射回来形成回声,听觉神经中枢对回声本身以及发出声与回声间的差异进行分析,从而确定前方猎物的位置、大小、形状、结构以及运动速度与方向,下列说法正确的是( )
A.不同蝙蝠发出不同频率的超声波可能发生干涉
B.蝙蝠发出的超声波进入水中后波长不变
C.蝙蝠产生高频的超声波目的是便于捕捉较小的猎物
D.蝙蝠听到回声的频率变高时,能判断出猎物正在靠近
【答案】CD
【详解】A.发生干涉时两列波的频率必须相同,则不同蝙蝠发出不同频率的超声波不可能发生干涉,A错误;
B.蝙蝠发出的超声波进入水中后传播速度要发生变化,频率不变,根据
可知,波长随之发生改变,B错误;
C.高频的超声波波长较短,更容易被较小的猎物反射,则蝙蝠产生高频的超声波目的是便于捕捉较小的猎物,C正确;
D.根据多普勒效应可知,蝙蝠听到回声的频率变高时,能判断出正在靠近的猎物,D正确。
故选CD。
4.机场附近每天都能听到飞机发动机的轰鸣声,一位父亲带着孩子散步的过程中,有一架飞机从上空匀速驶过,如图所示,问飞机从图中A位置到B位置过程中,他们所听到的轰鸣声的频率如何变化( )
A.一直增大
B.一直减小
C.先增大,后减小
D.先减小,后增大
【答案】B
【详解】设飞机速度为,飞机与观察者连线与飞机运动方向的夹角(锐角)为,则飞机指向(或背向)观察者的速度大小为
在飞机从远处到观察者正上方过程,即飞机靠近观察者过程,逐渐增大到,根据多普勒效应可知,观察者听到的轰鸣声的频率大于飞机发生的轰鸣声的频率,但由于飞机指向观察者的速度大小逐渐减小,所以观察者听到的轰鸣声的频率逐渐减小,当飞机处于观察者正上方时,观察者听到的轰鸣声的频率刚好等于飞机发生的轰鸣声的频率;飞机从观察者正上方飞过到远处过程,即飞机远离观察者过程,从逐渐减小,根据多普勒效应可知,观察者听到的轰鸣声的频率小于飞机发生的轰鸣声的频率,且飞机背向观察者的速度大小逐渐增大,则观察者听到的轰鸣声的频率逐渐减小。综上分析可知,他们所听到的轰鸣声的频率一直减小。
故选B。
5.(多选)超声波是一种频率高于20000Hz的声波,波长很短,广泛应用于生活与生产实践,关于超声波及应用,下列说法正确的是( )
A.在同种介质中,超声波的速度大于次声波的速度
B.超声波的频率越高,衍射本领越弱
C.高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率,说明此时车正在靠近测速仪
D.“彩超”检查身体时,利用了超声波的多普勒效应
【答案】BCD
【详解】A.在同种介质中,超声波的传播速度与次声波的速度一样,故A错误;
B.超声波的频率越高,波长越短,越不容易发生衍射,衍射本领越弱,故B正确;
C.高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率,根据多普勒效应可知此时车正在靠近测速仪,故C正确;
D.“彩超”检查身体时,利用了超声波的多普勒效应,故D正确。
故选BCD。
6.如图所示为移动的振动片上金属丝周期性触动水面形成的水波图样,A、B为水面上的两点,此时金属丝恰好触动水面上的O点,。下列说法正确的是( )
A.O点产生的水波先传到A点
B.A点水波的频率大于B点水波的频率
C.任意时刻A、B处质点的位移总相同
D.振动片在水平向右运动
【答案】B
【详解】A.由题知,波的传播速度取决于介质,所以图中振动片两侧的水波传播速度一样快。O点产生的水波同时传播到A、B点,故A错误;
B.图中振动片左侧单位时间内接收到的完全波的个数较多,则振动片左侧接收到的水波频率更高。故A点水波的频率大于B点水波的频率,故B正确;
C.波源的运动会影响波的频率和波长。当波源向A接近时,观察者感知到的频率会增加,波长则相应变短;当波源远离A时,观察到的频率减小,波长变长。故任意时刻A、B处质点的位移不可能总相同,故C错误;
D.由图可知,波源左侧的波纹较密集,则说明振动片正在水平向左运动,故D错误。
故选B。
7.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表示声源的运动速度,v表示声波的传播速度(u<v),f表示接收器接收到的频率,若u增大,则( )
A.f变大,v不变 B.f变大,v增大 C.f不变,v不变 D.f不变,v增大
【答案】A
【详解】当声源靠近接收器时,接收器收到的频率增大,若声源在空气中向着静止的接收器匀速运动的速度增大,则接收器接收到的频率会更大,但声波的速度不会发生变化。
故选A。
8.一潜艇在海面下以40km/h的恒定速度行驶,向正前方发射15MHz的超声波,如果超声波被正前方物体反射回来时,传感器接收到的超声波频率为18MHz,说明前方物体( )
A.可能静止不动
B.可能与潜艇同向运动,速度大于40km/h
C.一定与潜艇同向运动,速度大于40km/h
D.一定与潜艇相向运动,速度大于40km/h
【答案】A
【详解】由多普勒效应当波源与观察者互相靠近或者互相远离时,观察者接收到的波的频率发生变化的现象。当波源与观察者相对静止时,观察者观察到的频率等于波源振动的频率。当波源与观察者相向运动时,观察到的频率增加;反之,当波源与观察者互相远离时,观察到的频率变小。故前方物体可能静止不动,可能与潜艇同向运动,速度小于40km/h。
故A正确。
9.火车上有一个声源发出频率一定的音乐。当火车静止,火车外的观察者也静止时,观察者听到并记住了这个音乐的音调。以下情况中,观察者听到这个音乐的音调比原来降低的是( )
A.观察者静止,火车向他驶来
B.火车静止,观察者乘汽车向着火车运动
C.观察者乘汽车与火车以相同速度运动
D.火车静止,观察者乘汽车远离火车运动
【答案】D
【详解】根据多普勒效应可知,当波源和观察者间距离变小,观察者接收到的频率一定比波源频率高;当波源和观察者间距离变大,观察者接收到的频率一定比波源频率低。观察者听到这个音乐的音调比原来降低,即接收到的声波频率降低,说明观察者和火车之间的距离在变大,故选D。
10.汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术,在汽车行驶过程中,许多因素都会产生噪音,系统会通过车身的声学反馈技术,通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消,从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为,下列说法正确的是( )
A.抵消声波频率应为
B.抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等
C.抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
D.汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理
【答案】C
【详解】A.抵消声波频率应为
故A错误;
BD.汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理,频率需相同,故BD错误;
C.波速由介质决定,抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等,故C正确;
故选C。
11.如图所示,产生机械波的波源O做匀速运动,图中圆表示波峰,已知波源振动的频率为f0,则下列说法正确的是( )
A.该图表示波源正在向A点移动 B.观察者在A点接收波的频率是定值且大于f0
C.观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0 D.观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于f0
【答案】C
【详解】A.根据多普勒效应产生的原因,该图表示波源正在向B点移动,A错误;
BCD.当波源接近观察者时,观察者接收到的频率一定比波源振动的频率高,当波源远离观察者时,观察者接收到的频率一定比波源振动的频率低,则观察者在A、C、D点接收波的频率是定值且小于f0,观察者在B点接收波的频率是定值且大于f0,BD错误,C正确。
故选C。
12.汽车无人驾驶技术常用的是ACC自适应巡航控制,其使用的传感器主要有毫米波雷达,该雷达会发射和接收调制过的无线电波。如图所示,无人车与前车沿同一道路同一方向做匀速直线运动,无人车上的雷达发射和接收的无线电波的频率分别为f和fʹ,则不正确的是( )
A.无人车与前车都静止时,fʹ一定等于f
B.无人车速度等于前车的速度时,fʹ一定等于f
C.无人车速度大于前车的速度时,fʹ一定小于f
D.无人车速度小于前车的速度时,fʹ一定小于f
【答案】C
【详解】A.根据多普勒效应可知,无人车与前车都静止时,fʹ一定等于f,故A正确,不符合题意;
B.根据多普勒效应可知,无人车速度等于前车的速度时,fʹ一定等于f,故B正确,不符合题意;
C.无人车速度大于前车的速度时,两车靠近,根据多普勒效应可知,fʹ一定大于f,故C错误,符合题意;
D.无人车速度小于前车的速度时,两车远离,根据多普勒效应可知,fʹ一定小于f,故D正确,不符合题意。
故选C。
波动现象是物理学中一个重要且广泛的研究领域。
13.如图所示,在水槽中产生一列水波,将一支笔垂直水面插入水中,对水波的传播几乎没有影响。
(1)上述这一现象称为波的 现象。
(2)水面各点的振动均为
A.受迫振动,频率由水体自身性质决定 B.受迫振动,频率由驱动力决定
C.自由振动,频率由水体自身性质决定 D.自由振动,频率由驱动力决定
14.如图所示,甲、乙两人正以10m/s的速度相向奔跑,在两人的连线上,有一发声装置一边发出频率为的声音,一边以10m/s的速度向乙运动。设甲、乙两人听到的声音频率分别为、。则( )
A. B. C. D.
15.如图所示,平静的湖面上漂浮着三个小球A、B、C,湖面上O点处有一波源,从时刻起做简谐振动,形成向远处传播的简谐波横波。已知,,在第2s内A比B多振动了4次,B比C多振动了6次,第2s末波已经过C点,则该简谐波的波长是 m,第1s末波传到了离O点 m处。
16.在学校运动场上100m直跑道的两端,分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器持续发出波长为5m的声波。某同学从该跑道的中点出发,向某一端点慢行20m。在此过程中,他听到扬声器声音由强变弱的次数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】13. 衍射 B 14.B 15. 2 22 16.D
【解析】13.(1)[1]可以看到波通过障碍物后继续传播的现象,上述这一现象称为波的衍射现象。
(2)[2]水面各点的振动均为受迫振动,频率由波源决定,故ACD错误,B正确。
故选B。
14.声源与观察者之间存在着相对运动时,会发生多普勒效应;当声源向观察者靠近时,观察者接收到的声波的波长减小,频率变大;当声源离观察者远去时,观察者接收到的声波的波长增大,频率变小;甲与声源相对静止,则
乙与声源相向运动,所以
则
故选B。
15.[1]因为第2s末波已传过C处质点,所以
所以第1s末,A球已经开始振动;又因为第2s内,A比B多振4次,所以第1s末,B一定还未起振(如果第1s末B已经起振,由于是同一波源,A、B振动周期相同,在第2s内振动次数相同)
设第1s末波传到位置距B球为x,从A球起,第2s内A比B多振动4次
第2s内A比C多振10次
解得
,
[2]第1s末波传到了离O点的距离
16.振动频率相同、振动情况完全相同的两列波叠加时,会发生干涉现象,某些区域振动加强,某些区域振动减弱,设点到两波源的距离差为,当等于半个波长的奇数倍时,该点振动减弱,设该同学向某一段运动的距离为x,则
,
根据
,
则
他听到扬声器声音由强变弱的次数为8次,故D正确,ABC错误。
故选D。
17.设空气中的声速为330m/s。一警车以50km/h速度前行,对正在警车前方的汽车用设备进行探测,测试仪发出声波的频率为10Hz,接收频率为8.2Hz,则前车的速度约为( )
A.32.1m/s B.36.5m/s C.40.2m/s D.46.3m/s
【答案】D
【详解】设交警警车的速度为,汽车的速度为,警车发出声波的周期为,接收声波的周期为,时刻警车与前车的距离为,声音的速度为,则声波到达前车处的时间为
此时交警和前车相距因此声波发射后经前车反射回警车的时间为
当时,警车再次发出声波,此时警车与前车的距离为,因此将中的d换为新的距离并加上,就得到声波发射后经前车反射回警车的时间为
因此警车接收声波的周期为
整理得
将和代入上述式子解得
故选D。
18.小明为多普勒效应的理解问题而请教他的物理老师,老师就给他出了一道匀速直线运动的题目让他思考,他轻松做完了这道题目,从此不再困惑。请你也尝试做一做这道题目:
如图(b)所示,声源S在x轴上运动,S相继向右侧观察者A发出两个脉冲信号(如图(a)所示),两脉冲信号间的时间间隔为T。已知空气中声音传播的速度大小为v,不考虑空气的流动,试计算如下两种情况中A接收到的两个脉冲信号间的时间间隔T',并比较与的大小关系。(设T远大于单个脉冲的持续时间,且远小于信号在空间传播的时间)
(1)声源S静止,观察者A以大小为的速度沿x正方向轴运动();
(2)声源S、观察者A分别以大小为、的速度沿x轴正方向运动。()。
【答案】(1),;(2),见解析
【详解】(1)设两个脉冲信号从波源S发出后分别经时间到达观察者A,则有
且
联立解得
频率为
故
解法二:两脉冲信号都发出后的间距为
选观察者A为参考系,两信号脉冲的相对速度为
则两信号脉冲到达观察者A的时间间隔满足
即有
解得
(2)两个脉冲信号从波源S发出后分别经时间到达观察者A,则有
且
联立解得
,
则当时,;当时,;当时,。
解法二:波源S、观察者A均沿x轴正方向运动时,两脉冲信号都发出后的间距为
选观察者A为参考系,两信号脉冲的相对速度为
则两信号脉冲到达观察者A的时间间隔满足
即有
解得
19.(2023·广东·高考真题)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物.声波在水中传播速度为,若探测器发出频率为的声波,下列说法正确的是( )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中,波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
【答案】B
【详解】AD.根据多普勒效应可知,探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关,而两列声波发生干涉的条件是频率相等,所以两列声波相遇时不一定发生干涉,故AD错误;
B.声波由水中传播到空气中时,声波的波速发生变化,所以波长会发生改变,故B正确;
C.根据波长的计算公式可得
当遇到尺寸约1m的被探测物时不会发生明显衍射,故C错误;
故选B。
20.(2020·全国·高考真题)(多选)在下列现象中,可以用多普勒效应解释的有__________。
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声
B.超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低
D.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同
E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化
【答案】BCE
【详解】A.之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢,所以A错误;
B.超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时,由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化,B正确;
C.列车和人的位置相对变化了,所以听得的声音频率发生了变化,所以C正确;
D.波动传播速度不一样是由介质决定的, D错误;
E.双星在周期性运动时,会使得到地球的距离发生周期性变化,故接收到的光频率会发生变化,E正确。
故选BCE。
试卷第1页,共3页
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