内容正文:
3.5多普勒效应
1.通过实验了解多普勒效应及其产生的原因,知道多普勒效应是波特有的现象。
2.知道多普勒效应的简单应用。
仔细听急救车的鸣笛声,你会发现一个现象:当车从你身边疾驰而过的时候,鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事?
考点一、多普勒效应
1.多普勒效应
波源与观察者相互靠近或者相互远离时,接收到的波的频率都会发生变化的现象.
2.多普勒效应产生的原因
(1)当波源与观察者相对静止时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的,观测到的频率等于波源振动的频率.
(2)当波源与观察者相互接近时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加(选填“增加”或“减小”),观测到的频率增加(选填“增加”或“减小”);反之,当波源与观察者相互远离时,观测到的频率减小(选填“增加”或“减小”).
考点二、多普勒效应的应用
1.利用多普勒测速仪测速
交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波,测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少,就能知道车辆的速度.
2.利用超声波测血流速度
医生向人体发射频率已知的超声波,测出被血流反射后的波的频率变化,就可知道血流的速度.
3.利用光波的频率变化,计算星球靠近或远离我们的速度.
[例题1] 关于多普勒效应,以下说法正确的是( )
A.只有机械波才能产生多普勒效应
B.产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
C.产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化
D.产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化
[例题2] 如图所示,沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为。下列说法正确的是( )
A.从图示时刻开始,质点b比质点a先回到平衡位置
B.从图示时刻开始,经时间处质点通过的路程为
C.若该波波源从处沿x轴正方向运动,则在处接收到的波的频率将小于
D.若该波传播过程中遇到宽约为的障碍物,则能发生明显的衍射现象
[例题3] 在天文学上,通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远星系所发出的光谱呈现“红移”,即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是( )
A.遥远星系发出光的频率增大
B.遥远星系发出光的波长增大
C.该星系正在靠近观察者
D.该星系正在远离观察者
[例题4] 渔船常利用回声探测器发射的超声波来探测远处的鱼群与障碍物的方位。已知某超声波的频率为,时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示,此时介质中质点向轴负方向运动。下列说法正确的是( )
A.该超声波沿轴负方向传播
B.时质点和质点的运动方向相反
C.该声波遇到尺寸约为1.5m的障碍物时会发生明显衍射
D.渔船逐渐靠近鱼群时,探测器接收到的回声频率仍为
[例题5] 如图,在某介质中建立坐标系,位于的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播,时刻开始振动,时刻形成图中波形。下列说法正确的是( )
A.波源P的起振方向向下
B.若一观察者从处沿x轴负方向匀速运动,观察者接受到的此波频率小于波源频率
C.0~8s时间内,平衡位置位于的质点所走过的路程为12
D.若在处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播,则在两列波相遇区域会产生干涉现象
1. 关于生活现象的解释,下列说法正确的是( )
A.蝙蝠用声波定位是利用了声波的反射原理
B.救护车疾驰而过时鸣笛音调的变化是声波的干涉现象
C.利用彩超测血管中血流速度是利用了超声波的多普勒效应
D.通过产生与噪声等幅反相的声波来实现降噪是利用了声波的衍射原理
2. 如图为某研究小组航拍到的钱塘江潮水与岸上汽车齐头并进的画面(图甲,其中黑色A车长度为6米,白色B车正向左匀速行驶,车速为36km/h。同时江面有一多功能气象监测浮标(如图乙),内部加速度传感器监测到纵向(即竖直方向)加速度变化情况如图丙所示,取竖直向上为正方向。若将潮水运动简化为简谐波,则( )
A.水波前进速度约为2m/s B.t=2s时浮标接近波谷位置
C.10s内浮标将前进40m D.3s内B车车头会与7个波峰“相遇”
3. 如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时,用软件拟合其产生的声波的图样,图中的圆表示波峰。下列说法正确的是( )
A.该图表示的是干涉现象
B.左侧波的频率小于右侧波的频率
C.前侧波的频率大于后侧波的频率
D.单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同
4. 如图所示,图甲为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像,图乙为质点A的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该波沿轴正方向传播,波速为
B.该波可以与另一列频率为的波发生稳定的干涉
C.波在传播过程中遇到大小的障碍物能发生明显的衍射
D.观察者向着波源方向奔跑,观察者接收到的频率小于
5. 如图所示,甲图表示S₁和S₂两相干水波的干涉图样,设两列波各自的振幅均为5cm,且图示范围内振幅不变,波速和波长分别是1m/s和0.5m,B是AC连线的中点;乙图为一机械波源S₃在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰,虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是( )
A.甲图中A、B两点的竖直高差为10cm
B.甲图中C点正处于平衡位置且向水面下运动
C.从甲图所示时刻开始经0.25s,B点通过的路程为10cm
D.乙图中在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高
6. 蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领,它们会发出超声波,再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小,以及物体是否在移动。下列说法中正确的是( )
A.蝙蝠发出的超声波进入水中后传播速度不变
B.不同蝙蝠发出不同频率的超声波可能发生干涉
C.蝙蝠听到回声的频率变高时,能判断出猎物正在靠近
D.蝙蝠产生高频的超声波目的是波长较长更容易被猎物反射
7. 2025年1月18日,我国西藏日喀则市定结县发生4.6级地震,造成人员财产损失,“地震预警”再次引起大家关注。“地震预警”是指在地震发生以后,抢在地震波传播到受灾地区前,向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报,通知目标区域从而实现预警,科研机构为此对波的特性展开研究。如图1所示为所研究的一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图,处的质点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A.该横波将使固有频率为4Hz的物体产生共振
B.一人驾驶汽车快速逃离震中的过程中接收到的地震波频率将小于0.25Hz
C.质点的振动方程是
D.在时间内,质点通过的路程为
8. 在某种介质中,一列沿x轴正向传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示,此时质点A在波峰位置,质点D刚要开始运动,质点C的振动图像如图乙所示;时刻在D点有一台机械波信号接收器(图中未画出),正以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动。下列说法正确的是( )
A.时刻质点D的起振方向沿y轴负方向
B.信号接收器接收到的机械波的频率为2Hz
C.时刻质点B回到平衡位置
D.若改变振源的振动频率,则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变
9. 简谐运动在介质中传播就形成了简谐波。振动图像与波动图像既有联系又有所不同。
(1)如图甲,为时一简谐横波的波形图,图乙为质点P的振动图像,根据图像中信息,可判断:
①在时,质点P的振动方向为 ,波长为 m;
②波的传播方向为 ,波速为 。
(2)如图,为时刻某简谐横波的波形图,此时波刚传至的P点。已知波速大小,质点Q的平衡位置坐标。
①经过 s,Q第一次到达波峰,经过 s,Q第二次到达波谷。
②当Q刚振动时,振动方向为 ,此时质点 P的位移为 cm。
(3)如图所示是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况,图中实线为波峰,虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm,波速为,波长为8cm,E点是B、D和A、C连线的交点,下列说法中正确的是______。
A.A、C两处质点振动加强
B.B、D两处质点在该时刻的竖直高度差是4cm
C.E处质点振动加强
D.经,B处质点通过的路程是10cm
(4)如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样,从图样可知______。
A.B侧波是衍射波
B.A侧波速与B侧波速相等
C.减小挡板间距离,衍射波的波长将减小
D.增大挡板间距离,衍射现象将更明显
(5)动车组进站时的鸣笛声较静止时更为尖锐,其原因是列车驶向人时,单位时间人接收的声波数 (选填“大于”“等于”或“小于”)列车静止时的,导致人接收到声音的 变大。
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3.5多普勒效应
1.通过实验了解多普勒效应及其产生的原因,知道多普勒效应是波特有的现象。
2.知道多普勒效应的简单应用。
仔细听急救车的鸣笛声,你会发现一个现象:当车从你身边疾驰而过的时候,鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事?
考点一、多普勒效应
1.多普勒效应
波源与观察者相互靠近或者相互远离时,接收到的波的频率都会发生变化的现象.
2.多普勒效应产生的原因
(1)当波源与观察者相对静止时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的,观测到的频率等于波源振动的频率.
(2)当波源与观察者相互接近时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加(选填“增加”或“减小”),观测到的频率增加(选填“增加”或“减小”);反之,当波源与观察者相互远离时,观测到的频率减小(选填“增加”或“减小”).
考点二、多普勒效应的应用
1.利用多普勒测速仪测速
交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波,测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少,就能知道车辆的速度.
2.利用超声波测血流速度
医生向人体发射频率已知的超声波,测出被血流反射后的波的频率变化,就可知道血流的速度.
3.利用光波的频率变化,计算星球靠近或远离我们的速度.
[例题1] 关于多普勒效应,以下说法正确的是( )
A.只有机械波才能产生多普勒效应
B.产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
C.产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化
D.产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化
【答案】C
【详解】A.多普勒效应是波动现象共有的特征,机械波和电磁波均可发生,故A错误;
B.波源频率由振动本身决定,与相对运动无关,故B错误;
C.多普勒效应的本质是观察者与波源的相对运动导致单位时间内接收到的波峰数变化,从而使观察者接收的频率改变,此现象的直接原因是接收频率的变化,故C正确;
D.波速由介质决定,与波源或观察者的运动无关,故D错误。
故选C。
[例题2] 如图所示,沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为。下列说法正确的是( )
A.从图示时刻开始,质点b比质点a先回到平衡位置
B.从图示时刻开始,经时间处质点通过的路程为
C.若该波波源从处沿x轴正方向运动,则在处接收到的波的频率将小于
D.若该波传播过程中遇到宽约为的障碍物,则能发生明显的衍射现象
【答案】BD
【详解】A.根据“同侧法”知,题图所示时刻两质点均向y轴负方向振动,故质点a比质点b先回到平衡位置,故A错误;
B.根据题图知波长为,则周期
则经过质点的路程为两个振幅,即为0.4m,故B正确;
C.波的频率为
波源从x=0处沿x轴正方向运动,在靠近接收者,由多普勒效应,可知在x=20m处接收到的波的频率将大于50Hz,故C错误;
D.波发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长,根据题意可知,障碍物的尺寸小于波的波长,所以波能发生明显的衍射现象,故D正确。
故选BD。
[例题3] 在天文学上,通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远星系所发出的光谱呈现“红移”,即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是( )
A.遥远星系发出光的频率增大
B.遥远星系发出光的波长增大
C.该星系正在靠近观察者
D.该星系正在远离观察者
【答案】D
【详解】多普勒效应改变的是接收到的频率和波长,光源本身发出的光的频率和波长不变。若该星系正在远离观察者,根据多普勒效应,观察者接收到的光的频率小于光的真实频率,根据,观察者接收到的光的波长大于光的真实波长,符合题意。故ABC错误,D正确。
故选D。
[例题4] 渔船常利用回声探测器发射的超声波来探测远处的鱼群与障碍物的方位。已知某超声波的频率为,时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示,此时介质中质点向轴负方向运动。下列说法正确的是( )
A.该超声波沿轴负方向传播
B.时质点和质点的运动方向相反
C.该声波遇到尺寸约为1.5m的障碍物时会发生明显衍射
D.渔船逐渐靠近鱼群时,探测器接收到的回声频率仍为
【答案】B
【详解】A.图示时刻质点向轴负方向运动,根据“峰前质点上振”可判断该超声波沿轴正方向传播,故A错误;
B.质点和质点的平衡位置之间的距离为半个波长,则质点和质点的振动完全相反,故B正确;
C.由题图可知该声波的波长为,当遇到尺寸约1.5m的障碍物时不会发生明显衍射,故C错误;
D.渔船在靠近鱼群时,根据多普勒效应可知,探测器接收到的回声频率增大,故D错误。
故选B。
[例题5] 如图,在某介质中建立坐标系,位于的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播,时刻开始振动,时刻形成图中波形。下列说法正确的是( )
A.波源P的起振方向向下
B.若一观察者从处沿x轴负方向匀速运动,观察者接受到的此波频率小于波源频率
C.0~8s时间内,平衡位置位于的质点所走过的路程为12
D.若在处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播,则在两列波相遇区域会产生干涉现象
【答案】AC
【详解】A.时,波传到了,如图所示,可知此时处的质点要向下振动,则波源P的起振方向向下,A正确;
B.根据多普勒效应,一观察者从处沿x轴负方向匀速运动,观察者接受到的此波频率大于波源频率,B错误;
C.依题意,由
可得波速为
由图可知波长为,由得
振动从波源P传到,用时,则
之后开始向下振动
一个周期,振子振动,则0~8s时间内,平衡位置位于的质点所走过的路程为,C正确;
D.同一介质中,波速相同,由可知波源Q与波源P的频率不同,则在两列波相遇区域不会产生干涉现象,D错误。
故选AC。
1. 关于生活现象的解释,下列说法正确的是( )
A.蝙蝠用声波定位是利用了声波的反射原理
B.救护车疾驰而过时鸣笛音调的变化是声波的干涉现象
C.利用彩超测血管中血流速度是利用了超声波的多普勒效应
D.通过产生与噪声等幅反相的声波来实现降噪是利用了声波的衍射原理
【答案】AC
【详解】A.蝙蝠用声波定位是利用了声波的反射原理,故A正确;
B.救护车疾驰而过时鸣笛音调的变化是声波的多普勒效应,故B错误;
C.利用彩超测血管中血流速度是利用了超声波的多普勒效应,故C正确;
D.通过产生与噪声等幅反相的声波来实现降噪是利用了声波的干涉原理,故D错误。
故选AC。
2. 如图为某研究小组航拍到的钱塘江潮水与岸上汽车齐头并进的画面(图甲,其中黑色A车长度为6米,白色B车正向左匀速行驶,车速为36km/h。同时江面有一多功能气象监测浮标(如图乙),内部加速度传感器监测到纵向(即竖直方向)加速度变化情况如图丙所示,取竖直向上为正方向。若将潮水运动简化为简谐波,则( )
A.水波前进速度约为2m/s B.t=2s时浮标接近波谷位置
C.10s内浮标将前进40m D.3s内B车车头会与7个波峰“相遇”
【答案】BD
【详解】A.如图甲可知,两波峰间的距离大约等于一个A车的长度,即
如图丙可知,波的周期大约
由
解得,A错误;
B.如图丙可知,时,加速度正向最大,即此刻加速度方向向上,指向平衡位置,故此时浮标接近波谷位置,B正确;
C.浮标做简谐运动,故只能上下运动,不能前进,C错误;
D.以向左为正,白色B车向左,速度为
潮水向右,速度为
故B车相对潮水的速度为
则3s内B车相对潮水的位移为
即经过了个波峰,D正确。
故选BD。
3. 如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时,用软件拟合其产生的声波的图样,图中的圆表示波峰。下列说法正确的是( )
A.该图表示的是干涉现象
B.左侧波的频率小于右侧波的频率
C.前侧波的频率大于后侧波的频率
D.单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同
【答案】C
【详解】A.题图表示的是多普勒效应,A错误;
BCD.根据波的图样可知,前侧形成的波纹比较密,后侧形成的波纹比较稀疏,由多普勒效应可知,前侧波的频率大于后侧波的频率,左侧波的频率等于右侧波的频率,救护车向前运动,单位时间内前侧接收的完全波个数比后侧的多,C正确,BD错误。
故选C。
4. 如图所示,图甲为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像,图乙为质点A的振动图像,下列说法正确的是( )
A.该波沿轴正方向传播,波速为
B.该波可以与另一列频率为的波发生稳定的干涉
C.波在传播过程中遇到大小的障碍物能发生明显的衍射
D.观察者向着波源方向奔跑,观察者接收到的频率小于
【答案】A
【详解】A.由图乙可知在时刻质点A向上振动,结合图甲根据波形平移法可知,该波沿x轴正方向传播,由图甲可知该波的波长为,由图乙可知周期为,则波速为,故A正确。
B.该波的频率为
则该波不可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉,故B错误;
C.发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长短或相差不多,所以波在传播过程中遇到160m大小的障碍物不能发生明显的衍射,故C错误;
D.观察者向着波源方向奔跑,根据多普勒效应可知,观察者接收到的频率大于,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,甲图表示S₁和S₂两相干水波的干涉图样,设两列波各自的振幅均为5cm,且图示范围内振幅不变,波速和波长分别是1m/s和0.5m,B是AC连线的中点;乙图为一机械波源S₃在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰,虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是( )
A.甲图中A、B两点的竖直高差为10cm
B.甲图中C点正处于平衡位置且向水面下运动
C.从甲图所示时刻开始经0.25s,B点通过的路程为10cm
D.乙图中在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高
【答案】AD
【详解】A.甲图中A、B两点都是振动加强点,其中A在波峰,B在平衡位置,则A、B两点的竖直高差为Δh=2A
代入数据解得Δh=10cm,故A正确;
B.甲图中C点是振动加强点,正处于波谷位置,故B错误;
C.波的周期为
从甲图所示时刻开始经0.25s,即半个周期,则B点通过的路程为s=2A′=2×2A
代入数据解得s=20cm,故C错误;
D.乙图中波源向左运动,则在E点单位时间接收到的波面比F点多,则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高,故D正确。
故选AD。
6. 蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领,它们会发出超声波,再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小,以及物体是否在移动。下列说法中正确的是( )
A.蝙蝠发出的超声波进入水中后传播速度不变
B.不同蝙蝠发出不同频率的超声波可能发生干涉
C.蝙蝠听到回声的频率变高时,能判断出猎物正在靠近
D.蝙蝠产生高频的超声波目的是波长较长更容易被猎物反射
【答案】C
【详解】A.声速由介质决定,水中声速大于空气中声速,故超声波进入水中后速度增大,选项A错误;
B.干涉需要频率相同,不同蝙蝠发出的超声波频率不同,无法干涉,选项B错误;
C.根据多普勒效应,猎物靠近时反射的回声频率变高,蝙蝠据此判断猎物靠近,选项C正确;
D.高频超声波对应更短波长,短波长分辨率更高,而非“波长较长”,选项D错误。
故选C。
7. 2025年1月18日,我国西藏日喀则市定结县发生4.6级地震,造成人员财产损失,“地震预警”再次引起大家关注。“地震预警”是指在地震发生以后,抢在地震波传播到受灾地区前,向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报,通知目标区域从而实现预警,科研机构为此对波的特性展开研究。如图1所示为所研究的一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图,处的质点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A.该横波将使固有频率为4Hz的物体产生共振
B.一人驾驶汽车快速逃离震中的过程中接收到的地震波频率将小于0.25Hz
C.质点的振动方程是
D.在时间内,质点通过的路程为
【答案】BD
【详解】A.由振动图像图乙可知质点的振动周期T=4s、频率f=0.25Hz,不能使固有频率为4Hz的物体产生共振,故A错误;
B.由表达式 (其中为波速,为观测者速度,vs=0为波源速度)可知,
因为人远离波源,故接收到的频率小于0.25Hz,故B正确;
C.因可知
质点M的振动方程是,故C错误;
D.2.5s代入C中的方程可知,质点位移为,3.5s时位移为,所以通过的路程为
故D正确。
故选BD。
8. 在某种介质中,一列沿x轴正向传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示,此时质点A在波峰位置,质点D刚要开始运动,质点C的振动图像如图乙所示;时刻在D点有一台机械波信号接收器(图中未画出),正以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动。下列说法正确的是( )
A.时刻质点D的起振方向沿y轴负方向
B.信号接收器接收到的机械波的频率为2Hz
C.时刻质点B回到平衡位置
D.若改变振源的振动频率,则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变
【答案】B
【详解】A.波沿x轴正向传播,时刻质点D的起振方向沿y轴正方向,故A错误;
B.由图甲可知波长
由图乙可知周期
则波速
信号接收器以2m/s的速度沿x轴正方向匀速运动,则单位时间内接收到的波的个数为
所以信号接收器接收到该机械波的频率为2Hz,故B正确;
C.波的传播也是波形的传播,质点B回到平衡位置的时间
故C错误;
D.因为影响机械波传播速度的因素是介质,所以改变波源的振动频率,不会影响机械波在介质中的传播速度,故D错误。
故选B。
9. 简谐运动在介质中传播就形成了简谐波。振动图像与波动图像既有联系又有所不同。
(1)如图甲,为时一简谐横波的波形图,图乙为质点P的振动图像,根据图像中信息,可判断:
①在时,质点P的振动方向为 ,波长为 m;
②波的传播方向为 ,波速为 。
(2)如图,为时刻某简谐横波的波形图,此时波刚传至的P点。已知波速大小,质点Q的平衡位置坐标。
①经过 s,Q第一次到达波峰,经过 s,Q第二次到达波谷。
②当Q刚振动时,振动方向为 ,此时质点 P的位移为 cm。
(3)如图所示是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况,图中实线为波峰,虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm,波速为,波长为8cm,E点是B、D和A、C连线的交点,下列说法中正确的是______。
A.A、C两处质点振动加强
B.B、D两处质点在该时刻的竖直高度差是4cm
C.E处质点振动加强
D.经,B处质点通过的路程是10cm
(4)如图所示是利用水波槽观察到的水波衍射图样,从图样可知______。
A.B侧波是衍射波
B.A侧波速与B侧波速相等
C.减小挡板间距离,衍射波的波长将减小
D.增大挡板间距离,衍射现象将更明显
(5)动车组进站时的鸣笛声较静止时更为尖锐,其原因是列车驶向人时,单位时间人接收的声波数 (选填“大于”“等于”或“小于”)列车静止时的,导致人接收到声音的 变大。
【答案】(1) 向下 4 x轴正方向 10
(2) 0.7 2.6 向下 5
(3)C
(4)B
(5) 大于 频率
【详解】(1)①[1][2]由乙图可得,在时,质点P的振动方向为向下,波长
②[3][4]时,质点P的振动方向为向下,根据同侧法,波的传播方向为x轴正方向,周期
故波速
(2)①[1][2]经过
Q第一次到达波峰,周期
Q第二次到达波谷经过的时间为
代入数据,解得
②[3][4]P点起振方向向下,则当Q刚振动时,振动方向为向下,P、Q两点距离
此时质点P位于波峰,位移为5cm。
(3)A.由图可知,A、C处两质点是两列波波峰与波谷叠加的地方,振动减弱,故A错误;
B.由图可知,B、D两点都是振动加强的点,振幅都是4cm,此时D点处于波峰,B点处于波谷,则B、D处两质点在该时刻的竖直高度差是8cm,故B错误;
C.B、D两点都是振动加强的点,它们的连线上各点振动也加强,形成振动加强的区域,所以E点处质点是振动加强的点,故C正确;
D.周期
时间为半个周期,则B点处质点通过的路程是
故D错误。
故选C。
(4)A.小孔是衍射波的波源,故A侧波是衍射波,故A错误;
B.在同一种介质中,波速相等,即A侧波速与B侧波速相等,故B正确;
C.根据波速、波长和频率的关系式,由于波速和频率不变,故波长不变,故C错误;
D.波长越长越容易发生衍射现象,与波的频率和振幅没有关系,在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距,故D错误。
故选B。
(5)[1][2]根据多普勒效应可知,列车驶向人时,单位时间内人接收的声波数大于列车静止时接收到的次数,这样单位时间内接收到的次数增大,导致人接收到声音的频率变大。
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