高考物理選修知識點鞏固練習多普勒效應(yīng)、 惠更斯原理

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1、 【鞏固練習】 一、選擇題 1．如圖所示，讓小球P一邊貼水面每秒振動5次，一邊沿z軸正方向勻速移動，O點是它的初始位置．圖示為觀察到的某一時刻的水面波，圖中的實線表示水面波的波峰位置，此時小球P處于波峰位置，激起的第一個波峰剛好傳到40 cm處，那么水面波的傳播速度及小球P勻速移動的速度分別是（ ）． A．0.05 m／s，0.025 m／s B．0，1 rn／s，0.1 m／s C．0.15 m／s，0.125 m／s D．0.2 m／s，0.1 m／s 2．輪船在進港途中x-t圖像如圖甲所示，則在港口所測到輪船

2、L霧笛發(fā)出聲音的頻率是圖乙中的哪一個（ ）． 3．（2014 于洪區(qū)校級月考）下列選項與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是(　　) A．科學家用激光測量月球與地球間的距離 B．醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速 C．技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝士中是否有氣泡 D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進的速度 4．一個位于原點O的波源S發(fā)出一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波，波速為400 m／s，已知在t=0時刻，波剛好傳到x=40 m處，當時的波形圖如圖所示．在x軸上橫坐標x=400 m處固定一個波的接收器P（圖中未畫出），則下列說法中

3、正確的是（ ）． A．波源開始振動的方向一定是向下 B．x=40 m處的質(zhì)點在t=0.5 s時刻位于最大位移處 C．接收器在江1.0 s時刻才接收到此波的信號 D．若從t=0時刻起波源S沿x軸負向以10 m／s的速度勻速移動，則接收器接收到此波時的頻率將變小 5．有兩個靜止的聲源，發(fā)出聲波1和聲波2，在空氣中傳播，如圖所示為某時刻這兩列波的圖像，則下列說法中正確的是（ ）． A．聲波1的波速比聲波2的波速大 B．相對于同一障礙物，波l比波2更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)

4、象 C．這兩列波相遇時，不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D．遠離兩個聲源運動的觀察者，聽到的這兩列波的頻率均與從聲源發(fā)出時的頻率相同 6．如圖甲所示，O為波源，OP間距為s，t=0時刻0點開始由平衡位置向下振動，產(chǎn)生向右的沿直線傳播的簡諧橫波，圖乙表示P點振動的圖像（從t1時刻開始振動）．則以下說法正確的是（ ）． A．該波的波長為s(t2－t1)／t1 B．該波與另一列頻率為Hz的同類波疊加不可能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 C．某障礙物的尺寸為，該波遇到此障礙物時能產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象 D．若波源O向右勻減速運動，靠

5、近P點，則P點的觀察者接收到的波的頻率比Hz大 7．如圖是一列機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)中發(fā)生的現(xiàn)象，已知波在介質(zhì)Ⅰ中的波速為v1，波在介質(zhì)Ⅱ中的波速為v2，則v1∶v2，為（ ）． A．1∶ B．∶1 C． D． 8．以下關(guān)于波的認識，哪些是正確的？（ ） A．潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況，用的是波的反射原理 B．隱形飛機怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì)，是為了減少波的反射，從而達到隱形的目的 C．雷達的工作原理是利用波的反射 D．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，

6、是波的折射現(xiàn)象 9．甲、乙兩人平行站在一堵墻前面，兩人相距2a，距離墻均為，當甲開了一槍后，乙在時間t后聽到第一聲槍響，則乙聽到第二聲槍響的時間為（ ）． A．聽不到 B．甲開槍3t后 C．甲開槍2t后 D．甲開槍后 10．(2015 北京朝陽二練)一束光線從折射率為1.5的玻璃射向空氣，入射角為45°。下列四幅光路圖中正確的是 A B C D 11．如圖所示。是聲波從介質(zhì)Ⅰ進入介質(zhì)Ⅱ的折射情況，由圖判斷下面說法中

7、正確的是（ ）． A．入射角大于折射角，聲波在介質(zhì)Ⅰ中的波速大于它在介質(zhì)Ⅱ中的波速 B．入射角大于折射角，Ⅰ可能是空氣，Ⅱ可能是水 c．入射角小于折射角，Ⅰ可能是鋼鐵，Ⅱ可能是空氣 D．介質(zhì)Ⅰ中波速v1與介質(zhì)Ⅱ中波速v2滿足： 二、填空題 12．（2015 高郵市校級期中）如圖表示產(chǎn)生機械波的波源P做勻速運動的情況，圖中圓表示波峰，已知波源的頻率為f0，該圖表示波源正在向______（填“A”、“B”、“C”或“D”）點移動；觀察者在圖中A點接收波的頻率將______（填“大于”“等于”或“小于”）f0．

8、 13．如圖所示，在公路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速度v1，向東行走，在路口北側(cè)，乙站在路邊，一輛汽車以速度v2通過路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f0，車速v2＞v1。甲聽到的笛聲的頻率為f1，乙聽到的笛聲的頻率為f2，司機自己聽到的笛聲的頻率為f3，則此三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為________． 14．某人乘火車由甲地去乙地，途中此人乘坐的列車笛聲頻率為f1；此人乘坐的列車之后又與迎面駛來的一列客車會車，聽到客車駛近時的笛聲頻率為f2，已知機車發(fā)出的笛聲相同，則f1與f2的大小關(guān)系是f1________（填“大于”“小于”或“等于”f2．

9、 三、解答題 15．以速度u=20 m／s奔馳的火車，鳴笛聲頻率為275 Hz，若常溫下空氣中的聲速v=340 m／s． （1）當火車駛來時，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？ （2）當火車駛?cè)r，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？ 16．一個觀察者在鐵路旁邊，當火車駛近時，他聽到汽笛聲頻率為f1=440 Hz．當火車駛?cè)r，他聽到汽笛聲頻率為f2=392 Hz，設(shè)空氣中的聲速為330 m／s，求火車的速度v1是多少？ 17．正在報警的警鐘，每隔0.4 s響一聲，有輛警車以72 km／h的速度向警鐘所在地趕來，則該警車內(nèi)的警察在2 min內(nèi)能聽到

10、多少次響聲？（報警信號在空氣中傳播速度為340 m／s） 18．某人想聽到自己發(fā)出聲音的回聲，若已知聲音在空氣中的傳播速度為340 m／s，那么他至少要離障礙物多遠？（原聲與回聲區(qū)分的最短時間為0.1 s） 19．一個觀察者在高處用望遠鏡注視在地上的木工以每秒2次的頻率擊釘子，他聽到聲音時恰好看到擊錘動作，若觀察者距木工680 m，當木工停止擊錘后，他還能聽到幾次擊釘聲？（聲波在空氣中的傳播速度為340 m／s） 20．如圖，a、b、c分別為人射波、反射波、折射波，已知入射波波速v=10 m／s，入射角1為30°，反射波線與折射波線相垂直，求折射波的速度．

11、 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】D 【解析】由圖可知P振動的時間為2 s，波速，P點移動速度． 2．【答案】A 【解析】由x-t圖像可知，輪船靠近港口時的速度v1＞v3＞v2，由可知，f1＞f3＞f2，故A項正確。 3．【答案】BD 【解析】當觀察者與測量對象無相對運動時，不發(fā)生多普勒效應(yīng)，A、C錯誤，當觀察者與測量對象相對運動時，發(fā)生多普勒效應(yīng)，根據(jù)接收頻率的變化測速，故B、D正確． 4．【答案】A、D 【解析】t=0時刻x=40 m處質(zhì)點起振的方向與波源開始振動的方向是相同的，向下振動，所以A正確；由=20 m，，所以x=40 m處的質(zhì)

12、點，在t=0.5 s時恰好振動了10個周期，又回到平衡位置，B錯誤；t=0時波離接收器P的距離為400 m－40 m=360 m，所以再經(jīng)過，接收器P即可接收到此波的信號，C錯誤；波源以10 m／s的速度遠離接收器P，由多普勒效應(yīng)知識可知，接收器接收到此波時的頻率將變小，D正確． 5．【答案】B、C 6．【答案】A、C、D 7．【答案】C 8．【答案】A、B、C、D 9．【答案】C 【解析】乙聽到第一聲槍響必然是甲放槍的聲音直接傳到乙的耳中，設(shè)槍響聲音的傳播速度為v，故． 甲、乙兩人及墻的位置如上圖所示，乙聽到第二聲槍響必然是

13、墻反射的槍聲，由反射定律可知，波線如圖中AC和CB，由幾何關(guān)系可得：AC=CB=2a，故第二聲槍響傳到乙的耳中的時間為． 10．【答案】A 【解析】剛從光密介質(zhì)進入到光疏介質(zhì)，當入射角大于某一角是會發(fā)生全反射，設(shè)為臨界全反射角：， 。 11．【答案】A 【解析】由圖中可直接看出1為入射角，2為折射角，有1＞2，選項C錯誤；根據(jù)折射規(guī)律有．所以v1＞v2，選項D錯誤，選項A正確；聲波在液體、固體中的速度大于在氣體中的速度，選項B錯誤． 二、填空題 12．【答案】B，小于． 【解析】根據(jù)多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因，該圖表示波源正在向B點移動；當波源和觀察者間距變小，觀察者接收到

14、的頻率一定比波源頻率高．當波源和觀察者距變大，觀察者接收到的頻率一定比波源頻率低，因此觀察者在圖中A點接收波的頻率將小于發(fā)出的頻率，即f0． 13．【答案】f1、f2、f3 【解析】由于v2＞v1，所以汽車和甲的相對距離減小．甲聽到的頻率變大，即f1＞f0．由于乙靜止不動，汽車和乙的相對距離增大，乙聽到的頻率變小，即f2＜f0．由于司機和聲源相對靜止，所以司機聽到的頻率不變，即f3=f0．綜上所述，三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為f1、f3、f2． 14．【答案】小于 【解析】當波源和觀察者互相靠近時，觀察者接收到的頻率大于波源的頻率． 三、解答題 15．【答案】見解析

15、 【解析】（1）觀察者相對介質(zhì)靜止，波源以速度“向觀察者運動，以介質(zhì)為參考系，波長將縮短為＇=vT－uT=(v－u)T，則觀察者聽到的頻率為 。 （2）同上述分析，觀察者聽到的頻率為 ． 16．【答案】見解析 【解析】設(shè)汽笛的頻率為f， 當火車駛近時：， ① 當火車遠離時：， ② ①②式聯(lián)立，解得。 17．【答案】見解析 【解析】警鐘所發(fā)報警信號頻率，觀察者相對于介質(zhì)的速度v1=72 km／h=20 m／s，故警察接收到的報警信號頻率，則警察在2 min內(nèi)可聽到的警報聲次=317次． 18．【答案】見解析

16、 【解析】在波的反射現(xiàn)象中，反射波的波長、頻率和波速都跟入射波的相同，只有聲波從人所站立的地方到障礙物再返回來全部經(jīng)歷的時間在0.1 s以上，才能辨別出回聲，設(shè)障礙物至少和人相距為s，則應(yīng)有2s=vt． 可得：． 19．【答案】見解析 【解析】題中木工擊釘子產(chǎn)生的聲波屬于一種時間短暫的“脈沖波”，如圖所示。 設(shè)脈沖的間距為d，由于聲速是v=340 m／s，木工擊釘頻率為f=2 Hz．所以． 因此在680 m距離內(nèi)有脈沖波，也就是說木工停止擊釘后還能聽到4次擊釘聲． 20．【答案】見解析 【解析】由圖可知波的折射角2=60°，由折射定律：， ．