1、 1.下列说法中正确的是( )A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了B.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解析:当声源和观察者之间有相对运动时,会发生多普勒效应,但声源的频率并没有发生变化,所以 A 选项错误。多普勒效应产生的本质是观察者接收的频率不等于波源的频率,它首先是由奥地利物理学家多普勒发现的。答案:BCD2.火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时,观察者听到并记住了这个乐音的音调。以下情况中,观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )A.观察者静止,
2、火车向他驶来B.观察者静止,火车离他驶去C.火车静止 ,观察者乘汽车向着火车运动D.火车静止,观察者乘汽车远离火车运动解析:当观察者与声源相向运动时,观察者接收到的完全波的个数增多,所以观察者接收到的频率升高,听到乐音的音调比原来要高。当观察者与声源背向运动时,观察者接收的完全波的个数减少,所以观察者接收到的频率降低,听到乐音的音调比原来降低了。综上所述,正确选项为 B、D。答案:BD3.分析下列物理现象:(1)夏天,在一次闪电过后 ,有时雷声轰鸣不绝(2)“闻其声而不见其人”(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时,我们听到汽笛声的音调变高4
3、.如图所示,在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿 x 轴正方向传播,波速 v=400 m/s。为了接收信号,在 x=400 m 处设有一接收器 A(图中未标出)。已知 t=0 时,波已经传播到 x=40 m 处 ,则下列说法中不正确的是 ( )A.波源振动的周期为 0.05 sB.x=40 m 处的质点在 t=0.5 s 时位移最大C.接收器在 t=1.0 s 时才能接收到此波D.若波源向 x 轴负方向移动,则接收器接收到的波的频率将小于 20 Hz解析:波源的振动周期 T= s=0.05 s,故 A 正确;x=40 m 处的质点在 t=0.5 s 时仍在平=20400衡位置,故 B 错;接
4、收器接到此波的时间为 t= s=0.9 s,故 C 错;由多普勒效应可知,接400-40400收器接收到的波的频率应小于波源频率,即小于 20 Hz,故 D 正确。答案:BD5.如图为由波源 S 发出的波某一时刻在介质平面中的情形 ,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 内由 A 运动到 B,观察者接收到多少个完全波?设波速为 340 m/s,则要让观察者完全接收不到波,他每秒要运动多少米?解析:观察者在单位时间内接收到的完全波的个数就等于观察者接收到的频率。如果观察者不动,则 1 s 内,观察者接收到的完全波的个数应为 20 个,然而当观察者从 A
5、运动到B 的过程中 ,所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少 1 个,即他只接收到 19 个完全波,要想让观察者完全接收不到波,他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源。由s=vt 得 s=3401 m=340 m,即观察者每秒要远离波源 340 m。答案:19 个 340 m6.观察者不动,波源迎面而来时（ ）A.波源的波长发生了改变 B.波源的频率发生了改变C.波速发生了改变 D.观察者接收到的频率发生了改变解析:在多普勒效应中,波源的频率、波速都不会发生变化,当波源向观察者运动时,波面密集,波长变短,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数变多,故 A、D 选项正确.答案:AD7.如图 2
6、-4-5 表示产生机械波的波源 O 做匀速运动的情况 ,图中的圆表示波峰.图 2-4-5(1)该图表示的是（ ）A.干涉现象 B.衍射现象 C.反射现象 D.多普勒效应(2)波源正在向 _处移动（ ）A.A B.B C.C D.D(3)观察到波的频率最低的位置是（ ）A.A 处 B.B 处 C.C 处 D.D 处解析:波源的左边波长较小,说明波源正向左运动,因此 A 处的观察者观察到的频率偏高,B 处的观察者观察到的频率偏低,故(1) 中应选 D,(2)中应选 A,(3)中应选 B.答案:(1)D (2)A (3)B8.如图 2-4-6 所示 ,波源 S 不动,每秒发出 30 个完全波,观察者
7、 1 s 内由位置 A 移到位置 B,则观察者每秒接收到个_完全波.图 2-4-6解析:题图中两个实线间距离代表 1 个波长,则观察者在 1 s 内由位置 A 移到位置 B,每秒钟接收到 31 个完全波.答案:319.有一种用钢丝操纵做圆周运动飞行的飞机模型,装有两冲程的活塞式发动机作为动力,操纵者站在圆心,在他听来发动机工作时发出的声音是平稳不变的,场边的观察者听到的声音忽高忽低地做周期性变化,这是由于_,这种现象叫_.模型飞机的飞行速度是 90 km/h,单缸发动机的转速是 9 000 r/min,则观察者听到的最高频率是多少? 最低频率是多少?操纵者听到的声音的频率是多少?解析:飞机的飞
8、行速度 v1=90 km/h=25 m/s,f0=9 000/60 Hz=150 Hz,观察者接收到的频率为f,则 f= f0,代入数据,得v1fmax= f0= 150 Hz=161 Hz13425fmin= f0= 150 Hz=139 Hzv操纵者由于与声源没有相对运动，则操纵者听到的声音的频率仍为 150 Hz.答案:观察者与声源有相对运动 多普勒效应 161 Hz 139Hz 150 Hz10.如图 2-4-7 所示,在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿 x 轴正方向传播,波速v=400 m/s.为了接收信号,在 x=400 m 处设有一接收器 A(图中未标出).已知 t=0 时,
9、波已经传播到 x=40 m 处,则下列说法中不正确的是（ ）图 2-4-7A.波源振动的周期为 0.05 sB.x=40 m 处的质点在 t=0.5 s 时位移最大C.接收器在 t=1.0 s 时才能接收到此波D.若波源向 x 轴负方向移动,则接收器接收到的波的频率将小于 20 Hz解析:波源的振动周期 T= s=0.05 s,故 A 正确.x=40 m 处的质点在 t=0.5 s 时仍在402v平衡位置,故 B 错.接收器接到此波的时间为 t= s=0.9 s,故 C 错.由多普勒效应可40知,接收器收到的波的频率应小于波源频率,即小于 20 Hz,故 D 正确.答案:BC11.两列火车以
10、20 m/s 的速度迎面开来又错车离去,甲车汽笛声为 2 500 Hz,问乙车中乘客听到汽笛声有什么变化?解析:设声音在空气中的传播速度为 v,当声源不动时,声源发出频率为 f0、波长为 0 的声波,在时间 t 内声波传播的距离为 vt,在这段时间内分布的完全波的个数为 n= .当声源0vt以速度 v1 向观察者运动时,这 n 个完全波分布在距离(v-v 1)t 内,相应的波长为 =0,因观察者以速度 v2 做反向运动,所以声波相对于观察者的速度为n)(v+v2,观察者接收到的声波的频率为 f= = = f0= 2 500 2vf)(1021234Hz=2 813 Hz,同理,当错车离去时,f
11、= f0= 2 500 Hz=2 222 Hz.12v34答案:2 813 Hz 2 222 Hz12.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,已知声音在空气中的传播速度为 340 m/s,则这个人在每分钟内能听到几声警钟?解析:首先根据题意,画出示意图,M 点为警钟所在处(即 M 为声源),O 点为观察者(即车中人)的瞬时位置.以 v0 表示声音在空气中的速度,在时间 T 内声音传播的距离 s0=v0T,从波前到达 O 点再经时间 t 可传到 A 点,则声波通过观察者的距离 s1=v0t.若人坐在不动的车内,则在时间 t 内听到钟响的
12、次数为 n= .tvs01若人坐在以速度 v 行驶的车内向 M 点运动,在相同的时间 t 内人向声源移动的距离s2=vt,声波在时间 t 内通过的相对人的距离应为(s 1+s2).于是,在这段时间内人听到的钟响次数就应为 n= .Tts0021)(代入已知数据解得 n=126,即人坐在行驶的车内每分钟听到警钟响 126 声.答案:126 声13.蝙蝠如果每秒钟发射 50 次超声波,每次发出 100 个频率为 105 Hz 的波,那么在空气中形成一系列断续的波列,已知空气中声速为 340 m/s.求:(1)每个波列的长度及两波列间隔的长度;(2)如果声波进入水中传播,声波在水中的传播速度为 1
13、450 m/s,那么波列的长度及两波列间隔的长度又是多少?解析:由 v=f,可得超声波的每一个波长,蝙蝠每次发出 100 个波,故有每个波列的长度L=100,每发射一次超声波传播的距离,从而确定出两波间隔的长度 .(1)在空气中,由 v=f 得 = m=3.410-3 m,每个波列的长度 L=100 =1003.410-51034fv3 m=0.34 m,两列波间隔的长度L=vt-L=(340 -0.34) m=6.46 m.501(2)在水中,= m=14.510-3 m,每个波列的长度 L=100=10014.510-3 m=1.45 4fvm,两列波间隔的长度L=vt-L=(1 450 -1.45) m=27.55 m.501答案:(1)0.34 m 6.46 m (2)1.45 m 27.55 m
