第三章 5一、選擇題(本題共5小題,每題8分,共40分)1.關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說法中正確的是( C )A.多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的B.多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生變化C.多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的D.只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)解析:在多普勒效應(yīng)中,波源的頻率是不改變的,只是由于波源和觀察者之間有相對運動,觀察者感到頻率發(fā)生了變化。多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征,電磁波和光波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)。故選項C正確。2.近年來我國的航空事業(yè)迅速發(fā)展,戰(zhàn)機(jī)的超音速飛行已十分普遍。當(dāng)戰(zhàn)機(jī)在法定上空返航時,地面上的人經(jīng)常會聽到一聲雷鳴般的巨響,引起房屋門窗的劇烈顫動。這是因為飛機(jī)返航加速過程中,當(dāng)飛機(jī)速度接近聲速時會使發(fā)動機(jī)發(fā)出的聲波波面在飛機(jī)的前方堆積形成音障,當(dāng)飛機(jī)加速沖破音障時而發(fā)出的巨大響聲,稱為音爆。關(guān)于音障的形成與下列哪種現(xiàn)象的形成原理最為相近( C )A.音叉周圍有些區(qū)域聲音較強,有些區(qū)域聲音較弱B.敲響一只音叉,不遠(yuǎn)處的另一只音叉也發(fā)出聲音C.火車進(jìn)站時鳴笛的音調(diào)會變高,出站時會變低D.在屋外看不見屋內(nèi)的人,卻能聽見屋內(nèi)人說話解析:音叉周圍有些區(qū)域聲音較強,有些區(qū)域聲音較弱,這是聲音的干涉現(xiàn)象,故A錯誤;敲響一只音叉,不遠(yuǎn)處的另一只音叉也發(fā)出聲音,這是聲音的共振現(xiàn)象,故B錯誤;火車進(jìn)站時鳴笛的音調(diào)會變高,出站時會變低,音調(diào)會變低表示遠(yuǎn)離,音調(diào)會變高表示靠近,該現(xiàn)象與音障的形成類似,故C正確;在屋外看不見屋內(nèi)的人,卻能聽見屋內(nèi)人說話,這是聲音的衍射現(xiàn)象,故D錯誤。3.輪船在進(jìn)港途中的x-t圖像如圖所示,則在港口所測到輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是圖中的哪一個( A )解析:勻速靠近港口的過程中,測量到的頻率不隨時間變化,但速度大時頻率大,由x-t圖像可知,輪船靠近港口時三段時間內(nèi)的速度v1>v3>v2,可知f1>f3>f2,故A正確。4.(多選)一漁船向魚群發(fā)出超聲波,若魚群正向漁船靠近,則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比( BC )A.波速變大 B.波速不變C.頻率變高D.頻率不變解析:漁船與魚群相互靠近,被魚群反射回來的超聲波的速度大小不變;由多普勒效應(yīng)知,反射回來的超聲波的頻率變高。故選項B、C正確。5.(多選)關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說法中正確的是( BD )A.只要波源在運動,就一定能觀察到多普勒效應(yīng)B.當(dāng)聲源靜止、觀察者運動時,也可以觀察到多普勒效應(yīng)C.只要聲源在運動,觀察者總是感到聲音的頻率變高D.當(dāng)聲源相對于觀察者運動時,觀察者聽到的聲音的音調(diào)可能變高,也可能變低解析:若波源和觀察者都同時運動,兩者間相對靜止時,是不能觀察到多普勒效應(yīng)的,故A錯誤;由定義可知,當(dāng)聲源靜止、觀察者運動時,也可以觀察到多普勒效應(yīng),故B正確;若聲源遠(yuǎn)離觀察者,觀察者會感到聲音頻率變低,故C錯誤;聲源和觀察者靠近時,音調(diào)會變高;若兩者遠(yuǎn)離,則頻率減小音調(diào)變低;故D正確。二、非選擇題(共20分)6.(8分)如圖分別反映了飛機(jī)以三種速度在空中(不考慮空氣的流動)水平飛行時,產(chǎn)生聲波的情況。圖中一系列圓表示聲波的傳播情況,A表示飛機(jī)的位置。請你利用給出的圖,確定飛機(jī)飛行速度最大的是 丙 (選填“甲”“乙”或“丙”)。解析:題圖甲中,飛機(jī)飛到A點時,聲波已傳播到前面了,即飛機(jī)慢于聲音,題圖乙中飛機(jī)與聲音速度相同,題圖丙中,飛機(jī)運動到A點時,聲波還在后面,故飛機(jī)運動快于聲音。7.(12分)如圖所示為由波源S發(fā)出的波某一時刻在介質(zhì)平面中的情形,實線為波峰,虛線為波谷,設(shè)波源頻率為20 Hz,且不運動,而觀察者在1 s內(nèi)由A運動到B,觀察者接收到多少個完全波?答案:19個解析:波與觀察者作同向運動。波比觀察者多移動的波長數(shù)就是觀察者接收到的完全波個數(shù),設(shè)波長λ,x人=λ,x波=λft=20λ,波相對人移動的距離:Δx=x波-x人=19λ,故觀察者接收到19個完全波。