高中5 多普勒效应同步达标检测题

这是一份高中5 多普勒效应同步达标检测题，文件包含人教版高中物理选择性必修一同步精讲精练专题33机械波的反射折射衍射和多普勒效应教师版docx、人教版高中物理选择性必修一同步精讲精练专题33机械波的反射折射衍射和多普勒效应学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
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\l "_Tc1161" 【题型1 机械波的反射】
\l "_Tc25206" 【题型2 机械波的折射】
\l "_Tc9103" 【题型3 机械波的衍射】
\l "_Tc6522" 【题型4 多普勒效应】
【题型1 机械波的反射】
【例1】一只汽船以的速度在无风河面上航行，船上发出声鸣笛，旅客在后听到前方悬崖反射回来的声音，已知声音在空气中的传播速度为。则悬崖离汽船鸣笛时的位置有多远。
【变式1-1】机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射，如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的是（ ）
A．入射线与反射线一定在同一平面内，法线与这一平面垂直
B．入射线与反射线可能在法线同侧
C．“回声”是声波的反射现象
D．“回声”是声波的折射现象
【变式1-2】甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距，距离墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为( )
A.听不到B.甲开枪后C.甲开枪后D.甲开枪后
【变式1-3】测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335 m．某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动．当B接收到反射回来的超声波信号时A、B相距355 m，已知声速为340 m/s，则下列说法正确的是( )
A．经1 s，B接收到返回的超声波
B．超声波追上A车时，A车前进了10 m
C．A车加速度的大小为10 m/s2
D．A车加速度的大小为5 m/s2
【题型2 机械波的折射】
【例2】关于波的折射现象，下列说法正确的是（ ）
A．一切波都能发生折射现象
B．发生折射时，波的传播方向一定会发生改变
C．不是所有的波都能发生折射
D．波发生折射时，波长、频率和波速都会发生变化
【变式2-1】根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（ ）
A．声波从空气传到平静的湖面上，声波在水面处只发生反射
B．声波从空气传到平静的湖面上，声波在水面处只发生折射
C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射
D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射
【变式2-2】关于波的频率，下列说法中正确的是（ ）.
A．波的频率由介质决定，与波源无关
B．波的频率与波速无关
C．波由一种介质进入另一种介质时，频率变大
D．波由一种介质进入另一种介质时，频率变小
【变式2-3】如图所示1、2、3分别代表入射波、反射波和折射波的波线，则( )
A.2与1的波长、频率相等，波速不等B.2与1的波速、频率相等，波长不等
C.3与1的波速、频率、波长均相等D.3与1的频率相等，波速、波长均不等
【题型3 机械波的衍射】
【例3】(多选)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射.下列措施可能使波发生较为明显衍射的是( )
A.增大波源的振动频率
B.减小波源的振动频率
C.增大障碍物的长度
D.减小障碍物的长度
【变式3-1】如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述错误的是( )
A．此时能观察到明显的波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象
【变式3-2】(多选)一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m处，此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s
B.A质点比B质点晚振动0.1 s
C.B质点此时的位移为1 cm
D.由图示时刻经0.2 s，B质点的运动路程为2 cm
E.该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时不会发生明显的衍射现象
【变式3-3】（多选）下列说法正确的是（ ）
A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象
B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象
D．只有波才有衍射现象
【题型4 多普勒效应】
【例4】(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
【变式4-1】如图所示，在原点O处的质点(波源)做简谐运动，产生沿x轴正方向传播的简谐波，波速v＝20 m/s。为了接收到这列波，在x＝200 m处设有一台接收器(图中未标出)。已知t＝0时，波刚好传播到x＝30 m处，则下列说法正确的是( )
A．波源振动的周期为2 s
B．接收器在t＝8 s时才能接收到此波
C．x＝40 m处的质点在t＝1 s时向上运动
D．若波源向x轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于1 Hz
【变式4-2】[多选]关于多普勒效应，下列说法正确的是( )
A．多普勒效应是由于波的干涉引起的
B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变
C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的
D．只有声波才有多普勒效应
E．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率
【变式4-3】根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②钢琴声震碎玻璃酒杯；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④两列水波相遇产生稳定花纹。这些物理现象分别属于（ ）
A．干涉、衍射、多普勒效应、共振
B．折射、多普勒效应、共振、干涉
C．衍射、共振、多普勒效应、干涉
D．衍射、共振、折射、多普勒效应
参考答案
【题型1 机械波的反射】
【例1】一只汽船以的速度在无风河面上航行，船上发出声鸣笛，旅客在后听到前方悬崖反射回来的声音，已知声音在空气中的传播速度为。则悬崖离汽船鸣笛时的位置有多远。
答案：
【变式1-1】机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射，如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的是（ ）
A．入射线与反射线一定在同一平面内，法线与这一平面垂直
B．入射线与反射线可能在法线同侧
C．“回声”是声波的反射现象
D．“回声”是声波的折射现象
答案：C
【变式1-2】甲、乙两人平行站在一堵墙前面，二人相距，距离墙均为，当甲开了一枪后，乙在时间t后听到第一声枪响，则乙听到第二声枪响的时间为( )
A.听不到B.甲开枪后C.甲开枪后D.甲开枪后
答案：C
解析：乙听到的第一声枪响必然是甲放枪的声音直接传到乙的耳中，故。甲、乙二人及墙的位置如图所示，乙听到的第二声枪响必然是墙反射的枪声，由反射定律可知，波线如图中和，由几何关系可得，故第二声枪响传到乙的耳中的时间为，故C正确。
【变式1-3】测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335 m．某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动．当B接收到反射回来的超声波信号时A、B相距355 m，已知声速为340 m/s，则下列说法正确的是( )
A．经1 s，B接收到返回的超声波
B．超声波追上A车时，A车前进了10 m
C．A车加速度的大小为10 m/s2
D．A车加速度的大小为5 m/s2
答案 C
解析 从B发出超声波到接收到超声波过程中，汽车A的运动情况如图所示：
B发出超声波时，小车在C位置
小车反射超声波时，小车在D位置
B接收到超声波时，小车在E位置
经分析可知：tCD＝tDE，xCE＝20 m
由运动学规律得xCD∶xDE＝1∶3
所以xCD＝5 m，xDE＝15 m，tCD＝eq \f(335＋5,340) s＝1 s
可见B接收到返回的超声波需2 s.
对小车A：Δx＝ateq \\al( 2,CD)
所以a＝10 m/s2
由以上可知只有选项C正确．
【题型2 机械波的折射】
【例2】关于波的折射现象，下列说法正确的是（ ）
A．一切波都能发生折射现象
B．发生折射时，波的传播方向一定会发生改变
C．不是所有的波都能发生折射
D．波发生折射时，波长、频率和波速都会发生变化
答案：A
【变式2-1】根据波的反射和折射原理，以下说法正确的是（ ）
A．声波从空气传到平静的湖面上，声波在水面处只发生反射
B．声波从空气传到平静的湖面上，声波在水面处只发生折射
C．声波从空气传到平静的湖面上时既发生反射又发生折射
D．声波从空气传到平静的湖面上时既不发生反射又不发生折射
答案：C
【变式2-2】关于波的频率，下列说法中正确的是（ ）.
A．波的频率由介质决定，与波源无关
B．波的频率与波速无关
C．波由一种介质进入另一种介质时，频率变大
D．波由一种介质进入另一种介质时，频率变小
答案：B
【详解】波的频率由波源决定，与介质无关，与波速无关，故A错误B正确。
当波由一种介质传到另一种介质时，频率不变，故CD错误。
【变式2-3】如图所示1、2、3分别代表入射波、反射波和折射波的波线，则( )
A.2与1的波长、频率相等，波速不等B.2与1的波速、频率相等，波长不等
C.3与1的波速、频率、波长均相等D.3与1的频率相等，波速、波长均不等
答案：D
解析：反射波的波长、频率、波速与入射波的都应该相等，选项AB错误；折射波的波长、波速与入射波的都不等，但频率相等，选项C错误，选项D正确。
【题型3 机械波的衍射】
【例3】(多选)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射.下列措施可能使波发生较为明显衍射的是( )
A.增大波源的振动频率
B.减小波源的振动频率
C.增大障碍物的长度
D.减小障碍物的长度
答案 BD
解析 不能发生明显衍射的原因是障碍物的长度远大于波长，则增大波长或减小障碍物的长度可能使波发生较为明显的衍射，选项C错误，D正确；由λ＝eq \f(v,f)知，v不变，减小f，λ增大，选项A错误，B正确.
【变式3-1】如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述错误的是( )
A．此时能观察到明显的波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象
解析：选D 由题图可知，孔的尺寸与水波的波长差不多，故此时能观察到明显的波的衍射现象，故A正确；波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B正确；如果将孔AB扩大，若孔的尺寸远大于水波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据λ＝eq \f(v,f)知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。
【变式3-2】(多选)一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m处，此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s
B.A质点比B质点晚振动0.1 s
C.B质点此时的位移为1 cm
D.由图示时刻经0.2 s，B质点的运动路程为2 cm
E.该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时不会发生明显的衍射现象
答案 BCD
解析 由题图知，波长λ＝8 m，则波速为v＝eq \f(λ,T)＝eq \f(8,0.8) m/s＝10 m/s.此时B质点的速度方向为－y方向，由波形的平移法知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；A质点与B质点平衡位置相距x＝1 m，则波从B质点传到A质点的时间t＝eq \f(x,v)＝eq \f(1,10) s＝0.1 s，故B正确；B质点此时的位移为y＝eq \r(2)sin eq \f(3,4)π cm＝1 cm，故C正确；由题图所示时刻经0.2 s＝eq \f(1,4)T，由波形平移法可知，x＝5 m处质点的状态传到B质点，B质点的运动路程为s＝2y＝2 cm，故D正确；因该列波的波长为8 m，则该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时会发生明显的衍射现象，故E错误.
【变式3-3】（多选）下列说法正确的是（ ）
A．波的衍射现象必须具备一定的条件，否则不可能发生衍射现象
B．要观察到水波明显的衍射现象，必须使狭缝的宽度远大于水波波长
C．波长越长的波，越容易发生明显的衍射现象
D．只有波才有衍射现象
答案：CD
【题型4 多普勒效应】
【例4】(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
解析 看到闪电后，过一会儿才能听到雷声，是光和声音在空气中的传播速度不同造成的，故A错误；探测器接收到光的超声波频率发生变化，是由于血液发生流动，探测器与血液的观测点的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，故B正确；观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调变低是由于列车与观察者的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，故C正确；声波在空气中和水中的传播速度不同，是由于进入不同介质，波长发生变化引起的，故D错误；观察者与双星的距离发生变化，接收到的频率发生变化，产生周期性变化的光谱，属于多普勒效应，E正确.
【变式4-1】如图所示，在原点O处的质点(波源)做简谐运动，产生沿x轴正方向传播的简谐波，波速v＝20 m/s。为了接收到这列波，在x＝200 m处设有一台接收器(图中未标出)。已知t＝0时，波刚好传播到x＝30 m处，则下列说法正确的是( )
A．波源振动的周期为2 s
B．接收器在t＝8 s时才能接收到此波
C．x＝40 m处的质点在t＝1 s时向上运动
D．若波源向x轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于1 Hz
解析：选D 由图像可知，波长λ＝20 m，周期T＝eq \f(λ,v)＝eq \f(20,20) s＝1 s，A错误；接收器接收到此波所需时间为t＝eq \f(s,v)＝eq \f(200－30,20) s＝8.5 s，B错误；在t＝1 s时，波向前传播了一个波长，x＝40 m处的质点与t＝0时x＝20 m处的质点的振动情况一样，而t＝0时x＝20 m处的质点向下运动，故x＝40 m处的质点在t＝1 s时向下运动，C错误；若波源向x轴负方向移动，则接收器离波源越来越远，根据多普勒效应可知，接收到的波的频率变小，D正确。
【变式4-2】[多选]关于多普勒效应，下列说法正确的是( )
A．多普勒效应是由于波的干涉引起的
B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变
C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的
D．只有声波才有多普勒效应
E．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率
解析：选BCE 多普勒效应是由于波源与观察者之间发生相对运动而产生的，其波源的频率不发生变化，是观察者接收到的频率发生变化，故B、C正确，A错误；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，E正确；机械波和光波都有多普勒效应现象，故D错误。
【变式4-3】根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②钢琴声震碎玻璃酒杯；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④两列水波相遇产生稳定花纹。这些物理现象分别属于（ ）
A．干涉、衍射、多普勒效应、共振
B．折射、多普勒效应、共振、干涉
C．衍射、共振、多普勒效应、干涉
D．衍射、共振、折射、多普勒效应
【答案】C
【解析】①闻其声而不见其人是波的衍射现象；
②钢琴声震碎玻璃酒杯是由于共振产生的；
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应；
④两列水波相遇产生稳定花纹是水波的干涉现象。故选C。