人教版高中物理选修34第十二章第5节Word文档格式.docx
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图1
2．如图1，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20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个
完全波？
设波速为340m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？
知识点二 发生多普勒效应的几种情况
图2
3．如图2所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．
（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）波源正在向哪处移动（ ）
A．AB．B
C．CD．D
（3）观察到波的频率最低的位置是（ ）
4．新型列车动车组速度可达300km/h，与该车汽笛声的音调相比，
（1）站在车前方路旁
的人听起来音调________（选填“偏高”或“偏低”），站在车后方路旁的人听起来音调
________（选填“偏高”或“偏低”）．
（2）迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？
此时列车汽笛发出的声波频率变化了
吗？
（3）坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样？
方法技巧练
多普勒效应的应用
5．公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前
方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警
车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速（ ）
A．高于100km/hB．低于100km/h
C．等于100km/hD．无法确定
6．有经验的铁路工人为什么可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢？
1．关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）
A．多普勒效应是由波的干涉引起的
B．多普勒效应说明波源的频率发生了改变
C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的
D．只有声波才可以产生多普勒效应
2．有经验的铁路养护人员可以从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向．他所利用的应是（ ）
A．声波的干涉现象B．声波的衍射现象
C．声波的多普勒效应D．声波的反射现象
3．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动．以u表示声源的速度，V表示
声波的速度（u＜V），ν表示接收器接收到的频率．若u增大，则（ ）
A．ν增大，V增大B．ν增大，V不变
C．ν不变，V增大D．ν减小，V不变
4．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，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
5．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1ms
或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射几次．假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39000
Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则下列判断正确的是（ ）
A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000Hz
B．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率
C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率
D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz
6．波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方介质振动的频率为f1，波源
后方介质振动的频率为f2，则三者的关系为（ ）
A．f1＝f2＝f0B．f1＝f2>
f0
C．f1＝f2<
f0D．f2<
f0<
f1
7．当人听到声音的频率越来越低时，可能的原因是（ ）
A．声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低
B．人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的频率不变
C．人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动的频率不变
D．人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动的频率不变
8．下面哪些应用是利用了多普勒效应（ ）
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速
度
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，
根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
9．如图3所示，让小球P一边贴水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动，O
点是它的初始位置．图示为观察到的某一时刻的水面波，图中的实线表示水面波的波峰
位置，此时小球P处于波峰位置，激起的第一个波峰刚好传到40cm处，那么水面波的
传播速度及小球P匀速移动的速度分别是（ ）
图3
A．0.05m/s；
0.025m/s
B．0.1m/s；
0.1m/s
C．0.15m/s；
0.125m/s
D．0.2m/s；
10．图4中，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＝400m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＝40m，则下列说法中不正确的是（ ）
图4
A．波源振动的周期为0.05s
B．x＝40m处的质点在t＝0.5s时位移最大
C．接收器在t＝1.0s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20Hz
图5
11．轮船在进港途中的x－t图象如图5所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频
率是图中的哪一个（ ）
题号
1
2
3
4
5
6
答案
7
8
9
10
11
12.当波源相对于介质不动，观察者向波源运动时，观察者接收到的频率________（填“大
于”“小于”或“等于”）波源频率；
当观察者远离波源时，观察者接收到的频率
______（填“大于”“小于”或“等于”）波源频率；
当观察者相对于介质不动，而波源
做远离观察者的运动时，观察者接收到的频率________．
13．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些飞机的速度
已经超过了声音在空气中的传播速度．假设某爆炸声在空气中的传播速度为340m/s，一
架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，飞机飞行的速度至少
多大？
课前预习练
1．相对运动 发生变化
2．等于 大于 小于
3．车辆 血流
4．AB [当波源与观察者有相对运动时，他们之间的距离必然发生变化，其距离增大或减小，则观察者接收到的频率就相应的减小或增大，可知必发生多普勒效应，即A选项正确；
而当波源与观察者运动的速度完全相同时，无相对运动，相当于二者都静止的情况，不会发生多普勒效应，故B选项正确，D选项不正确；
多普勒效应是波动过程共有的特征，这里的波动包括一切波的传播过程，故C选项不正确．]
5．C [发生多普勒效应时波源的频率不变，波源和观察者间有相对运动，A、B正确；
多普勒效应是波共有的特征，C错误，D正确．]
6．C [火车进站鸣笛相当于波源与我们相互靠近，我们听到的声音的频率大于波源的频率，音调变高，C正确．]
课堂探究练
1．BCD [该题考查对多普勒效应的理解，当波源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，C正确．但波源的频率并没有发生变化，A错．多普勒效应产生的本质是观察者接收到的频率不等于波源频率，它首先由奥地利科学家多普勒发现，B、D正确．]
点评
（1）发生多普勒效应的条件是波源和观察者之间有相对运动．
（2）发生多普勒效应时，只是观察者接收的频率发生变化，而波源的频率并没有变化．
2.19个 340m
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1s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A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x＝vt得x＝340×
1m＝340m，即观察者每秒要远离波源340m.
点评 在理解多普勒效应时，要明确波速不因波源和观察者的运动而发生变化．
3．
（1）D
（2）A （3）B
解析 该图表示的是多普勒效应，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最低．
点评 当波源与观察者相对静止时，f观察＝f波源；
当波源与观察者相互靠近时，f观察>
f波源；
当波原与观察者相互远离时，f观察<
f波源．
4．
（1）偏高 偏低
（2）偏高 汽笛发出声波的频率不变 （3）乘客听到的音调不变
解析
（1）站在列车前方的人与列车的距离在靠近，因此听起来音调偏高，站在列车后方的人与列车的距离在远离，因此听起来音调偏低．
（2）迎面来的列车上的乘客听起来音调偏高，此时列车汽笛发出的声波频率不变．
（3）坐在该列车上的乘客与该列车相对静止，故听起来音调不变．
点评 声音的频率变化时音调发生变化．当频率变高时，音调变高；
当频率变低时，音调变低．
5．A [因巡警车（观察者）接收到的电磁波频率比发出时低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定又在轿车后面，可判定轿车车速比巡警车车速大，故选项A正确，B、C、D三项错误．]
6．见解析
解析 若火车靠近工人，工人感觉汽笛声的音调升高，速度越快，音调越高，反之相反．铁路工人通过判断火车汽笛音调的高低从而判定火车的运行方向和快慢．
方法总结 多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应，发生多普勒效应时，波源发出的频率f波源不变，变化的是观察者接收到的频率f观察．利用f波源与f观察的关系可以测量一些物体的速度．
课后巩固练
1．C [多普勒效应是由于波源和观察者之间发生相对运动而产生的，发生多普勒效应时，波源的频率不改变．因此，A、B错，C正确．一切波都能发生多普勒效应，D错．]
2．C [根据多普勒效应现象，当火车运动方向靠近养护人员时，他听到的声音音调较高，火车远离养护人员时，他听到的声音音调较低．]
3．B [由于声波的速度由介质决定，故V不变，据多普勒效应可知，当声源接近接收器时接收到的频率变高，ν增加，故B项正确．]
4．BD [当观察者与声源相向运动时，观察者接收到的声波的个数增多，所以观察者接收的频率升高，听到乐音的音调比原来要高．当观察者与声源背向运动时，观察者接收到的声波的个数减少，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.]
5．C 6.D
7．AC [人听到的声音的频率越来越低，声源远离观察者，且远离的速度越来越大，也就是加速远离，所以A、C正确．]
8．ABD [凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可测定遥远星体相对地球远离的速度，故A选项正确．被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故B选项正确．对于C选项，铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动情况做出判断的，故不正确．炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D选项正确．]
9．D [由图可知P振动的时间为2s，波速为＝0.2m/s，P点移动速度为＝0.1m/s.]
10．BC [波源振动的周期T＝＝s＝0.05s，A正确；
x＝40m处的质点在t＝0.5s时仍在平衡位置，B错误；
接收器接收到此波的时间t＝s＝0.9s，C错误；
由多普勒效应的知识，可知D正确．]
11．A [由x－t图象可知，轮船靠近港口时的速度v1>
v3>
v2，可知f1>
f3>
f2，故A正确．]
12．大于 小于 变小
13．340m/s
解析 要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，故他随飞机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即飞机应以340m/s的速度飞行，远离爆炸点.
第6节 惠更斯原理
1．在波的传播过程中，某时刻任何振动状态________的介质质点所组成的圆叫波面，而
与波面垂直的那些线代表了波的________________，叫做波线．
2．介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的________，其后任意时刻，这些子
波在波前进方向的____________就是新的波面，这就是惠更斯原理．
3．利用惠更斯原理可以确定______________________，可以解释波的衍射现象中
______________________，不能解释波的________，所以无法说明衍射现象与狭缝或障
碍物的________的关系．
4．波遇到介质界面会____________继续传播的现象叫波的反射现象，机械波发生反射时
与光的反射规律类似，即________________________________．波从一种介质射入另一
种介质时，波的________________发生改变的现象叫波的折射现象．
5．关于对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是（ ）
A．同一波面上的各质点振动情况完全相同
B．同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同
C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面
D．无论怎样的波，波线始终和波面垂直
6．下列说法正确的是（ ）
A．入射波面与法线的夹角为入射角
B．入射波面与界面的夹角为入射角
C．入射波线与法线的夹角为入射角
D．入射角跟反射角相等
7．对于波的认识，下列说法中正确的是（ ）
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理
B．隐形飞机的表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．雷雨天雷声轰鸣不绝是波的多次反射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
知识点一 对波面和波线的理解
A．水波是球面波
B．声波是球面波
C．只有横波才能形成球面波
D．只有纵波才能形成球面波
2．下列说法中不正确的是（ ）
A．只有平面波的波面才与波线垂直
B．任何波的波线与波面都相互垂直
C．任何波的波线都表示波的传播方向
D．有些波的波面表示波的传播方向
知识点二 波的反射、折射现象中各物理量的变化
3．图1中1、2、3分别代表入射波、反射波、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
波的反射的应用技巧
4．有一辆汽车以15m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2s后司
机听到回声，此时汽车距山崖的距离多远？
（v声＝340m/s）
5．某物体发出的声音在空气中的波长为1m，波速为340m/s，在海水中的波长为4.5m，
此物体在海面上发出的声音经0.5s听到回声，则海水深为________m.
1．人在室内讲话的声音比在空旷的室外讲话声音要洪亮，是因为（ ）
A．室内空气不流动B．室内声音多次被反射
C．室内声音发生折射D．室内物体会吸收声音
2．下列现象中属于声波反射现象的是（ ）
A．隔着墙能听到房间外面有人讲话
B．音响设备制作时要考虑混合效应
C．夏日的雷声有时轰鸣不绝
D．在水里的人能听到岸上的声音
3．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中（ ）
A．波速在逐渐变小
B．频率在逐渐变小
C．振幅在逐渐变小
D．波长在逐渐变小
4．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则（ ）
A．声波频率不变，波长变小
B．声波频率不变，波长变大
C．声波频率变小，波长变大
D．声波频率变大，波长不变
5．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5s听
到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为
340m/s，则这个山谷的宽度约为（ ）
A．170mB．340mC．425mD．680m
6．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，
这样做是利用声波的________提高耳朵的接收能力．
7．教室中未搬入桌凳前说话常有嗡嗡的尾声，摆了桌凳坐满了学生后这种现象减轻到似
乎听不到了，这是因为______________________________________．
8．在渔船上利用超声波可以探测鱼群的位置，当它向选定的方向发射出频率为5.8×
104
Hz的超声波后，经过0.64s收到从鱼群反射回来的反射波，已知5.8×
104Hz的超声波
在水中的波长为2.5cm，则这群鱼跟渔船的距离为________m.
9．一声波在空气中的波长为25cm，速度为340m/s.当折射入另一种介质时，波长变为
80cm.求：
（1）声波在这种介质中的频率；
（2）声波在这种介质中的传播速度．
10．一个观察者在高处用望远镜注视在地上的木工以每秒2次的频率击钉子，他听到声
音时恰好看到击锤动作．若观察者距木工680m．当木工停止击锤后，他还能听到几次
击钉声？
（声波在空气中的传播速度为340m/s）
11．有一种示波器可以同时显示两列波形．对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时
间间隔相同．利用此种示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如图2甲所示：
管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接收
器所接收．图乙为示波器的显示屏，屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接
收信号．若已知发射的脉冲信号频率为f＝2000Hz，发射器与接收器的距离为x＝1.30m，
求管内液体中的声速．（已知所测声速应在1300m/s～1600m/s之间．结果保留两位有
效数字）
1．相同 传播方向
2．波源 包络面
3．波的传播方向 波的传播方向 强度 大小
4．返回来 反射角等于入射角 传播方向
5．ACD 6.CD 7.ABCD
1．B [该题考查了波面，根据球面波的定义可知：
若波面是球面则为球面波，与是横波还是纵波无关，故C、D不正确，由此可知B正确．由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A不正确．]
点评 波源发出的波能在三维空间中传播，就能形成球面波，例如地震波．
2．AD [任何波的波线都与波面相互垂直，波线表示波的传播方向，故B、C正确，选A、D.]
点评 波线代表波的传播方向且波线与波面垂直．
3．D [波1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；
波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝得波长不同，故C错，D对．]
点评 波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关．波速由介质决定，介质发生变化波速可能发生变化，由v＝λf知波长就会发生变化．
4．325m
解析 若汽车静止问题就简单了，现汽车运动，声音传播，如图所示为汽车与声波的运动过程示意图．设汽车由A到C路程为x1，C点到山崖B距离为x；
声波由A到B再反射到C路程为x2，则有x2＝x1＋2x，因汽车与声波运动时间同为t，则
v声t＝v汽t＋2x
所以x＝＝m＝325m
5．382.5
解析 声音在空气和海水中传播时频率是相同的，由v＝λf可知＝，则v水＝340×
4.5m/s＝1530m/s，海水的深度为h＝＝×
1530×
0.5m＝382.5m.
方法总结 在利用波的反射解决一些问题时，注意波的反射规律与初中学习的光的反射规律类似．
1．B [人在室内说话，声波会被室内物体、墙壁反射，甚至反射多次，因而显得声音洪亮．]
2．BC [反射现象是波在同一种介质中的传播，因此B、C正确．波在不同种介质中传播是折射现象，D不正确．A是衍射现象．]
3．C [声波在空中向外传播时，不管是否遇到障碍物引起反射，其波速只由空气介质决定．频率（由振源决定）和波长（λ＝v/f）均不变，所以A、B、D错，又因为机械波是传递能量的方式，能量在传播过程中会减小，故其振幅也就逐渐变小，C正确．]
4．B [由于波的频率由波源决定，因此波无论在空气中还是在水中频率都不变，C、D错．又因波在水中速度较大，由公式v＝λf可得，波在水中的波长变大，故A错，B正确．]
5．C [右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.5s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝2s．山谷的宽度d＝v（t1＋t2）＝×
340×
2.5m＝425m；
故C正确．]
6．反射
7．搬入桌凳和坐满学生后吸声面积增大，混响时间变短
8．464
解析 超声波在水中的传播速度
v＝λ·
f＝2.5×
10－2×
5.8×
104m/s＝1.45×
103m/s.
所以鱼群到船的距离
x＝v·
t＝×
1.45×
103×
0.64m＝464m.
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