高二物理上册：第10章第八节课时活页训练

1．下面有关多普勒效应的说法中不．正确的是()
A．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
B．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化
C．向你驶来的汽车发出的汽笛声特别刺耳，这就是多普勒效应
D．不仅机械波有多普勒效应，其他波也有此效应
解析：选A.多普勒效应是波动过程共有的特性，故D对．发生多普勒效应时，波源频率没有变化，只是观察者接收的频率发生了变化，A错B对；运动汽车发出的汽笛声的变化，是多普勒效应的典型应用．故本题不正确的选项为A.
2．静止在站台上的火车鸣笛，站在远处的人听到了汽笛声，后来他又听到这列火车行驶时的汽笛声．他根据听到的汽笛声音判断火车行驶的方向．以下判断正确的是() A．当听到的声音音调变低时，则火车离他远去
B．当听到的声音音调变低时，则火车向着他驶来
C．当听到的声音音调变高时，则火车离他远去
D．当听到的声音音调变高时，则火车向着他驶来
解析：选AD.由多普勒效应可知，波源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会发生变化，如果两者相互接近，观察者接收到的频率变大；如果两者相互远离，观察者接收到的频率变小，所以A、D选项正确．
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v表示声源的速度，V表示声波的速度(v＜V)，ν表示接收器接收到的频率．若v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
解析：选 B.当声源与观察者的相对位置发生变化时，观察到的频率改变的现象叫多普勒效应．当声源的速度变大时，声源与接收器的相对位置发生改变，故接收器接收到的频率变大，声波的速度由介质决定，其速度不会发生变化．
4．有经验的渔民可根据海鸥的习性来判断是否有台风和海啸，其原因是()
A．海鸥能知道近一周内天气变化的规律
B．海鸥能看到远方的海浪
C．海鸥能利用人类未知的功能来接收台风和海啸的信息
D．海鸥能听到海浪发出的次声波
解析：选D.人耳无法感知次声波，但有些动物可以感知次声波，如海鸥．地震之前有些动物的反常行为也是它们感觉到地震发出的次声波而引起的，故正确答案为D.
5．对于波长为100 m的声波，下列说法正确的是()
A．在同一介质中，比波长20 m的波传播的快
B．不能被人们听到
C．波长太长，不能产生明显的衍射
D．不能产生反射
解析：选 B.声波在介质中的传播速度仅由介质本身的特性决定，而与声波的频率、波长均无关系，故A选项不正确；可闻声波的频率范围在20 Hz～20000 Hz之间，在空气中的波长由v＝λf，可知波长在0.017 m～17 m之间．可见，波长为100 m的声波属次声波，不在可闻声波的范围之内，故不能被人听到，即B选项正确；波长越长，衍射现象越明显，故C选项不正确；凡是波(不论其性质和波长的长短)都能发生干涉、衍射、反射、折射等现象，故D选项不正确．
6．医院有一种先进的检测技术——彩超，向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收．测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速．这一技术主要体现了哪一种物理现象()
A．多普勒效应B．波的衍射
C．波的干涉D．共振
解析：选A.由题意可知，反射超声波的血液是流动的，所以相对于接收仪器有相对运动，这种由于波源相对于观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象，叫做多普勒效应，故本题正确选项为A.
7．如图10－6－5所示，表示的是产生机械波的波源O 正在做匀速直线运动的情况，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布．为了使静止的频率传感器能接收到波的频率最高，则应该把传感器放在(
)
图10－6－5
A ．A 点
B ．B 点
C ．C 点
D ．D 点
解析：选A.由多普勒效应的产生原因可知，波源向波密集的方向运动，在A 点放置静止的频率传感器，在单位时间内接收到的完全波的个数最多，即接收到的频率最高．
8．如图10－6－6所示，S 为振源，P 点有一个观察者，已知振源发声的频率为20 Hz ，则关于观察者接收到的声音的频率为(
)
图10－6－6
A ．当振源S 以17 m/s 的速度远离观察者运动时，频率为19 Hz
B ．当振源S 以17 m/s 的速度靠近观察者运动时，频率为21 Hz
C ．当观察者以17 m/s 的速度靠近振源S 运动时，频率为21 Hz
D ．以上说法均不正确
解析：选ABC.当振源以17 m/s 的速度远离观察者运动时，观察者接收到的频率f ′＝v 声f v 声＋v 源
，f ′＝340×20340＋17 Hz ＝19 Hz ，故A 正确；当振源S 以17 m/s 的速度靠近观察者运动时，观察者接收到的频率f ′＝v 声f v 声－v 源
，f ′＝340×20340－17Hz ＝21 Hz ，故B 正确．当观察者以17 m/s 的速度靠近振源S 运动时，观察者接收到的频率f ′＝v 声＋v 观λ，f ′＝340＋1734020
Hz ＝21 Hz ，故C 正确．
9．公路巡警开车在高速公路上以100 km/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 ．大于100 km/h
B ．小于100 km/h
C ．等于100 km/h
D ．无法确定
解析：选 A.由于巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明警车与轿车间的距离正在增大，可进而推出该轿车与警车同向行驶，且行驶速度比警车的速度大，故选项A 正确．
10．设声源频率为20 Hz ，且不运动，而观察者在1 s 内由A 运动到B .如图10－6－7所示(设波速为340 m/s)．
图10－6－7
(1)观察者在这1 s 内接收到多少个完全波？
(2)若观察者在1 s 内由B 运动到A ，观察者在1 s 内接收到多少个完全波？
解析：(1)波源的频率为20 Hz ，即波源每秒钟发出20个波长，若观察者不动．则观察者每秒钟接收20个完全波．现观察者1 s 内从A 到B ，恰好向靠近波源方向运动1个波长，所以观察者在这1 s 内能接收21个完全波．
(2)AB 之间是一个完全波，现观察者在1 s 内由B 运动到A ，所以1 s 经过观察者19个完全波．
答案：(1)21个 (2)19个
11．用声呐装置可以测量海洋的深度、探测潜水艇的位置或鱼群的距离等．用声呐测量海水的深度时，应垂直于水面向海底发射超声波．若超声波从发出到接收到回波的时间间隔为Δt ＝2.4 s ，在海水中传播的速度为1448 m/s.求海水的深度．
解析：设海水深度为x ，由题意知Δt ＝2x v
，则x ＝v Δt 2. 即海水深度x ＝1448×2.42
m ＝1738 m. 答案：1738 m
12．在光学里也存在多普勒效应，在20世纪初，科学家们发现许多星系的谱线有“红移现象”．所谓“红移现象”，就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移(光波波长变长)．这种现象的产生和多普勒效应中声源向远离观察者的方向运动会引起逆着声源运动方向的波长变长的道理是一样的．由于接收到的星光的波长变长，说明星系正在向远离我们的方向运动．科学家从“红移”的大小还可以算出这种远离运动的速度称为退行速度．宇宙在膨胀的理论就是根据这种现象提出的．
退行速度和距离成正比，称为哈勃定律，即v ＝HD .v 为星系的退行速度，D 为星系与地球的距离，H 为一常量，称为哈勃常量．为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的．假设在爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致．
(1)由上述理论，请你写出估算宇宙年龄的表达式．
(2)已知哈勃常量H ＝3×10－2 m/(s·光年)，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估
算出宇宙的年龄的数值为多少年？
解析：(1)宇宙年龄，即为运行时间t ＝D v ＝1H
. (2)将H ＝3×10－2 m/s·13×108 m/s ×1年＝11010年代入t ＝1H
中得t ＝1010年． 答案：(1)t ＝1H
(2)1010年。