(1)蝙蝠在飛行中每秒鐘向正前方發(fā)射40次超聲波,每次發(fā)射100個頻率為2×106Hz的完整波,在空氣中形成一系列繼續(xù)的波列.假設蝙蝠沿直線向正前方飛行,速度為v1=20m/s,已知空氣中的聲速為v2=340m/s,水中的聲速為1450m/s.則蝙蝠接收到的反射超聲波頻率______(填“等于”、“大于”或“小于”)發(fā)射的超聲波頻率,此超聲波由空氣進入水中傳播時波長變______(填“長”或“短”).
(2)一列向x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=6s末的波形如圖所示,A、B、C分別是x=0、x=1m和x=2m處的三個質點.已知該波周期為4s,則______.
A.對質點A來說,在第7s內(nèi)回復力對它做正功
B.對質點A來說,在第7s內(nèi)回復力對它做負功
C.對質點B和C來說,在第7s內(nèi)回復力對它們不做功
D.該列波的傳播速度是1m/s
(3)如圖所示,是一種折射率n=的棱鏡,用于某種光學儀器中,現(xiàn)有一束光線沿MN方向射到棱鏡的AB面上,入射角的大小i=60°,求:
①光在棱鏡中傳播的速率;
②畫出此束光線進入棱鏡后又射出棱鏡的光路圖,要求寫出簡要的分析過程.(不考慮返回到AB和BC面上的光線)

【答案】分析:(1)根據(jù)多普勒效應比較蝙蝠接收到的反射超聲波頻率與發(fā)射的超聲波頻率.根據(jù)λ=判斷超聲波由空氣進入水中傳播時波長的變化.
(2)根據(jù)回復力與質點運動的方向關系判斷回復力做功的情況,根據(jù)v=求出波速的大。
(3)①根據(jù)v=求出光在棱鏡中傳播的速率.
②根據(jù)n=求出在AB面上的折射角,結合幾何關系求出在BC面的入射角,再根據(jù)折射定律求出折射角.然后作出光路圖.
解答:解:(1)波源的運動的方向與波的傳播方向相同,根據(jù)多普勒效應,蝙蝠接收到的反射超聲波頻率大于發(fā)射的超聲波頻率.超聲波由空氣進入水,頻率不變,波速變大,根據(jù)λ=,知波長變長.
(2)A、圖示是簡諧橫波在t=6s末的波形,在第7s內(nèi),A質點向下振動,回復力做負功.故A錯誤,B正確.
    C、在第7s內(nèi),B質點向下振動,回復力做正功,C質點向上振動,回復力做負功.故C錯誤.
    D、根據(jù)v=得,v=1m/s.故D正確.
故選BD.
(3)①根據(jù)v=得,v=
②設光在AB面上的折射角為α,根據(jù)折射定律得,n=,解得α=30°
根據(jù)幾何關系得,光折射到BC面上的入射角為45°,根據(jù)n=
解得在BC面上的折射角
光路圖如圖.

故答案為:(1)大于,長.(2)BD(3)①②如圖.
點評:解決本題的關鍵了解多普勒效應,知道波長與頻率、波速的關系,以及掌握光的折射定律.
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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)蝙蝠在飛行中每秒鐘向正前方發(fā)射40次超聲波,每次發(fā)射100個頻率為2×106Hz的完整波,在空氣中形成一系列繼續(xù)的波列.假設蝙蝠沿直線向正前方飛行,速度為v1=20m/s,已知空氣中的聲速為v2=340m/s,水中的聲速為1450m/s.則蝙蝠接收到的反射超聲波頻率
大于
大于
(填“等于”、“大于”或“小于”)發(fā)射的超聲波頻率,此超聲波由空氣進入水中傳播時波長變
(填“長”或“短”).
(2)一列向x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=6s末的波形如圖所示,A、B、C分別是x=0、x=1m和x=2m處的三個質點.已知該波周期為4s,則
BD
BD

A.對質點A來說,在第7s內(nèi)回復力對它做正功
B.對質點A來說,在第7s內(nèi)回復力對它做負功
C.對質點B和C來說,在第7s內(nèi)回復力對它們不做功
D.該列波的傳播速度是1m/s
(3)如圖所示,是一種折射率n=
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的棱鏡,用于某種光學儀器中,現(xiàn)有一束光線沿MN方向射到棱鏡的AB面上,入射角的大小i=60°,求:
①光在棱鏡中傳播的速率;
②畫出此束光線進入棱鏡后又射出棱鏡的光路圖,要求寫出簡要的分析過程.(不考慮返回到AB和BC面上的光線)

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科目:高中物理 來源: 題型:

蝙蝠的視力不好,但它卻能夠在空中邊飛行邊捕食,而且不會撞在障礙物上。研究發(fā)現(xiàn),蝙蝠是靠超聲波發(fā)現(xiàn)前方的食物和障礙物的。經(jīng)測試得知蝙蝠在飛行的時候每秒發(fā)射50次超聲波,每次發(fā)出100個頻率為105 Hz的波,從而在空中形成一系列斷斷續(xù)續(xù)的波列。已知空氣中的聲速為340 m/s。

(1)求蝙蝠發(fā)出的每個波列的長度l以及相鄰的兩個波列之間的間隔長度L:

(2)為了區(qū)分發(fā)射出的超聲波和被障礙物反射回來的超聲波,蝙蝠在發(fā)出連續(xù)兩個超聲波的時間間隔內(nèi),應該有足夠的時間保證能接收到前一個超聲波在一定距離內(nèi)的反射波。那么它根據(jù)回波能確定的食物或障礙物的最遠距離s是多大?

(3)人類從蝙蝠身上得到啟發(fā),發(fā)明了雷達。某防空雷達發(fā)射的電磁波頻率f=1 000 MHz。如果要求該雷達的搜索范圍是75 km,那么它每相鄰兩次發(fā)射電磁波之間的時間間隔Δt至少是多少?

(4)設該雷達每相鄰兩次發(fā)射電磁波之間的時間間隔是上一問中得到的最小值Δt。已知某時刻監(jiān)視屏上顯示的雷達波形如圖中(a)所示(橫軸上相鄰刻線間表示的時間間隔為10-4 s),那么被探測到的目標到雷達的距離s1是多遠?半分鐘后在同一方位的監(jiān)視屏上顯示的雷達波形如圖中(b)所示,那么該目標的移動速度v0是多大?

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