(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(gè)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(shè)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(jìn)入水中傳播時(shí)波長(zhǎng)變
長(zhǎng)
長(zhǎng)
(填“長(zhǎng)”或“短”).
(2)一列向x軸正方向傳播的簡(jiǎn)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(gè)質(zhì)點(diǎn).已知該波周期為4s,則
BD
BD

A.對(duì)質(zhì)點(diǎn)A來說,在第7s內(nèi)回復(fù)力對(duì)它做正功
B.對(duì)質(zhì)點(diǎn)A來說,在第7s內(nèi)回復(fù)力對(duì)它做負(fù)功
C.對(duì)質(zhì)點(diǎn)B和C來說,在第7s內(nèi)回復(fù)力對(duì)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=
3
的棱鏡,用于某種光學(xué)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(jìn)入棱鏡后又射出棱鏡的光路圖,要求寫出簡(jiǎn)要的分析過程.(不考慮返回到AB和BC面上的光線)
分析:(1)根據(jù)多普勒效應(yīng)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=
v
f
判斷超聲波由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)波長(zhǎng)的變化.
(2)根據(jù)回復(fù)力與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向關(guān)系判斷回復(fù)力做功的情況,根據(jù)v=
λ
T
求出波速的大。
(3)①根據(jù)v=
c
n
求出光在棱鏡中傳播的速率.
②根據(jù)n=
sinα
sinβ
求出在AB面上的折射角,結(jié)合幾何關(guān)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(yùn)動(dòng)的方向與波的傳播方向相同,根據(jù)多普勒效應(yīng),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(jìn)入水,頻率不變,波速變大,根據(jù)λ=
v
f
,知波長(zhǎng)變長(zhǎng).
(2)A、圖示是簡(jiǎn)諧橫波在t=6s末的波形,在第7s內(nèi),A質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),回復(fù)力做負(fù)功.故A錯(cuò)誤,B正確.
    C、在第7s內(nèi),B質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),回復(fù)力做正功,C質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng),回復(fù)力做負(fù)功.故C錯(cuò)誤.
    D、根據(jù)v=
c
n
得,v=1m/s.故D正確.
故選BD.
(3)①根據(jù)v=
c
n
得,v=
3×108m/s
3
=
3
×108m/s

②設(shè)光在AB面上的折射角為α,根據(jù)折射定律得,n=
sini
sinα
,解得α=30°
根據(jù)幾何關(guān)系得,光折射到BC面上的入射角為45°,根據(jù)n=
sinβ
sin45°

解得在BC面上的折射角β=arcsin
6
2

光路圖如圖.

故答案為:(1)大于,長(zhǎng).(2)BD(3)①
3
×108m/s
②如圖.
點(diǎn)評(píng):解決本題的關(guān)鍵了解多普勒效應(yīng),知道波長(zhǎng)與頻率、波速的關(guān)系,以及掌握光的折射定律.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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(huì)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(cè)試得知蝙蝠在飛行的時(shí)候每秒發(fā)射50次超聲波,每次發(fā)出100個(gè)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(gè)波列的長(zhǎng)度l以及相鄰的兩個(gè)波列之間的間隔長(zhǎng)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(gè)超聲波的時(shí)間間隔內(nèi),應(yīng)該有足夠的時(shí)間保證能接收到前一個(gè)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(yuǎn)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(dá)。某防空雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率f=1 000 MHz。如果要求該雷達(dá)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(shí)間間隔Δt至少是多少?

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

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年湖南省長(zhǎng)沙市望城一中高三(下)第七次月考物理試卷(解析版) 題型:解答題

(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(gè)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(shè)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(jìn)入水中傳播時(shí)波長(zhǎng)變______(填“長(zhǎng)”或“短”).
(2)一列向x軸正方向傳播的簡(jiǎn)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(gè)質(zhì)點(diǎn).已知該波周期為4s,則______.
A.對(duì)質(zhì)點(diǎn)A來說,在第7s內(nèi)回復(fù)力對(duì)它做正功
B.對(duì)質(zhì)點(diǎn)A來說,在第7s內(nèi)回復(fù)力對(duì)它做負(fù)功
C.對(duì)質(zhì)點(diǎn)B和C來說,在第7s內(nèi)回復(fù)力對(duì)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(xué)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(jìn)入棱鏡后又射出棱鏡的光路圖,要求寫出簡(jiǎn)要的分析過程.(不考慮返回到AB和BC面上的光線)

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