1.(15分)(2020·全國(guó)卷Ⅰ)(1)(5分)在下列現(xiàn)象中,可以用多普勒效應(yīng)解釋的有 。
A.雷雨天看到閃電后,稍過(guò)一會(huì)兒才能聽(tīng)到雷聲
B.超聲波被血管中的血流反射后,探測(cè)器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化
C.觀察者聽(tīng)到遠(yuǎn)去的列車(chē)發(fā)出的汽笛聲,音調(diào)會(huì)變低
D.同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中傳播的速度不同
E.天文學(xué)上觀察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的兩顆恒星)光譜隨時(shí)間的周期性變化
(2)(10分)一振動(dòng)片以頻率f做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),固定在振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿同步周期性地觸動(dòng)水面上a、b兩點(diǎn),兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣,c是水面上的一點(diǎn),a、b、c間的距離均為l,如圖所示。已知除c點(diǎn)外,在ac連線上還有其他振幅極大的點(diǎn),其中距c最近的點(diǎn)到c的距離為 1238'>l。求:
(ⅰ)波的波長(zhǎng);
(ⅱ)波的傳播速度。
答案:(1)BCE (2)(ⅰ)1214'> l (ⅱ)12fl4'>
解析:(1)根據(jù)多普勒效應(yīng)的概念或者利用排除法。雷雨天看到閃電后過(guò)一會(huì)兒才能聽(tīng)到雷聲,是因?yàn)樵诳諝庵泄獾膫鞑ニ俣缺嚷曇舸?/span>,選項(xiàng)A不符合題意。機(jī)械波的傳播速度是由介質(zhì)決定的,同一聲波在空氣和水中傳播的速度不同與多普勒效應(yīng)無(wú)關(guān),選項(xiàng)D不符合題意。選項(xiàng)B、C、E符合題意。
(2)根據(jù)幾何關(guān)系找出距離差,振幅極大是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn),利用振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的條件分析。
(ⅰ)如圖所示,設(shè)距c點(diǎn)最近的振幅極大的點(diǎn)為d點(diǎn),a與d的距離為r1,b與d的距離為r2,d與c的距離為s,波長(zhǎng)為λ。則r2-r1=λ①
由幾何關(guān)系有r1=l-s②
=(r1sin60°)2+(l-r1cos60°)2③
聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得λ=1214'> l。④
(ⅱ)波的頻率為f,設(shè)波的傳播速度為v,有v=fλ⑤
聯(lián)立④⑤式得v=12fl4'> 。⑥