MCAT物理:波

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例子问题

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问题1:

下列哪一项最好地描述了多普勒频移对朝地球移动的恒星外观的影响?

可能的答案:

它们看起来更蓝

他们显得更大

他们看起来更小

他们似乎更明亮

它们看起来更红

正确答案:

它们看起来更蓝

解释

光的多普勒频移方程为式中,f为源频率,f'为观测频率,v为源与观测者之间的相对速度,c为光速。

当源和观测者靠近时,v为正,因此观测频率大于源频率。更高的频率也意味着更短的波长,因此可见光会向光谱的蓝色端偏移。

第72题:称Mcat物理科学

一个频率为790Hz的声源以15m/s的速度远离静止的观察者。观察者听到的频率是多少?

声速为340米/秒。

可能的答案:

757赫兹

826赫兹

655赫兹

775赫兹

正确答案:

757赫兹

解释

在这种情况下,多普勒效应用下面的方程来描述。

用题目中的值,我们知道vo等于0和vf是15米/秒。V等于340米/秒,f年代是790赫兹。

问题1:

消防车发出880Hz的警笛。当卡车靠近人行道上的一名观察者时,他感觉到了950赫兹的音调。卡车经过并开走后,他大概听到了什么音调?假设卡车的速度保持不变,空气中的声速为340米/秒。

可能的答案:

800赫兹

830赫兹

840赫兹

810赫兹

820赫兹

正确答案:

820赫兹

解释

多普勒效应方程为,其中,当源和观察者移动得更远时,+号适用,而当它们移动得更近时,-号适用。在这些方程中,v是声速,340米/秒,是源发出声音的频率,这个频率被观察者感知到了吗是源和观测器之间的相对速度。

我们可以将这个方程应用到运动的第一部分,当卡车靠近观察者时,来求解卡车的速度。

现在我们可以把这个速度代入方程当卡车离观察者更远的时候,然后解出

问题1:声音

在当地的音乐会上,设置一个扬声器,可以产生频率范围为20Hz ~ 200Hz的低音,可以模拟为正弦波。在一个简化的模型中,扬声器产生的声波可以被建模为一个一端封闭的圆柱形管道,它在空气中以, T为温度,单位为℃。

当一个人走向说话者时,他或她听到的频率__________

可能的答案:

减少

是相同的

增加

根据温度增加或减少

正确答案:

增加

解释

这个问题是问我们,当一个物体直接靠近另一个物体时,频率是如何变化的;因此,这是一个多普勒效应问题。回想我们的多普勒效应公式,我们知道,其中f为接受者(在音乐会上的人)听到的频率,vr接收器的速度是v吗年代是源的速度和f吗0是原始频率。

在我们的例子中,扬声器没有移动,所以v年代是零。vr当这个人走向说话人的时候是正的,所以听到的频率会比原来的频率高。

问题5:声音

在当地的音乐会上,设置一个扬声器,可以产生频率范围为20Hz ~ 200Hz的低音,可以模拟为正弦波。在一个简化的模型中,扬声器产生的声波可以被建模为一个一端封闭的圆柱形管道,它在空气中以, T为温度,单位为℃。

人以3米/秒的速度逃离扬声器,扬声器会产生200赫兹的声波。他或她听到的频率是多少?

使用340米/秒作为声速。

可能的答案:

190.7赫兹

198.2赫兹

220.9赫兹

201.3赫兹

正确答案:

198.2赫兹

解释

这个问题是问我们当一个物体直接远离另一个物体时频率是如何变化的;因此,这是一个多普勒效应问题。回想我们的多普勒效应公式,我们知道,其中f为接受者(在音乐会上的人)听到的频率,vr接收器的速度是v吗年代是源的速度和f吗0是原始频率。

在我们的例子中,扬声器没有移动,所以v年代是零。vr当人走向说话人的时候是负的,所以听到的频率会比原来的频率低。我们可以用我们的公式计算出听到的频率。

问题1:多普勒效应

声源会远离听者。听者认为消息来源是__________

可能的答案:

高的语气

低音调

高振幅

较低的速度

正确答案:

低音调

解释

多普勒效应公式为:

只有声音的频率受多普勒效应的影响;速度和振幅保持不变。当光源远离观察者时,光源的速度加上光速。

这增加了分母的值,减少了观测频率的值。频率对应于音高或音调;较低的观测频率将导致较低的观测基音。

问题7:声音

你在人行道上慢跑的速度.一辆警车在你后面巡逻,速度是当它打开警报器的时候。如果警报器的频率是,你感知到的频率比发出的频率高还是低?

可能的答案:

更高是因为警报器和你的方向一致

低是因为你和警报器之间的整体距离在增加

既不高也不低,因为多普勒效应只影响较低频率的声音

更高是因为你和警报器之间的整体距离在减少

低是因为你跑得比警车慢

正确答案:

更高是因为你和警报器之间的整体距离在减少

解释

多普勒效应表明,如果两个物体靠得更近,发出的波的感知频率就会更高。如果你在慢跑离开汽车,但汽车行驶在,你和警报器之间的整体距离正在减少。你会听到比警报器发出的更高的频率。

当观察者远离源时分子被减去。当源向观察者移动时,分母被减去。在这个问题中,两项都要减去,但是分母要比分子减少的多。这将导致一个大于1的分数,以及最终频率的整体增加。

问题1:声音

恒星发出可见的颜色.如果恒星正在远离一个静止的观测者,下面哪个选项不可能是观测到的波长?

可能的答案:

正确答案:

解释

多普勒效应是指由声源或光源发出的观测频率与实际频率的对比。多普勒效应方程为:

当观察者向源移动时,分子项求和,当源远离观察者时,分母项求和。在这个问题中,我们知道源远离观察者;因此,观测到的频率将小于实际频率,因为方程中的分母将增加。

然而,这个问题是关于波长的。如果频率降低,则波长必须增加,根据公式:

速度将保持不变(光速)。在给定的方程中,频率的任何变化都会通过它们的直接关系引起波长的变化。

问题1:声音

两辆车在当一辆汽车开始以475Hz的频率按喇叭时。另一个司机听到的喇叭的波长是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

多普勒方程为:

因为两辆车正在互相靠近,所以听到的频率会增加。这些基本知识使你能够确定方程的符号。分数的上半部分是加法,下半部分是减法,使系数大于1。

使用给定的值来求解:

现在我们知道了频率,我们可以解出波长:

问题10:声音

一辆消防车对着在移动对一个慢跑者。慢跑者正在慢跑去消防车那边。以声速为例

慢跑者感知警报声的频率是多少?

可能的答案:

正确答案:

解释

为了解决这个问题,我们必须知道如何利用多普勒公式。

观察者的速度和吗是源的速度。注意频率必须随着观察者和源的靠近而增加,因此在分子上使用加号,在分母上使用减号。如果慢跑者离开消防车,减法函数将在顶部和底部都使用。

在这个例子中,我们看到源是消防车,在,而观察者是慢跑者,在.把这些数字代入公式,我们找到感知的频率或

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