5　多普勒效应练习2021-2022学年物理选择性必修第一册人教版2019（Word含解析）

第三章　机械波
5　多普勒效应
基础过关练
题组一　对多普勒效应的理解
1.(多选)下列说法中正确的是 (　　)
A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了
B.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化
C.多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的
D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的
2.如图所示,向左匀速运动的小车发出频率为f的声波,车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1,车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2,则 (　　)
A.f1f
C.f1>f,f2>f　　　　　　　　　　D.f1>f,f23.平直公路上,汽车正在匀速远离,用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波,能正确反映被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化情况的图像是 (　　)
A.　　　　　　　　　　B.
C.　　　　　　　　　　D.
题组二　多普勒效应的应用
4.(2020江苏淮安新马高级中学高二下期末)(多选)如图甲所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,据图乙,下列关于女同学的感受的说法正确的是 (深度解析)
A.女同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高
B.女同学从点C向左运动过程中,她感觉哨声音调变低
C.女同学从点C向右运动过程中,她感觉哨声音调不变
D.女同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高
5.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz,能持续1 ms或不到1 ms的短促发射,且每秒重复发射数次。假定蝙蝠发射超声脉冲的频率为39 000 Hz,在它朝着表面平直的墙壁飞扑时,下列说法正确的是 (　　)
A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz
B.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率
C.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率
D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz
6.一架低空飞行的飞机,从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空,若飞机振动的频率始终不变,从听到声音至飞机飞临该同学头顶上空时刻前,他听到的飞机声音的音调(即频率) (　　)
A.不变,且一直与飞机实际发出的声音音调相同
B.不变,且一直比飞机实际发出的声音音调低
C.不变,且一直比飞机实际发出的声音音调高
D.一直比飞机实际发出的声音音调高,但音调逐渐变低
7.(2020山东淄博高三一模)汽车无人驾驶技术已逐渐成熟,最常用的是ACC自适应巡航控制系统,它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要是毫米波雷达,该雷达会发射和接收调制过的无线电波,再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标与雷达的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f,接收到的回波的频率为f',则 (　　)
A.当f=f'时,表明前车与无人车速度相同
B.当f=f'时,表明前车一定处于静止状态
C.当f'>f时,表明前车在加速行驶
D.当f'8.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已知频率的超声波,结果该超声波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的超声波频率比发出的低。
(1)此现象属于 (　　)
A.波的衍射　　　　　　　　　　 B.波的干涉
C.多普勒效应　　　　　　　　　　 D.波的反射
(2)若该路段限速100 km/h,则该轿车是否超速
(3)若该轿车以25 m/s的速度行进,反射回的超声波频率应怎样变化
答案全解全析
基础过关练
1.BCD　多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的;当波源与观察者之间有相对运动时,会发生多普勒效应;发生多普勒效应时,观察者接收到的波的频率发生了变化,但波源的频率没有变化。故B、C、D正确,A错误。
2.D　波源朝向观察者运动时,观测频率大于静止的观测频率,波源远离观察者运动时,观测频率小于静止的观测频率,只有D正确。
3.D　汽车正在匀速远离,速度恒定,接收到的反射波的频率也是恒定的。由于是远离,故接收到的反射波的频率应该小于发出的波的频率,故选D。
4.AB　女同学从A向B运动过程中,她逐渐靠近声源,根据多普勒效应可知她感觉到哨声音调变高,故A正确;女同学从C点向左运动过程中,她逐渐远离声源,感觉到哨声音调变低,故B正确;女同学从C点向右运动过程中,她逐渐靠近声源,根据多普勒效应可知她感觉到哨声音调变高,故C错误;女同学从E向D运动过程中,她逐渐远离声源,感觉到哨声音调变低,故D错误。故选A、B。
方法技巧
多普勒效应的判断方法
(1)确定研究对象:波源与观察者。
(2)确定波源与观察者是否有相对运动:若有相对运动,发生多普勒效应,否则不发生。
(3)判断:当两者远离时,观察者接收到的波的频率变小;当两者靠近时,观察者接收到的波的频率变大。注意波源的频率不变。
5.C　由于蝙蝠向墙壁靠近,所以墙壁接收的超声脉冲频率大于39 000 Hz,蝙蝠接收到的墙反射的超声脉冲频率大于墙接收的超声脉冲频率,故选C。
6.D　飞机和人的关系如图所示,其中S为飞机,P为该同学,利用运动的分解把飞机的速度分解为两个速度,得到v1=v cos θ,v为飞机水平速度,v1为靠近速度,飞机逐渐靠近该同学,θ角逐渐增大,v1逐渐减小,所以他听到的飞机声音的音调是变低的,但始终比飞机实际发出的声音音调高,故A、B、C错误,D正确。
7.A　当波源和观察者之间的距离不变化时,观察者接收到的频率和波源发出的频率相等,故当f=f'时,说明两者之间的距离不变,表明前车与无人车的速度相同,但不一定静止,故A正确,B错误;当f'>f时,接收到的回波频率大,说明两车之间的距离减小,表明前车在减速行驶,故C错误;当f'8.答案　(1)C　(2)见解析　(3)见解析
解析　(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低,此现象为多普勒效应,选项C正确。
(2)因巡警车接收到的超声波频率比发出的低,由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离,而巡警车车速恒定且在后面,可判断轿车的车速比巡警车的车速大,故该轿车超速。
(3)若该轿车以25 m/s的速度行进,此时巡警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的超声波频率应比发出的高。