3.4多普勒效应及其应用同步练习（Word版含答案）

3.4多普勒效应及其应用
一、单选题
1．两辆汽车甲与乙，在时刻，分别距十字路O处的距离为和。两车分别以速率和沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率鸣笛，则在任意时刻t汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化（已知声速为u，且有、）（　　）
A．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
B．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率可能等于波源发出的频率
C．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
D．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
2．单音源发生器装置在小车上，其发音频率为f0。图1中小车沿一圆形跑道做匀速圆周运动，观察者甲静止于圆心处，测得频率为f1；图2中小车沿直线向左匀速运动，观察者乙、丙静止于该直线上，丙在乙的右侧，观察者乙测得频率为f2，观察者丙测得频率为f3，则（　　）
A． B．
C． D．f1时而大于f0时而小于f0，
3．下列技术应用涉及到多普勒效应的是（　　）
A．雷达定位
B．利用“共鸣箱”来使声音增强
C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
D．用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
4．关于机械波的描述，下列说法正确的是（　　）
A．当两列波发生干涉时，如果两列波的波峰在某点相遇，则该处质点的位移始终最大
B．当机械波发生反射时，其频率不变，波长、波速均发生变化
C．测速雷达向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化的多少就能得到车辆的速度，这利用的是多普勒效应
D．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越小衍射越明显
5．关于振动和波，下列说法中正确的是（　　）
A．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
B．波只有遇到很小的障碍物才会发生衍射现象
C．鸣笛火车进站时，静止于站台上的旅客接收到该列火车笛声的频率比火车鸣笛频率低
D．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
6．下列有关机械波的说法中不正确的是（　　）
A．我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果
B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长小得多
C．医院中的“B超”是利用超声波的反射来检查身体有无异常
D．根据听到的火车汽笛声的音调变化判断火车的行驶方向是多普勒效应的应用
7．下列说法中正确的是（　　）
A．若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率一定越来越小
B．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
C．水波绕过水面的小树枝继续传播的过程中发生了衍射
D．“闻其声不见其人”是声波的反射现象
二、多选题
8．黑夜里蝙蝠能在洞穴内自如飞行，是因为它能在每1 s内发射多次持续1 ms左右时间的高频脉冲，蝙蝠通过接收和分辨反射回来的脉冲来定位障碍物的位置等信息。若蝙蝠发射脉冲的频率为30 kHz的声波，且正对着洞穴的内壁飞行，则（　　）
A．该蝙蝠发射的脉冲为超声波
B．该蝙蝠接收到内壁反射回来的脉冲频率等于30 kHz
C．该蝙蝠接收到内壁反射回来的脉冲频率小于30 kHz
D．该蝙蝠接收到内壁反射回来的脉冲频率大于30 kHz
9．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　）
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低
D．测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较判断星球的靠近或远离
10．如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，关于女同学的感受，下列说法正确的是（　　）
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E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变
D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低
11．关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）
A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B．产生多普勒效应的原因是观察者或波源发生了相对运动，且两者间距发生变化
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率
D．高速公路上的测速仪是应用多普勒效应测速的
12．下列现象中属于多普勒效应的是（　　）
A．夏日雷声轰鸣不绝
B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声
C．战场上士兵听到的敌方炮弹飞行声音和听到的我方炮弹飞行声音不同
D．星系谱线的红移现象
三、填空题
13．如图所示，一名观察者站在桥上观察一列复兴号高铁列车鸣笛通过桥梁向远处驶去。已知复兴号高铁列车通过桥梁所在路段时的速度为280km/h，列车发声器发出的笛声频率为500Hz，声音在空气中传播的速度为340m/s，则列车发声器发出的笛声的波长为___________m，在列车远去时站在桥上的观察者听到笛声的波长___________（填“大于”“等于”或“小于”）上述计算值。
14．有一种由钢丝牵着进行操纵做圆周飞行的飞机模型，装有两冲程的活塞式发动机作为动力。操纵者站在圆心，在他听来发动机工作时发出的音调是平稳不变的，而场边的观众则听到发动机的音调忽高忽低地做周期性变化，这是由于__________，这种现象叫做____________。
15．如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。
（1）该图表示的是___________。
A．干涉现象 　　　B．衍射现象
C．反射现象 　　　D．多普勒效应
（2）波源正在移向___________（选填A、B、C、D点）。
（3）观察到波的频率最低的点是___________（选填A、B、C、D点）。
16．判断该说法的正误：
多普勒效应说明波源的频率发生变化。（________）
17．多普勒效应的成因分析
（1）接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的________的个数。
（2）当波源与观察者相互______时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互_____时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率。
18．公路巡警开车在高速公路上以100km/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一个已知频率的波，如果该波被轿车反射回来时，巡警车接收到的波的频率比发出时低。
（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）若轿车以20m/s的速度行进，反射回的波的频率应________。（填“偏高”或“偏低”）
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参考答案
1．C
【详解】
根据多普勒效应可知，当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高；当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．C
【详解】
图1中小车绕着甲做匀速圆周运动，根据多普勒效应可知，小车发出的频率与观察者甲接收到的频率相等，则有
图2中小车向左匀速运动，小车远离乙和丙，根据多普勒效应可知，二者接收到的频率均小于小车发出的频率，且小车相对于乙和丙的运动是相同的，则有
综上所述，有
故选C。
3．C
【详解】
A．雷达定位是利用了电磁波的反射原理，选项A错误；
B．共鸣箱利用的是共振的原理，选项B错误；
C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速，是利用了声波的多普勒效应，选项C正确；
D．用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡，是利用了超声波的穿透能力强，选项D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．如果两列波的波峰在某点相遇，振动总是加强，但质点的位移有时最大，有时为0，故A错误；
B．波发生反射是在同一种介质中，波的频率、波长和波速均不变，故B错误；
C．测速雷达向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速，这是利用了波的多普勒效应，故C正确；
D．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越长衍射越明显，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．当声波的频率等于玻璃杯的固有频率时玻璃杯震荡最剧烈，最容易被击碎，即声波击碎玻璃杯的实验原理是共振，选项A错误；
B．一切波都会发生衍射现象，但只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，选项B错误；
C．根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高，所以鸣笛火车进站时，静止于站台上的旅客接收到该列火车笛声的频率比火车鸣笛频率高，选项C错误；
D．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当人迈步的频率等于扁担与水桶振动的固有频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出，因此挑水时为了防止从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，选项D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．我们能够听到墙外的声音是声波发生衍射的结果，选项A错误，符合题意；
B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长小得多，选项B正确，不符合题意；
C．医院中的“B超”是利用超声波的反射来检查身体有无异常，选项C正确，不符合题意；
D．根据听到的火车汽笛声的音调变化判断火车的行驶方向是多普勒效应的应用，选项D正确，不符合题意；
故选A。
7．C
【详解】
A. 根据多普勒效应，若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率增大，故A错误；
B. 当声波的频率等于玻璃杯的固有频率时玻璃杯震荡最剧烈，最容易被击碎，即声波击碎玻璃杯的实验原理是共振，故B错误；
C. 水波绕过水面的小树枝继续传播的过程是因为水波的波长与小树枝的大小差不多或更长，水波发生了衍射，故C正确；
D. “闻其声不见其人”是声波绕过障碍物继续传播的现象，是声波的衍射现象，故D错误；
故选C。
8．AD
【详解】
A．由题意可知，蝙蝠发射脉冲的频率为30 kHz，为超声波，A正确；
BCD．蝙蝠正对着洞穴内壁飞行，洞穴内壁反射回来的脉冲方向正对着蝙蝠飞行的速度方向，故蝙蝠接收到的反射脉冲的频率大于30 kHz，BC错误，D正确。
故选AD。
9．BCD
【详解】
A．先看到闪电后听到雷声，是因为光的传播速度大于声音传播速度，选项A错误；
B．探测器接收到的超声波频率发生变化，是由于血液发生流动，探测器与血液的观测点的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，选项B正确；
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声音调变低，是由于列车与观察者的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，选项C正确；
D．测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较，可以根据光的多普勒效应判断星球靠近或远离，选项D正确；
故选BCD。
10．AD
【详解】
女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低。
故选AD。
11．BD
【详解】
AB．产生多普勒效应的原因是观察者或波源发生了相对运动且两者间距发生了变化，而波源的频率没有发生变化，A错误，B正确；
C．若甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率变大，他所听到的乙车笛声频率不变，C错误；
D．高速公路上的测速仪是应用多普勒效应测速的，D正确。
故选BD。
12．CD
【详解】
A．夏日雷声轰鸣不绝，属于声波的反射，A错误；
B．有两只相同的音又，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声，这是声音的共振，B错误；
CD．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹飞行声音不同和星系谱线的红移现象都是多普勒效应，选项CD正确。
故选CD。
13．0.68m 大于
【详解】
[1]由波长、波速和频率的关系式可得
[2] 在列车远去时，观察者听到笛声的波长
因此在列车远去时站在桥上的观察者听到笛声的波长大于笛声的原波长。
14．操纵者与发动机的相对距离不变，场边的观察者与发动机的距离做周期性的变化； 多普勒效应
【详解】
[1]波源与观察者相互靠近或远离时，接收到的波的频率会发生变化，这种现象叫作多普勒效应。操纵者与发动机的距离不变，接收到的声波的频率不变，所以在他听来发动机工作时发出的声调是平稳不变的；而场边的观众与发动机的距离忽远忽近周期性变化，观众接收到的频率就发生周期性的变化，所以观众听到发动机的音调忽高忽低地做周期性变化。
[2]由多普勒效应可知，波源与观察者相对静止时，收的频率不变，有相对运动时，接收频率变化。
15．D A B
【详解】
（1）[1]该图表示的是多普勒效应，正确选项为D。
（2）[2]从波长变化情况来看，波源正在移向A点。
（3）[3]由于波源远离B点，所以观察到波的频率最低的点是B点。
16．错误
【详解】
多普勒效应说明接收的频率发生变化，而波源的频率不会变，所以多普勒效应说明波源的频率发生变化是错误的。
17．完全波 靠近 远离
【详解】
（1）[1] 接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。
（2）[2] [3]当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率。
18．C 偏高
【详解】
（1）[1] 公路巡警开车在高速公路上以100km/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一个已知频率的波，如果该波被轿车反射回来时，巡警车接收到的波的频率比发出时低，这是多普勒效应。
故选C。
（2）[2]因为巡警车的速度大于轿车的速度，轿车巡警车靠近，反射回的波的频率应偏高。答案第1页，共2页
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