3.6多普勒效应 自主提升过关练（word解析版）

3.6多普勒效应 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．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
2．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（　　）
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变低
B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
C．女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变
D．女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低
3．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，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200 m/s。已知t=0时，波刚好传播到x=40 m处，如图所示，在x=400 m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（ ）
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．从t=0开始经过0.15s，x=40m处的质点运动路程为0.6m
C．接收器在t=0.8s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11 Hz
5．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．观察者与声源间没有相对运动也可能产生多勒效应
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．救护车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应
6．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当汽车向你驶来时，听到声音的频率等于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，听到声音的频率小于300 Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率大于300 Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率小于300 Hz
7．关于机械振动和机械波﹐下列说法正确的是（　　）
A．由波动图像，可以直接读出振动周期和振幅
B．无论水平弹簧振子还是竖直弹簧振子，做简谐运动时，小球所受的合外力等于简谐运动的回复力
C．当观察者远离波源运动时，接收到的波的频率大于波源的频率
D．只有障碍物或孔的大小小于波长，才能发生衍射现象
8．根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到波的频率增大；反之，观察者接收到波的频率减小。天文观测到某遥远星系所生成的光谱呈现“红移”，即谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知（　　）
A．观察者接收到光波的波长增大，该星系正在靠近观察者
B．观察者接收到光波的波长减小，该星系正在靠近观察者
C．观察者接收到光波的波长增大，该星系正在远离观察者
D．观察者接收到光波的波长减小，该星系正在远离观察者
9．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　）
A．只要是性质相同的波，都可以发生干涉
B．只有在障碍物，孔或缝的尺寸比波长小或者相差不多的情况下波才能发生衍射
C．在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以穿透墙壁传播，而光波不能
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率信号就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应。
10．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（　　）
A．当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应
B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应
C．只有机械波才能发生多普勒效应
D．只要波源运动，就一定会发生多普勒效应
11．两辆汽车甲与乙，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
12．下列关于机械波的说法中，正确的是（　　）
A．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C．在四分之一周期内，介质的质点所通过的路程一定等于一个振幅
D．发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零
13．下列说法正确的是（　　）
A．单摆振动的周期，一定等于它的固有周期
B．竖直的弹簧振子的回复力，由弹簧的弹力提供
C．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化
D．在干涉现象中，振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小
14．下列有关叙述正确的是（　　）
A．第四代移动通信系统（4G）采用1880～2690 MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的
B．狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上时钟变快
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接受，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理
E.在真空中传播的两列电磁波，频率大的波长短
15．下列说法正确的是（　　）
A．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不相同
B．鸣笛火车进站时，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D．机械波传播过程中各质点沿波的传播方向迁移
E.在用单摆测重力加速度实验中，若所测g值偏大，可能是把n次全振动误记为n+1次
二、解答题
16．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一个已知频率的超声波，如果该超声波被那辆轿车反射回来时：
(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低．
(2)巡警车接收到的超声波频率比发出的高．
以上两种情况说明了什么问题？
17．如图为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？
参考答案
1．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。
2．D
【详解】
根据多普勒效应 ，靠近声源时，哨声音调变高，远离声源时，哨声音调变低，所以ABC错误；D正确；
故选D。
3．D
【详解】
由多普勒效应，设该超声波在空气中传播速度为，汽车远离的速度为，则汽车反射波的频率
，恒定，则汽车反射波的频率恒定，且小于。
故选D。
4．B
【详解】
A．根据波的图像和波的传播方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向， A错误；
B．根据波的图像可知波长λ＝20 m，振幅A＝10 cm，周期
从t＝0开始经过0.15 s(1.5个周期)，x＝40 m处的质点运动路程为6个振幅，即
B正确；
C．接收器在
时能够接收到此波，C错误；
波源频率为
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率小于10 Hz， D错误。
故选B。
5．D
【详解】
AB．产生多普勒效应的原因不是波源频率发生了变化，而是观察者相对波源的位置变化引起了听觉频率的变化，故AB错误；
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且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高于他听到的乙车笛声频率，故C错误；
D．救护车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
AB．汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，当汽车向你驶来时，两者间距变小，则听到喇叭声音的频率大于300Hz，故AB错误；
CD．汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，当汽车和你擦身而过后，两者间距变大，则听到喇叭声音的频率小于300Hz，故C错误，D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．由波动图像，可以直接读出波长和振幅，无法读出振动周期，A错误；
B．无论水平弹簧振子还是竖直弹簧振子，做简谐运动时，小球所受的合外力等于简谐运动的回复力，B正确；
C．由多普勒效应可知，当观察者远离波源运动时，接收到的波的频率小于波源的频率，C错误；
D．只有障碍物或孔的大小小于波长或跟波长相差不多，才能发生明显衍射现象，D错误。
故选B。
8．C
【详解】
科学家们发现了红移现象，即光谱线都向红色部分移动了一段距离，即接受到的光的波长增大，频率减小，根据多普勒效应的理论可知这些星球都在远离地球，即宇宙在膨胀。
故选C。
9．D
【详解】
A．产生稳定干涉图样的条件是频率相同、相差恒定。A错误；
B．只有在障碍物，孔或缝的尺寸比波长小或者相差不多的情况下波才能发生明显的衍射，B错误；
C．在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波比光容易发生衍射现象。C错误；
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率信号就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应。D正确。
故选D。
10．B
【详解】
A．当波源与观察者有相对运动时，会发生多普勒效应，可以是波源运动，观察者静止，也可以是波源静止，观察者运动，也可以是同时运动，但速度不能相等，故A错误；
BD．当波源与观察者运动的速度相同时，无相对运动，相当于二者相对静止的情况，不会发生多普勒效应，故B正确，D错误；
C．多普勒效应是波动过程共同有的特征，这里的波动包括一切波的传播过程，故C错误。
故选B。
11．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。
12．D
【详解】
A．某一频率的声波，从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长增大，选项A错误；
B．产生多普勒效应的原因是当波源与观察者的位置发生变化时，观察者接收到的波的频率发生了变化，选项B错误；
C．只有当质点从平衡位置，或者从波峰波谷位置开始振动时，在四分之一周期内，介质的质点所通过的路程才等于一个振幅，选项C错误；
D．发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零，选项D正确。
故选D。
13．CD
【详解】
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力周期，与固有周期无关，故A错误；
B．竖直的弹簧振子的回复力，由重力和弹簧的弹力共同提供，故B错误；
C．根据多普勒效应，当声源接近接收器时接收到的频率变高，但波源发出的波的频率不变，故C正确；
D．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的振幅要大，位移可能比减弱点的位移小，故D正确。
故选CD。
14．ACE
【详解】
A．第四代移动通信系统（4G）采用1 880～2 690 MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的，是非均匀变化的，故A正确；
B．狭义相对论中有运动延迟效应，即“动钟变慢”，高速运行的卫星上的人会认为地面上的时钟变慢，故B错误；
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期由驱动力的周期决定，与单摆的固有周期无关，故与摆长无关，故C正确；
D．向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应原理，故D错误；
E．在真空中传播的两列电磁波，传播速度相同，由
知，频率越大，波长越短，选项E正确。
故选ACE。
15．ABE
【详解】
A．声波的传播速度与介质有关，同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不相同。故A正确；
B．根据多普勒效应可知，鸣笛火车进站时，声波的传播速度变大，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高。故B正确；
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加也相互加强，都属于振动加强点。故C错误；
D．在机械波传播过程中，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移。故D错误；
E．把n次全振动误记为n+1次，则带入计算得周期偏小，根据公式有：，计算得到的加速度的值偏大。故E正确。
故选ABE。
16．(1)轿车的速度大于100 km/h
(2)轿车的速度小于100 km/h
【详解】
(1)如果巡警车接收到的超声波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离．又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100 km/h.
(2)如果巡警车接收到的超声波频率比发出时高．由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互靠近，同理可知，轿车的速度小于100 km/h.
17．19个
【详解】
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者接收到的频率。如果观察者不动，则1s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波。