3.5 多普勒效应 同步练习题(word版含答案)

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名称 3.5 多普勒效应 同步练习题(word版含答案)
格式 docx
文件大小 399.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-07 07:33:06

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文档简介

3.5 多普勒效应
一、单选题
1.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
2.如图为由波源S发出的波在介质平面中某一时刻的情形,实线为波峰,虚线为波谷,实线与虚线等间距分布。设波源频率为20Hz,观察者在1s内由A运动到B,则观察者在这1s内接收到完全波的个数为(  )
A.18个 B.19个 C.20个 D.21个
3.下列有关机械振动和机械波的说法不正确的是(  )
A.弹簧振子做简谐运动时,若某两个时刻位移相同,则这两个时刻的速度也一定相同
B.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
C.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
D.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小得多时,将发生明显的衍射现象
4.下列说法正确的是(  )
A.声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B.在波的传播方向上,某个质点的振动速度就是波的传播速度
C.机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长大的障碍物一定不能发生衍射
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,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超”,利用的是多普勒效应原理
5.超声波是一种频率高于20000Hz的声波,波长很短,广泛应用于生活与生产实践.关于超声波及应用,下列说法中正确的是(  )
A.在同种介质中,超声波的速度大于次声波的速度
B.超声波的频率越高衍射本领越强
C.高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长,说明此时车正在靠近测速仪
D.“彩超”检查身体时,超声波迎着血液流动方向发射,仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率
6.下列说法中正确的是(  )
A.蝙蝠通过红外线的反射来判断前方是否有障碍物
B.在医学上可以利用多普勒效应测出血流的速度
C.消声器是利用波的衍射来消弱高速气流产生的噪声
D.水塘中的水波能够绕过芦苇等障碍物继续传播,是由于波的干涉造成的
7.根据多普勒效应,下列说法中正确的是(  )
A.多普勒效应只适用于声波
B.当波源和观察者同向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
C.当波源和观察者相向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
D.当波源和观察者反向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
8.下面哪项物理知识的应用没有用到多普勒效应的知识(  )
A.铁路工人用耳朵贴在铁轨上可判断附近有没有火车行驶
B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的波,波被运动的汽车反射回来,根据接收到的频率发生的变化,就知道汽车的速度,以便于进行交通管理
C.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
D.有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声判断飞行炮弹是接近还是远去
二、多选题
9.关于机械振动、机械波,下列说法正确的是(  )
A.改变单摆的振幅,振动周期会随之改变
B.声音由空气传播到水中,波长会发生变化
C.某些次声波对人体有危害,是由于其频率接近人体内脏振动的固有频率
D.根据多普勒效应,比较接收与发射的超声波频率的变化,可测量心脏血液流速
10.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
E.女同学从B向D运动过程中,她感觉哨声音调变高
11.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.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低
D.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
12.对声波的各种现象,以下说法正确的是(  )
A.在空房子里讲话,声音特别响,这是声音的共振现象
B.绕正在发音的音叉走一圈,可以听到忽强忽弱的声音,这是声音的干涉现象
C.火车驶离远去时,音调变低
D.把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声,属于声波的衍射现象
三、解答题
13.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?
14.如图所示是某质点做简谐运动的振动图象.根据图象中的信息,回答下列问题:
(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大?
(2)质点在10 s末和20 s末的位移是多少?
(3)质点在15 s和25 s末向什么方向运动?
(4)质点在前30 s内的运动路程是多少?
15.以速度u=20m/s奔驰的火车,鸣笛声频率为275 Hz,已知常温下空气中的声音传播速度v=340m/s。
(1)当火车驶来时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少?
(2)当火车驶去时,站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少?
试卷第4页,共4页
试卷第3页,共4页
参考答案
1.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。
2.B
【详解】
波源频率为20Hz,假设观察者不动,观察者每秒钟接收到20个完全波.由于图中A、B间距离为一个波长,观察者与波源相互远离,所以1 s内观察者将比静止时少接收1个完全波,所以观察者接收到19个完全波。
故选B。
3.A
【详解】
A.弹簧振子做简谐运动时,若某两个时刻位移相同,则这两个时刻的速度大小相等,方向可能相同也可能相反,故A错误;
B.单摆在周期性外力作用下做受迫振动,其振动周期是由驱动力的周期决定的,与单摆的摆长无关,故B正确;
C.火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高,故C正确;
D.当水波通过障碍物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小得多时,将发生明显的衍射现象,故D正确。
此题选择不正确的选项,故选A。
4.D
【详解】
A.声源与观察者相互靠近时,观察者所接收的声波频率大于声源发出的声波频率,而接收到的波速不变,A错误;
B.质点的做简谐振动,而波在同种介质中,匀速传播,因此振动速度与波的传播速度是不同的两个概念,B错误;
C.机械波传播过程中即使遇到尺寸比机械波波长大的障碍物也能发生衍射,只是不明显,C错误;
D.“彩超”利用的是多普勒效应原理,D正确。
故选D。
5.C
【详解】
A.在同种介质中,超声波的传播速度与次声波的速度一样,A错误;
B.超声波的频率越高,波长越短,越不容易发生衍射,B错误;
C.高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长,说明超声波的频率小于所接收波的频率,根据多普勒效应,接收到的频率变高,说明此时车正在靠近测速仪,C正确;
D.用超声波测血液流速,超声波迎着血液流动方向发射,血液流速越快,仪器接收到的反射回波的频率越高,D错误。
故选C。
6.B
【详解】
A.蝙蝠通过超声波的反射来判断前方是否有障碍物,故A错误;
B.当观察者与波源的距离发生变化时,观察者接收到的波的频率发生改变现象叫多普勒效应,“彩超”利用反射波的频率变化,测出血流的速度,就利用了多普勒效应。故B正确。
C.消声器是利用波的干射来消弱高速气流产生的噪声,故C错误;
D.水塘中的水波能够绕过芦苇等障碍物继续传播,是由于波的衍射造成的,故D错误。
故选B。
7.C
【详解】
A.多普勒效应适用于各种类型的波,故A错误;
B.当波源和观察者同向运动时,观察者不一定远离波源,所以观察者接收到的频率不一定比波源发出的频率低,故B错误;
C.当波源和观察者相向运动时,观察者逐渐靠近波源,接收到的频率一定比波源发出的频率高,故C正确;
D.当波源和观察者反向运动时,观察者逐渐远离波源,接收到的频率一定比波源发出的频率低,故D错误。
故选C。
8.A
【分析】
多普勒效应是指波源或观察者发生移动,而使两者间的距离发生变化,使观察者收到的频率发生了变化。
【详解】
A. 铁路工人用耳朵贴在铁轨上可判断附近有没有火车行驶,,是因为声音在固体中传播的比空气中快,与多普勒效应无关,故A符合题意;
B.交通警察对行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来,根据接收到的频率发生变化,来知道汽车的速度,以便于进行交通管理,利用了多普勒效应;故B不符合题意;
C.利用地球上接收到遥远天体发出的原子光谱线的移动来判断遥远天体相对地球运动的速度,利用了多普勒效应,故C不符合题意;
D. 有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声来判断飞行炮弹是接近还是远去,频率变高表示靠近,频率降低表示远,利用了多普勒效应,故D不符合题意;
故选A。
9.BCD
【详解】
A.由单摆周期公式
可知单摆周期只和摆长、重力加速度相关,故改变单摆的振幅,振动周期不变,A错误;
B.声音在不同介质中传播,频率不变,波速和波长会发生变化,故B正确;
C.次声波频率接近人体器官的固有频率,当次声波作用于人体时,人体器官容易发生共振,从而对人体产生危害,C正确;
D.根据血液流动,可得到血液相对于外界测试点的相对速度,从而由多普勒效应得到超声波频率变化,根据频率变化和血液流速的对应关系可反过来应用于测量血液流速,D正确。
故选BCD。
10.ADE
【详解】
根据多普勒效应,女同学荡秋千的过程中,只要她有向右的速度,即靠近声源,她都会感到哨声音调变高;反之,女同学向左运动时,她感到音调变低,选项A、D、E正确,B、C错误。
故选ADE。
11.CD
【详解】
A.雷雨天看到闪电后,稍过一会儿才能听到雷声是因为光速大于声速,故A错误;
B.同一声源发出的声波,在空气和水中传播的速度不同,是因为不同介质中声波的传播速度不同,故B错误;
C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调会变低属于多普勒效应,故C正确;
D.超声波被血管中的血流反射后,由于血液流动使反射的波的频率发生改变,即探测器接收到的超声波频率发生变化,属于多普勒效应,故D正确。
故选CD。
12.BC
【详解】
A.在空房子里讲话,声音特别响,这是声音的反射现象,故A错误;
B.绕正在发音的音叉走一圈,可以听到忽强忽弱的声音,是由于路程差为半个波长的偶数倍为振动加强,若为奇数倍则为振动减弱,这声音的干涉结果,故B正确;
C.根据多普勒效应,火车驶离远去时,笛声音调变低,故C正确;
D.把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声,属于声波的直线传播,故D错误。
故选BC。
13.19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。
14.(1)20 cm (2)20 cm 0 (3)负方向 负方向 (4)60 cm
【分析】
x的最大值表示质点离开平衡位置的最大距离,即振幅;质点在10 s末在最大位移处,20 s末在平衡位置;15s末质点位移为正,15s后的一段时间,位移逐渐减小,故质点在15 s末向负方向运动,同理可知,25s末质点也向负方向运动;前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20cm,又返回平衡位置,最后又到达负方向20 cm处,从而得出路程.
【详解】
(1)质点离开平衡位置的最大距离等于最大位移的大小,由图看出,此距离为20cm.
(2)质点在10s末的位移x1=20cm,20s末的位移x2=0.
(3)15s末质点位移为正,15s后的一段时间,位移逐渐减小,故质点在15 s末向负方向运动,同理可知,25s末质点也向负方向运动.
(4)前30 s质点先是由平衡位置沿正方向运动了20cm,又返回平衡位置,最后又到达负方向20 cm处,故30s内的总路程为60cm.
【点睛】
分析振动过程中各个物理量如何变化是应具备的基本功.一般任意时刻的位移,可通过写出振动方程求解.
15.(1)292 Hz;(2)260 Hz
【详解】
(1)火车驶来,以观察者为参考系,观察者接收到的频率增大
(2)火车驶去,以观察者为参考系,观察者接收到的频率减小
答案第6页,共1页
答案第5页,共5页