3.4多普勒效应 自主提升过关练（word版含答案）

3.4多普勒效应 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．在某种介质中，一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，此时质点A在波峰位置，质点D刚要开始振动，A、B、C、D四个质点中某个质点的振动图像如图乙所示。时刻在D点有一台机械波信号接收器（图中未画出），正以的速度沿x轴正向匀速运动下列说法正确的是（　　）
A．质点C的起振方向沿y轴负方向
B．无法判断图乙所示为四个质点中哪一个质点的振动图像
C．信号接收器可以接收到该机械波
D．如果只改变该信号接收器的速度的大小，使它能接收到该机械波，则它接收到该机械波的频率大于
2．下列现象中，可以用多普勒效应解释的是（　　）
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，在空气和水中传播速度不同
C．超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化
D．水塘里，微风激起的水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播
3．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）
A．若把同一个单摆由地球搬到月球，则单摆的摆动周期会变短
B．在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
C．“美人鱼”在水下表演节目时，她们在水中听到的音乐与在岸上听到的一致，说明声波从一种介质进入另一种介质时频率不变
D．当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率比波源频率高
4．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
5．关于声音的产生和传播，下列说法正确的是（　　）
A．换用木锤替代橡胶锤敲击音叉，音叉发出声音的音调变高
B．当声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于声波频率
C．空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
D．超声波迎着汽车行驶方向发射，汽车越快，仪器接收到的反射回波的频率越低
6．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法正确的是（　　）
A．从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置
B．从图示时刻开始，经0.01s质点a通过的路程为0.8m
C．若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50Hz
D．若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象
7．下列物理现象：①闻其声而不见其人；②当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到音调变高。这两种现象分别属于声波的（　　）
A．衍射、多普勒效应 B．干涉、衍射
C．共振、干涉 D．衍射、共振
8．在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为0.5m/s，沿x轴相向传播，t＝0时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．t＝0时刻，x＝－3.6m处质点的振动方向与x＝5.3m处质点的振动方向相同
B．一观察者正经x＝2m处沿x轴正向运动，在他看来，两列波的频率可能相同
C．两列波相遇时能发生稳定的干涉
D．x轴上第一个位移达到6cm的质点的横坐标为x＝2.75m
9．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
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．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，
12．如图所示，人在距公路约50m的M处，一辆汽车以25m/s的速度从公路上匀速驶过，人听到的汽车的频率（　　）
A．一直是稳定的 B．变得越来越高
C．变得越来越低 D．先变低后变高
13．下列哪些应用是利用了多普勒效应（　　）
A．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
B．交通警察向行进中的汽车发射一列已知频率的超声波，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．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
14．下列选项与多普勒效应有关的是（　　）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
C．科学家通过比较某星球与地球上同种元素发出的光的频率来计算该星球远离地球的速度
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
15．下列关于振动和波的说法中，正确的是（ ）
A．往复运动不一定是机械振动
B．受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率
C．介质随波一起由近及远向外传播，形成了机械波
D．两列波叠加，振动减弱的区域振幅始终为0
E．火车进站时，驻立在站台边的旅客听到火车鸣笛的音调变高
二、解答题
16．一只汽船以的速度在无风河面上航行，船上发出声鸣笛，旅客在后听到前方悬崖反射回来的声音，已知声音在空气中的传播速度为。则悬崖离汽船鸣笛时的位置有多远。
17．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些战斗机的速度超过了声音在空气中的传播速度．假设某爆炸声在空气中的传播速度为，一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，战斗机飞行的速度至少多大？
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参考答案
1．C
【解析】
A．在时刻的波形图如图甲所示，此时质点A在波峰位置，质点D刚要开始振动，则可知波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知D点起振方向沿y轴正方向，则质点C的起振方向沿y轴正方向，故A错误；
B．图甲中质点C在时刻处于平衡位置且向y轴负方向运动，则图乙所示为质点C的振动图像，故B错误；
C．由图可知
，
则波速为
则信号接收器可以接收到该机械波，故C正确；
D．因机械波周期为0.4s，则频率为
根据多普勒效应，由于信号接收器在远离机械波波源运动，则它接收到该机械波的频率小于2.5Hz，故D错误。
故选C。
2．C
【解析】
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，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，是由于介质折射率不同导致的，与多普勒效应无关，故B错误；
C．超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化，是由于多普勒效应产生的，故C正确；
D．水塘里，微风激起的水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播，是衍射现象，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
A．月球表面重力加速度小于地球表面，由单摆周期公式可知在月球表面单摆的摆动周期会变长，故A错误；
B．在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移，经过平衡位置时位移都是零，故B错误；
C．波从一种介质进入另一种介质，变化的是传播速度和波长，频率不变，故C正确；
D．根据多普勒效应，当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，故D错误。
故选C。
4．B
【解析】
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。
5．B
【解析】
A．音叉振动的频率等于其固有频率，故A错误；
B．波传播时，介质的振动频率等于波源的振动频率。故B正确；
C．超声波也是声波，传播速度与普通声波相同。故C错误；
D．汽车越快，反射回波的频率越高。故D错误。
故选B。
6．D
【解析】
A．根据上下坡法则，b点处于上坡阶段，所以b点先沿y轴负方向运动到最低点再向沿y轴正方向运动到平衡位置，则从图示时刻开始，质点b比质点a慢到平衡位置，A错误；
B．根据
则从图示时刻开始，经0.01s质点a振动了半个周期，其通过的路程为
B错误；
C．据多普勒效应可知，该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=3000m处接收到的波的频率将大于50Hz，C错误；
D．波的波长
若该波传播中遇到宽约3m的障碍物时，波长与障碍物的宽度接近，所以能发生明显的衍射现象，D正确。
故选D。
7．A
【解析】
闻其声而不见其人，是声波绕过阻碍物而传播过来的，属于声波的衍射，而当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到音调变高，是属于多普勒效应，所以A正确；BCD错误；
故选A。
8．D
【解析】
A．由同侧法可得x = -3.6m处质点向上振动，x = 5.3m处质点向下振动，所以质点的振动方向相反，故A错误；
BC．由波形图可知波长，，由
可得
两波频率不同，不能发生稳定干涉； 由多普勒效应可知，一观察者正经x = 2m处沿x轴正向运动，在他看来，甲波的频率变小，乙波的频率增大，由以上分析可知，在他看来，两波的频率不可能相同，故BC错误；
D．要使质点的位移第一次达到6cm， 必定是两列波相距最近的两个波峰相遇，t = 0时这两个波峰相距，故从此时开始到两者相遇，两波峰移动的距离均为
因为甲波的第一个波峰t = 0时刻的横坐标为，向x轴正方向移动3.75m后，横坐标为2.75m，故D正确。
故选D。
9．A
【解析】
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。
10．B
【解析】
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
【解析】
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。
12．C
【解析】
如下图所示
车相对人的速度为
车匀速靠近时，θ变大，则v1变小，设汽车本身的频率为f，声音的传播速速为v，根据多普勒效应可知，人听到的汽车的频率为
判断可知，人听到的汽车的频率为在变低；当车与人的连线与车速方向垂直时，再向前运动则汽车背离人运动，车匀速远离时，此过程车相对人的速度为
θ变大，则v1变大，由于汽车远离人，人听到的汽车的频率为
判断可知，人听到的汽车的频率为在变低。
故选C。
13．ABD
【解析】
A．凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球运动的速度，故A正确；
B．雷达测速中因光速远大于车辆运动速率，无需考虑多普勒效应，而超声波测速就必须考虑多普勒效应，故B正确；
C．铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动作出判断的，故C错误；
D．炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D正确。
故选ABD。
14．BCD
【解析】
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离利用的是光的反射，故A错误；
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速利用的是超声波的多普勒效应，故B正确；
C．科学家通过比较某星球与地球上同种元素发出的光的频率来计算该星球远离地球的速度，利用的是光的多普勒效应，故C正确；
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度利用的是超声波的多普勒效应，故D正确。
故选BCD。
15．ABE
【解析】
A．只有在平衡位置附近做复运动的物体才叫振动，A正确；
B．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，B正确；
C．波的传播中介质中的质点不随波迁移，C错误；
D．若两列波的振幅不相等，则两列波叠加，振动减弱的区域振幅始终不为0，D错误；
E．音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低，火车进站时由多普勒效应可知旅客接收到的频率会变大，故音调变高，E正确。
故选ABE。
16．
【解析】
如图所示，汽船于B处发出鸣笛声，旅客听到回声的位置在A处，即内汽船前进了距离，则声波走过的距离。所以
所以
17．
【解析】
要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即战斗机应以的速度飞行远离爆炸点．试卷第页，共页