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同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．下列说法正确的是（　　）
A．超声测速是利用了波的干涉现象
B．“不见其人，先闻其声”是波的衍射现象
C．光导纤维的外套折射率比内芯折射率大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
2．在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2．在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是（ ）
A．波1速度比波2速度大
B．在这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率可以相同
C．在这两列波传播的方向上，会产生稳定的干涉现象
D．相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象
3．下列关于多普勒效应的说法不正确的是（　　）
A．彩超测血流速度是利用超声波的多普勒效应
B．交警经常利用超声波的多普勒效应测量行进中车辆的速度，来判断车辆是否超速
C．多普勒效应是声波特有的现象
D．多普勒效应是指波源与观察者互相靠近或远离时，接收到波的频率发生了变化的现象
4．超声波是一种频率高于的声波，波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，因此有广泛的应用关于超声波，下列说法中正确的是（　　）
A．由于高频率超声波波长很短，因此衍射本领很强
B．空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
C．当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率
D．超声波测速主要是利用超声波相干性好的特点
5．如图所示，装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波．当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比（ ）
A．频率不变，波速变小 B．波速不变，频率变小
C．频率不变，波速变大 D．波速不变，频率变大
6．下列说法正确的是（　　）
A．地震发生时，首先感受到纵波，然后才感受到横波
B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
C．某一频率的声波从空气进入水中时，波长减小，传播速度增大
D．只有缝、孔的宽度跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生波的衍射现象
7．下列关于机械波的说法，正确的是（　　）
A．两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
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
C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射
D．当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率高
8．关于多普勒效应的叙述，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和波源之间发生了相对运动
C．甲乙两车相向行驶，两车均鸣笛，且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低于他听到的乙车笛声频率
D．波源静止时，不论观察者是静止的还是运动的，对波长“感觉”的结果是相等的
9．以下各种说法中，正确的是（ ）
A．一单摆做简谐运动，小球相继两次通过同一位置时的速度必相同
B．波源与接收者相互靠近会使波源的发射频率变高
C．红外线的频率与固体物质分子频率接近，容易引起固体物质分子的共振
D．雷达是利用声波的反射来测定物体的位置
10．一人站在火车轨道旁，一列正在鸣笛的火车高速驶来，然后又高速离去，则此人听到的鸣笛声的频率将（　　）
A．变大 B．变小
C．先变大后变小 D．先变小后变大
11．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．当声源静止、观察者也静止时，可以观察到多普勒效应
C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低
12．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，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　）
A．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高
B．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高
C．女同学从点向右运动时，她感觉哨声音调不变
D．女同学从点向左运动时，她感觉哨声音调变高
13．一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化正确的是（　　）
A．频率变高 B．频率不变 C．波速变大 D．波长不变
14．“B超”可用于探测人体内脏的变化状况。如图为超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循与光的折射规律类似，可表述为（式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知v2=0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为（　　）
A． B． C． D．
15．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射几次．假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39000
Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则下列判断正确的是(　　)
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
二、填空题（共4题）
16．自动驾驶汽车配置了超声波、激光、无线电波雷达和光学相机组成的传感探测系统，当汽车与前方车辆距离减小到安全距离时，系统会执行减速指令．若汽车静止时发出的超声波频率为4.0×104Hz，空气中声速为340m/s，该超声波的波长为________m．汽车行驶时接收到被前方汽车反射的超声波频率________(选填“大于”“等于”或“小于”)汽车发出的频率．
17．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”）
18．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？( )
19．阅读短文，回答下列问题：
超声测速仪
如图甲所示是公路旁边的超声波测速仪，它向行驶的车辆发射频率为f0（一般为30kHz～100kHz）的超声波，当车辆向它靠近时，车辆反射回来的超声波频率f增大；当车辆远离时，反射回来的超声波频率f减小，变化的频率Δf=|f0-f|与车辆速度v关系如图乙所示．
超声波测速仪内部工作原理如图丙所示，P、Q是压电超声换能器，在外力作用下发生形变时会产生电压，形变消失后，电压随之消失；反之，当在其上加一定电压就会发生形变，电压消失后，形变随之消失．超声波测速仪内部振荡电路产生高频交流电压加到P上，P产生相同频率的超声波；被车辆反射回来的超声波在Q上产生交流电压，其频率与反射波的频率相同，比较电路将振荡电路和放大电路的两种频率的交流电压进行比较，计算出它们的差值Δf=|f0-f|，由Δf就能知道车辆的速度．
（1）车辆靠近超声波测速仪时，反射回来的超声波频率f____f0(填：大于/等于/小于)；
（2）超声小测速仪工作时，压电超声换能器_____．
A．均将形变转换成电压 B．P将形变转换成电压，Q将电压转换成形变
C．均将电压转换成电流 D．P将电压转换成形变，Q将形变转换成电压
（3）为使超声波测速仪正常工作，振荡电路中产生交流电的图像可能是下图中
的_____．
（4）汽车先后以v1和v2的速度远离超声波测速仪时，反射回来超声波的频率分别为f1和f2，且f1大于f2，则v1______v2(填：大于/等于/小于)．
三、综合题（共4题）
20．为了理解多普勒效应，可以设想一个抛球的游戏（如图）。设想甲每隔向乙抛一个球，如果甲、乙都站着不动，乙每隔接到一个球。如果甲抛球时仍然站着不动，而乙以一定速度向甲运动，这时乙接球的时间间隔是否还是？如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是否会有变化？
21．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？
22．一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。
23．蝙蝠是通过声波的反射来判断前方是否有障碍物的。科学家在蝙蝠飞行的空间里横跨了很多系有铜铃的绳索，蝙蝠黑暗中在此空间飞行时不会碰撞这些绳索而导致铜铃发声。据此，你认为蝙蝠发出的声波频率应该具有怎样的特征？尽可能用数量级来描述你的估算。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．C
5．D
6．A
7．B
8．B
9．C
10．C
11．D
12．A
13．A
14．D
15．C
16． 8.5×10-3 大于
17． C 偏高
18． C 超速 变高
19． 大于 D D 小于
20．乙以一定速度向甲运动，乙接球的时间间隔小于，如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是会有变化
21．19个
22．
23．
我们人耳能听见的声音频率范围在到之间，蝙蝠发出的是超声波，频率大于。
答案第1页，共2页