3.5多普勒效应 同步训练（word版含答案）

3.5多普勒效应
一、选择题（共15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减小
B．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
C．声呐的工作原理是超声波的反射
D．“闻其声不见其人”是声波的反射现象
2．下面形容声音的“高”，指音调的是（ ）
A．引吭高歌 B．高声喧哗
C．这首歌声音太高，唱不上去 D．听不见，声音高些
3．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
4．下列说法中正确的是（　　）
A．波源与观察者互相远离时，接收到的波的频率会增大
B．受迫振动的频率与物体的固有频率有关
C．用惠更斯原理可以解释波的传播方向
D．波长越长的波，沿直线传播的特性越明显
5．下列有关物理现象的描述错误的是（　　）
A．“闻其声而不见其人”，属于波的衍射现象
B．使用耳机让人们更好地欣赏音乐，是利用了波的干涉
C．医学上用“彩超”可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变是多普勒效应的应用
D．夏天里在一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，属于波的干涉现象
6．关于机械波，下列说法正确的有（　　）
A．两列波相遇产生干涉时，两列波的频率一定相等
B．根据公式v=λf，机械波的频率越高时，其传播速度越快
C．当观察者与波源间产生相对运动时，一定会发生多普勒效应
D．缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才会发生衍射
7．如下图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则（ ）
A．f1＜f ， f2＜f B．f1＜f ， f2＞f
C．f1＞ f， f2＞f D．f1＞f ， f2＜f
8．下列关于声波的判断中，错误的是(　 　)
A．夏日雷声轰鸣不绝，这是声波的干涉现象
B．闻其声而不见其人，是声波的衍射现象
C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象
D．鸣着笛的汽车从身边急驶而过时，喇叭的声调发生变化，这是多普勒效应
9．波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方介质振动的频率为f1，波源后方介质振动的频率为f2，则三者的关系为（　　）
A．f1=f2=f0 B．f1=f2>f0 C．f1=f210．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
11．六舒路上巡警开车在公路上以的恒定速度巡查，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电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速( )
A．高于 B．低于
C．等于 D．无法确定
12．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
13．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．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同
E．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化
14．如图所示是一列简谐横波的图像，其振幅为A，波长为λ，则下列说法正确的是（　　）
A．这列波的传播不需要介质
B．介质中每个质点振动后在一个周期的时间内通过的路程都是4A
C．与坐标原点O距离为λ的a点做变速运动，图示时刻速度最大
D．与坐标原点O距离为λ的a点再过一个周期的时间，将到达与O点距离为2λ处
E．如果图像是离观察者越来越近的波源发出的波的图像，则观察者接收到的波的波长将变短
15．下列有关机械振动和机械波的说法正确的是 。
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
E．在两列波的叠加区域，若质点到两列波源的距离相等，该质点的振动一定加强
二、填空题
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．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．
18．如图所示，波源S不动，每秒发出30个完全波。如果观察者1 s内由位置A移到位置B，则 1 s内将接收到________个完全波；如果观察者1 s内由位置C移到位置D，则1 s内将接收到________个完全波。
19．沿直线行驶的汽车通过某观察站时，观测到汽车发出鸣笛频率由1200HZ下降到1000HZ，已知空气中声速为330m/s，则汽车行驶的速度大小为________ m/s．
三、综合题
20．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？
21．警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化，思考下列问题：
（1）你听到警笛的音调有何不同？
（2）实际上警笛的音调会变化吗？
（3）听到音调发生变化的原因是什么？
22．在高速公路上常用超声波测速仪测量汽车的速度，测速仪是根据它发出并接收超声波脉冲信号时间差来测出汽车速度的。设超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔为，超声波在空气中传播的速度是。若汽车静止时，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为。问：
(1)当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于时，你能判定汽车是做怎样的运动吗？反之又怎样？
(2)若这一时间间隔为，则汽车行驶的速度是多少？
23．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？
试卷第1页，共3页
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. 声呐的工作原理是超声波照射的物体上，经过反射，依据超声波的直线传播确定物体的位置，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．C
【详解】
A.引吭高歌是指声音的响度大，故A不符合题意；
B.高声喧哗是指声音的响度，故B不符合题意；
C.声音的音调太高时，往往跟不上去，故C符合题意；
D.声音响度小时容易听不到，故D不符合题意．
3．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。
4．C
【详解】
A．根据多普勒效应，当波源与观察者互相远离时，接收到的波的频率会减小，选项A错误；
B．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，选项B错误；
C．用惠更斯原理可以解释波的传播方向，选项C正确；
D．波长越短的波不容易发生衍射，沿直线传播的特性越明显，选项D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．“闻其声而不见其人”，听到声音但是看不见人，这是声音的衍射，A正确；
B．耳机利用了波的干涉，能够让人更好的欣赏音乐，B正确；
C．彩超利用了多普勒效应，这是波源和接受物体相对位置改变而产生的效应，C正确；
D．夏天里在一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，属于声音的多次反射，D错误。
本题选错误的，故选D。
6．A
【详解】
A．只有频率相同的波才会产生干涉现象，故A正确；
B．波的传播速度由介质决定，与频率无关，故B错误；
C．只有二者间有相对距离的变化时，才会出现多普勒效应；若观察者以波源为中心转动则不会产生多普勒效应，故C错误；
D．任何波均可以发生衍射现象，而当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
本题考查的是对多普勒效应的认识，波源朝向观察者运动时，观测频率大于静止的观测频率，波源远离观察者运动时，观测频率小于静止的观测频率，D正确；
8．A
【详解】
A．夏日雷声轰鸣不绝，是声波的反射现象，A错误，符合题意；
B．闻其声而不见其人，是声波的衍射现象，B正确，不符合题意；
C．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象，C正确，不符合题意；
D．鸣着笛的汽车从身边急驶而过时，喇叭的声调发生变化，这是多普勒效应，D正确，不符合题意。
故选A。
9．D
【详解】
波源振动的频率为f0，由波源每秒钟所振动的次数决定；波源在介质中运动时，波源的前方介质与波源相互靠近，据多普勒效应知，波源的前方介质振动的频率f1>f0；波源在介质中运动时，波源的后方介质与波源相互远离，据多普勒效应知，波源的后方介质振动的频率f2故选D。
10．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。
11．A
【详解】
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80 km/h．故选A．
12．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。
13．BCE
【详解】
A．之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，所以A错误；
B．超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，B正确；
C．列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，所以C正确；
D．波动传播速度不一样是由介质决定的， D错误；
E．双星在周期性运动时，会使得到地球的距离发生周期性变化，故接收到的光频率会发生变化，E正确。
故选BCE。
14．BCE
【详解】
A．机械波只能在介质内传播，故A错误；
B．介质中每个质点振动后只能在平衡位置上下振动，在一个周期的时间内完成一个全振动，通过的路程都是4A，故B正确；
C．与坐标原点O距离为λ的a点图示时刻在平衡位置，速度最大，在a点上下做变速运动，故C正确；
D．介质中每个质点振动后只能在平衡位置上下振动，不能随波移动，故D错误；
E．根据多普勒效应，如果图像是离观察者越来越近的波源发出的波的图像，则观察者接收到的波的波长将变短，故E正确。
故选BCE。
15．BCD
【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，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，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，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，D正确；
E．在两列波的叠加区域，某质点到两列波源的距离相等，若两个波源初相位相同，该质点的振动一定加强，而若两个波源初相位相反，则该点振动减弱，E错误。
故选BCD。
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． 8.5×10-3 大于
【详解】
根据，可得波长为
因波源向前运动，则根据多普勒效应，接收到的反射超声波频率大于发出的超声波频率．
18． 31 28
【详解】
如果观察者在A点不动，观察者每秒将接收到30个完全波，由于观察者1 s内由位置A移到位置B(恰好为一个波长)将多接收一个完全波，所以1 s内观察者将接收到31个完全波。同理，如果观察者1 s内由位置C移到位置D，每秒将少接收到2个完全波，故接收28个完全波。
19．30m/s
【详解】
设声波的速度为：c=330m/s，声波的波长为λ，汽车的速度为v，
则有：1200=，1000=
则有：，整理得：22v=2c
解得v=30m/s；
20．(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.
21．（1）警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低；（2）实际上警笛的音调不会变化；（3）见解析
【详解】
（1）警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低
（2）实际上警笛的音调不会变化
（3）警车与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增加；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小，因此会感觉警笛音调变化
22．(1)当超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔大于时汽车在做远离测速仪的运动；反之，做接近测速仪的运动 (2)
【详解】
（1）设第一次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t1，第二次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t2，第一次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为
第二次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为
若汽车静止，则x1=x2，△t1=△t2，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为1s．
当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于1s时，△t2＞△t1，结合两式可得
x2＞x1
所以汽车远离超声波测速仪；
反之，当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔小于1s时，△t2＜△t1，结合两式可得
x2＜x1
所以汽车向超声波测速仪运动．
（2）超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔为1.2s时，两次脉冲运动的时间差：
△t2-△t1=1.2-1.0=0.2s
汽车运动的时间
则汽车在1.1s内的位移
所以汽车的速度
23．19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。
答案第1页，共2页