3.6多普勒效应 同步训练（Word版含答案）

3.6多普勒效应
一、选择题（共15题）
1．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
2．波源的振动频率为f，当波源运动时，波源前方的静止观察者接收到的频率为，波源后方的静止观察者接收到的频率，则有　　
A． B． C． D．
3．关于多普勒效应的叙述，下列说法中正确的是（　　）
A．多普勒效应说明波源的频率发生了变化
B．多普勒效应是由于波的干涉引起的
C．多普勒效应是波共有的特征
D．科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱比较，波长均变小，说明该星系正在远离地球而去
4．有一测速雷达，发射电磁波的频率为f1，用它来测量一迎面开来的汽车的车速，设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波的频率为f2，则(　　 )
A．f1>f2 B．f1＝f2
C．f15．电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是（ ）
A．电磁波是横波，不能产生衍射现象
B．常用的遥控器通过发射紫外线脉冲信号来遥控电视机
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围形成电磁波
6．下列关于机械振动和机械波说法正确的是（ ）
A．简谐波一定是横波，波上的质点均做简谐运动
B．两个完全相同的振源产生的波相遇时，振动振幅最大的质点是发生了共振
C．在平直公路上一辆警车鸣着笛匀速驶过一站在路边的观察者，警车发出的笛声频率恒定，观察者听到的笛声频率先逐渐变小，后逐渐变大
D．可闻声波比超声波更容易发生明显的衍射，是因为可闻声波的波长比超声波的波长更长
7．关于机械波的现象，下列说法正确的是（　　）
A．多普勒效应，是波源的频率发生变化引起的
B．波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
C．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
D．发生明显衍射的条件是缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小
8．上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是（　　）
A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了
B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率
C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动
D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的
9．下列关于多普勒效应的说法中，不正确的是（　　）
A．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变
B．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
C．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低
10．一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机振动的频率始终不变，从听到声音至飞机飞临该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调（即频率）（　　）
A．不变，且一直与飞机实际发出的声音音调相同
B．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调低
C．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调高
D．一直比飞机实际发出的声音音调高，但音调逐渐变低
11．关于振动和波，下列说法中正确的是（　　）
A．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
B．波只有遇到很小的障碍物才会发生衍射现象
C．鸣笛火车进站时，静止于站台上的旅客接收到该列火车笛声的频率比火车鸣笛频率低
D．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
12．下列说法的错误是（　　）
A．泊松亮虹是光通过圆孔发生衍射时形成的
B．无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉
C．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度
D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去
二、多选题
13．下列说法正确的是(　 　)
A．振子向平衡位置运动时，加速度与速度方向相同
B．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
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．火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发出的频率高
E．当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长大的多时，将发生明显的衍射现象
14．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．天文学上根据星球上某些元素发出的光波的频率，可以算出星球靠近或远离我们的速度
15．以下说法中不正确的有（　　）
A．作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和速度
B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
C．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大
D．单摆摆动过程中摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向悬点
三、填空题
16．利用多普勒测速仪测速
交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，测量反射波的________，根据反射波________变化的多少，就能知道车辆的速度。
17．判断下列说法的正误。
（1）发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化。( )
（2）当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。( )
（3）当观察者远离波源运动时，观察者接收到的波的频率变大。( )
18．多普勒效应产生的原因：
（1）当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目是________的，观测到的频率________波源振动的频率。
（2）当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目________（选填“增加”或“减小”），观测到的频率________（选填“增加”或“减小”）；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率________（选填“增加”或“减小”）。
19．二十世纪二十年代，天文学家哈勃从星光谱的观测中发现宇宙中所有的星系都在彼此远离退行，距离越远，退行速度越大，两者成正比，这个规律称为哈勃定律。一个遥远的超新星以速度v远离地球观察者，地球观察者测量的星系光谱波长____（选填“大于”、“等于”或“小于”）超新星发出光谱波长；地球观察者测量超新星发出光的传播速度为_____（光在真空中传播速度为c）。
四、解答题
20．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来．某一时刻雷达发射出一个雷达波脉冲，经过2×10-4s后收到反射波；再隔0.8s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10-4s收到反射波，问；
（1）雷达波是超声波还是电磁波？波速为多少？
（2）若雷达波的频率为1.5×1010Hz，此波的波长为多少？
（3）飞机的飞行速度为多少？
21．蝙蝠有完善的发射和接收超声波的器官，一只蝙蝠以的速度垂直于墙飞行，且以的频率发超声波，并经接收到回声。若声速是，求蝙蝠发射超声波时离墙的距离及蝙蝠所发出的超声波的波长？
22．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20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，则观察者在这1 s内接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【解析】
【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。
2．D
【解析】
【详解】
f由波源每秒钟所振动的次数决定，介质振动的频率由波源频率及波源相对介质是否移动来决定，当观察者远离波源过程中，观察者接收到的机械波频率比观察者静止时接收到的频率小；当观察者靠近波源过程中，观察者接收到的机械波频率比观察者静止时接收到的频率大，所以， ，由上可知，故D正确，ABC错误．
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．多普勒效应说明波源的相对运动，使观察者收到的频率发生了变化。故A错误；
B．根据上一选项分析，多普勒与波的干涉无关。故B错误；
C．多普勒效应是波共有的特征。故C正确；
D．根据多普勒现象，若波源不动，观察者远离波源，则观察者者接收到的频率变小。所以科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱比较，波长均变长，说明该星系正在远离地球而去。故D错误。
故选C。
4．C
【解析】
【详解】
由于是测量一迎面开来的汽车的车速，根据多普勒效应，因而接收的频率应高于发射的频率，f15．C
【解析】
【详解】
电磁波是横波，能产生衍射现象，选项A错误；常用的遥控器通过发射红外线脉冲信号来遥控电视机，选项B错误；根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，选项C正确；只要空间某处有振荡的电场或磁场，即周期性变化的电场或磁场时，在其周围产生电磁场，才能形成电磁波，若空间存在均匀变化的电场或磁场，不能形成电磁波，故D错误；故选C．
6．D
【解析】
【详解】
试题分析：简谐波可以是横波，也可以是纵波，波上的质点均做简谐运动，选项A错误；两个完全相同的振源产生的波相遇时，振动振幅最大的质点是振动加强的点，选项B错误；根据多普勒效应得知，当物体振动频率不变时，当远离声源时，声音的音调越低，当靠近声源时，声音的音调越高．在平直公路上一辆警车鸣着笛匀速驶过一站在路边的观察者，当警车靠近观察者的时候，距离越来越近，听到的鸣笛声的频率将变大；当警车远离他而去时，距离越来越远，观察者听到的鸣笛声的频率将变小．故C错误；波长越长的波越容易发生衍射，可闻声波比超声波更容易发生明显的衍射，是因为可闻声波的波长比超声波的波长更长，选项D正确．故选D.
考点：波的叠加；多普勒效应；波的衍射.
7．D
【解析】
【详解】
A．多普勒效应，是由于波源与观察者发生相对运动，导致观察者接受到的波的频率发生了变化，所以A错误；
B．波的反射，发生在同一种介质中，所以波的频率不变，波长和波速也不变，所以B错误；
C．在干涉现象中，振动加强点是指振幅最大的点，振动减弱点是指振幅最小的点，但是，加强点的位移不是总比减弱点的位移大，所以C错误；
D．发生明显衍射的条件是，缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小，所以D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
AB．蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故A错误，B正确；
C．当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误；
D．旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，故D错误。
故选B。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．不论声源如何运动，声源的频率是不变的，故A正确；
B．波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，故B错误；
C．声源远离观察者运动时，声源频率不变，但观察者接收到的频率就低，故C正确；
D．声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观察者接收到的频率可能变低，也可能变高，故D正确。
本题选择错误的，故选B。
10．D
【解析】
【详解】
飞机和人的关系如图所示
其中S为飞机，P为该同学，利用运动的分解把飞机的速度v分解为两个速度，得到v1=v cos θ，v1为靠近速度，飞机逐渐靠近该同学，θ角逐渐增大，v1逐渐减小，根据多普勒效应规律，人接收到的声音的频率
知，随着v1逐渐减小， 接收到的频率越来越低，但始终高于飞机实际声音频率f0，故ABC错误，D正确。
故选D。
11．D
【解析】
【详解】
A．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，选项A错误；
B．一切波都会发生衍射现象，但只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，选项B错误；
C．根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高，所以鸣笛火车进站时，静止于站台上的旅客接收到该列火车笛声的频率比火车鸣笛频率高，选项C错误；
D．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当人迈步的频率等于扁担与水桶振动的固有频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出，因此挑水时为了防止从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，选项D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，A错误；
B．肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色，是由于泡的内外表面反射光，进行相互叠加而成的，属于薄膜干涉，B正确；
C．根据薄膜干涉的原理，光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度，C正确；
D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，根据
知频率变小，根据多普勒效应，该星球正在距离我们远去，D正确。
故选A。
13．ACD
【解析】
【详解】
A. 振子向平衡位置运动时，加速度与速度方向都指向平衡位置，方向相同，选项A正确；
B. 在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大，振动加强点和振动减弱点都在平衡位置上下做简谐振动，因此振动加强点的位移不一定比减弱点的位移大，选项B错误；
C. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，与单摆的摆长无关，选项C正确；
D. 根据多普勒效应，火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发出的频率高，选项D正确；
E. 当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小的多时，将发生明显的衍射现象，选项E错误.
14．BCE
【解析】
【详解】
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，这是由于光速比声速大的缘故，与多普勒效应无关，故A不符合题意；
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，从而知道血流的速度，这是观察者相对波源运动时接收到波的频率发生变化的现象，所以利用了多普勒效应，故B符合题意；
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低，这是观察者相对波源运动时接收到波的频率发生变化的现象，可以用多普勒效应解释，故C符合题意；
D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，这是由于波在不同介质中波速不同的缘故，与多普勒效应无关，故D不符合题意；
E．天文学上根据星球上某些元素发出的光波的频率，可以算出星球靠近或远离我们的速度，这是观察者相对波源运动时接收到波的频率发生变化的现象，所以利用了多普勒效应，故E符合题意。
故选BCE。
15．ABD
【解析】
【详解】
A．作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度，而速度有两种方向，可能不同。故A错误，符合题意；
B．横波在传播过程中，波峰上的质点只在自己的平衡附近振动，不向前移动。故B错误，符合题意；
C．根据多普勒效应可知，鸣笛汽车驶向路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大，C正确，不符合题意；
D．单摆摆动过程中可视为简谐振动，根据F=-kx可知，摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总是指向平衡位置，故D错误，符合题意。
故选ABD。
16． 频率 频率
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． 错误 错误 错误
【解析】
【分析】
【详解】
略
18． 一定 等于 增加 增加 减小
【解析】
【分析】
【详解】
略
19． 大于 c
【解析】
【详解】
[1][2]根据多普勒效应，遥远的超新星以速度v远离地球观察者，则地球观察者测量的星系光谱波长大于超新星发出光谱波长；根据相对论原理，地球观察者测量超新星发出光的传播速度为c。
20．（1）3×108m/s；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）雷达波是电磁波（或微波、或无线电波）
波速即等于光速
c = 3×108m/s
（2）由
（3）由
21．，
【解析】
【详解】
声音传播时蝙蝠也在向前运动，设蝙蝠的速度为，声音的速度为，蝙蝠发出超声波时到墙的距离为，则有
代入数据解得
由
解得
22．19个，340m
【解析】
【详解】
[1]观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，就等于观察者接收到的波的频率。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。
[2]要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源。由s＝vt得
s＝340×1m＝340 m
即观察者每秒要远离波源340m。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页