3.4多普勒效应 同步训练（Word版含答案）

3.4多普勒效应
一、选择题（共14题）
1．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　）
A．只要是性质相同的波，都可以发生干涉
B．只有在障碍物，孔或缝的尺寸比波长小或者相差不多的情况下波才能发生衍射
C．在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以穿透墙壁传播，而光波不能
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，测出反射波的频率信号就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应。
2．关于多普勒效应说法正确的是（　　）
A．若波源向观察者靠近，则波源发出的频率变小
B．若波源向观察者靠近，则观察者接收到的频率变大
C．观察者远离波源，则波源发出的频率变小
D．若波源与观察者相互靠近，则观察者接收到的频率变小
3．下列说法不正确的是（ ）
A．若声波波源远离观察者，则观察者接收到的声波频率增大
B．声波击碎玻璃杯的实验原理是共振
C．超声波在水中传播的距离要比光波远得多
D．“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象
4．下列说法正确的是（　　）
A．轻核聚变过程中质量增加
B．链式反应属于重核的裂变
C．两列水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，则质点P的位移始终最大
D．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器加速运动，接收器接收到的频率不变
5．下列现象属于波的衍射的是（　　）
A．“闻其声而不见其人”
B．闪电过后雷声轰鸣不绝
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
D．鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高
6．关于多普勒效应，下列说法正确的是( )
A．多普勒效应是由于波的衍射引起的
B．多普勒效应说明波源的频率发生改变
C．只有声波才可以产生多普勒效应
D．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的
7．关于机械振动和机械波﹐下列说法正确的是（　　）
A．由波动图像，可以直接读出振动周期和振幅
B．无论水平弹簧振子还是竖直弹簧振子，做简谐运动时，小球所受的合外力等于简谐运动的回复力
C．当观察者远离波源运动时，接收到的波的频率大于波源的频率
D．只有障碍物或孔的大小小于波长，才能发生衍射现象
8．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
9．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
10．下列关于机械振动和机械波的说法中正确的是（　　）
A．某两种机械波发生干涉时，振动加强点的位移始终处于最大
B．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
C．不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率
D．火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发生的频率低
11．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
12．一列简谐横波沿x轴传播，波速为1.0m/s，t=0时波形如图甲所示，此时质点a位于波峰，质点c位于波谷，质点b、d位于平衡位置。图乙是波上质点b的振动图象。下列说法中正确的是（　　）
A．质点b与质点d的速度总是相同的
B．经t=4.0s质点a沿波传播方向运动4.0m
C．当质点a在波谷时，质点c可能在平衡位置
D．一观察者沿着x轴靠近波源运动时，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz
13．图中，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400 m/s.为了接收信号，在x＝400 m处设有一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40 m，则下列说法中不正确的是(　　)．
A．波源振动的周期为0.05 s
B．x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时位移最大
C．接收器在t＝1.0 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz
14．下列说法中正确的是（　　）
A．当观测者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率
B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
C．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象
D．在干涉图样中，振动加强区域中的质点，其位移始终最大，振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
二、填空题
15．由于波源和观察者之间有________，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．
16．多普勒效应的成因分析
（1）接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的________的个数。
（2）当波源与观察者相互______时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互_____时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率。
17．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线( )
18．在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v=50m/s。为了接收信号，在x=400m处设有一接收器（图中未标出）。已知t=0时，波的图象如图所示（波刚好传播到x=40m处的A点），则在t=0.9s时A点已运动的路程为________cm；接收器在t=_____s时才能接收到此波；若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将________（填“大于”“等于”或“小于”）波源的频率。
三、综合题
19．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？
20．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？
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？
22．一固定的超声波源发出频率为的超声波，一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来，在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波，并测出接收到的超声波频率为，设空气中声音的传播速度是，计算汽车的行驶速度．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
A．产生稳定干涉图样的条件是频率相同、相差恒定。A错误；
B．只有在障碍物，孔或缝的尺寸比波长小或者相差不多的情况下波才能发生明显的衍射，B错误；
C．在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波比光容易发生衍射现象。C错误；
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，测出反射波的频率信号就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应。D正确。
故选D。
2．B
【详解】
波源向观察者靠近或者远离，波源发出的频率不变；只是观察者接收到的频率变化，靠近则变大，远离则变小。
故选B。
3．A
【详解】
试题分析：由多普勒效应可知，若声波波源远离观察者，则接收到的声波频率减小，A错误；声波击碎玻璃杯是因为声波频率与玻璃杯的固有频率相同，发生共振导致玻璃杯破碎，B正确；由于水对光波和无线电波的吸收比对声波吸收得多，所以超声波在水中传播的距离比光波和无线电波在水中传播的距离远得多，C正确；“闻其声不见其人”是声波的衍射现象，D正确．故选A．
4．B
【详解】
A．轻核聚变过程释放能量，存在质量亏损，故A错误；
B．链式反应属于重核的裂变，故B正确；
C． 如果两列波的波峰在P点相遇，振动总是加强，但质点P的位移不是始终最大，仍然在振动，故C错误；
D．根据多普勒效应，频率一定的声源在空气中向着静止的接收器加速运动，接收器接收到的频率变大，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
A．“闻其声而不见其人”，表明声音绕过障碍物传播，属于衍射现象。A正确；
B．闪电过后雷声轰鸣不绝，属于声音的反射。B错误；
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，属于声波的干涉现象。C错误；
D．鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于声波的多普勒效应。D错误。
故选A。
6．D
【详解】
普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的，当观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，AB错误，D正确；多普勒效应不仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波，C错误．
7．B
【详解】
A．由波动图像，可以直接读出波长和振幅，无法读出振动周期，A错误；
B．无论水平弹簧振子还是竖直弹簧振子，做简谐运动时，小球所受的合外力等于简谐运动的回复力，B正确；
C．由多普勒效应可知，当观察者远离波源运动时，接收到的波的频率小于波源的频率，C错误；
D．只有障碍物或孔的大小小于波长或跟波长相差不多，才能发生明显衍射现象，D错误。
故选B。
8．C
【详解】
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。
9．C
【详解】
A．彩超测血流速度是利用超声波的多普勒效应，选项A正确，不符合题意；
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，选项B正确，不符合题意；
C．多普勒效应是波特有的现象，并不局限声波特有的，选项C错误，符合题意；
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，选项D正确，不符合题意；
故选C。
10．C
【详解】
两列波发生干涉时，振动加强点的振幅增大，但位移仍然做周期性的变化，即位移不是始终处于最大，故A错误．只有当波长大于障碍物的尺寸或与障碍物差不多时，才能发生明显的衍射现象，故B错误．根据受迫振动的特点可知，不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率．故C正确．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，若火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发生的频率高．故D错误．
11．D
【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.
12．D
【详解】
A．根据图乙b质点在t=0开始的振动图像可得振动方向向下，由波形的同侧法原理可知波沿x轴负方向传播，而d质点在平衡位置向上振动，则质点b与质点d的速度方向相反，速度不同，故A错误；
B．由振动图可读出
则经t=4.0s，波形传播的距离为
而质点始终在平衡位置上下振动而不随波形传播，故B错误；
C．质点a和c相差半个波长的距离，故质点a在波谷时，质点c一定在波峰位置，故C错误；
D．由周期和频率的关系可知，波的频率为
而观察者沿着x轴靠近波源运动时，由多普勒效应可知，观察者接收到的该波的频率将大于波源的实际频率0.25Hz，故D正确。
故选D。
13．BC
【详解】
波源振动的周期T＝＝s＝0.05 s，A正确；x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时仍在平衡位置，B错误；接收器接收到此波的时间t＝s＝0.9 s，C错误；由多普勒效应的知识，可知D正确．
14．AB
【详解】
A．当观察者靠近波源时，接收到的频率大于波源的振动频率，A正确；
B．当两列波发生干涉时，两列波的频率相等，B正确；
C．衍射、干涉是波特有的现象，波可以发生干涉，也可以发生衍射，C错误；
D．在振动加强区，振幅最大，不是位移始终保持最大，在振动减弱区，振幅最小，不是位移始终保持最小，D错误。
故选AB。
15．相对运动
【详解】
由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．
16． 完全波 靠近 远离
【详解】
（1）接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。
（2）当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率。
17．正确
【详解】
根据宇宙大爆炸学说，由于星球在远离地球，根据多普勒效应，接收到的频率小于发出的频率，遥远星球发出的红光被地球接收到可能是红外线，故题干说法正确。
18． 36 7.2 小于
【详解】
由图可知，波的波长
波的周期
因为
A点已运动的路程为
接收器的时间
根据多普勒效应可知，；若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于波源的频率。
19．(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.
20．（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
21．19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。
22．
【详解】
设波源发射的超声波频率为=，汽车接收到的频率为，并把它反射回去，固定接收站接收到的频率为=，超声波在空气里的传播速度为v=，汽车的行驶速度为u．超声波在空气中的波长为，则，汽车每秒钟接收到的超声波的波数，即频率
汽车反射回的超声被在空气中的波长
固定接收器接收到的频率
==f
由此可以解得汽车的行驶速度
u=v=15.7m/s=56.5km/h
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