3.4多普勒效应及其应用 同步训练（Word版含答案）

3.4多普勒效应及其应用
一、选择题（共14题）
1．下列说法中正确的是( )
A．一切种类的波都能产生干涉和衍射现象
B．波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象
C．多普勒效应是机械波特有的现象
D．在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕，这是声波的衍射现象
2．观察者不动，波源迎面而来时，下列说法正确的是(　　)
A．波源的波长发生了改变
B．波源的频率发生了改变
C．观察者收到的波的频率发生了改变
D．波速发生了改变
3．轮船在进港途中的图象如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个（ ）
A． B．
C． D．
4．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
5．医院有一种先进的检测技术“彩超”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变．医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液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．这一技术主要体现了哪一种物理现象
A．多普勒效应 B．波的衍射
C．波的干涉 D．共振
6．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　）
A．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象
B．只要是性质相同的波，都可以发生干涉
C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应
D．当观察者背离波源运动，接收到的波的频率大于波源的频率
7．以下说法中错误的是（ ）
A．在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫调制
B．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
C．通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度
D．光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要小
8．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　）
A．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象
B．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低
C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应
D．只要是性质相同的波，都可以发生干涉
9．根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到波的频率增大；反之，观察者接收到波的频率减小。天文观测到某遥远星系所生成的光谱呈现“红移”，即谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知（　　）
A．观察者接收到光波的波长增大，该星系正在靠近观察者
B．观察者接收到光波的波长减小，该星系正在靠近观察者
C．观察者接收到光波的波长增大，该星系正在远离观察者
D．观察者接收到光波的波长减小，该星系正在远离观察者
10．如图所示，让小球P一边贴水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动，O点是它的初始位置．图示为观察到的某一时刻的水面波，图中的实线表示水面波的波峰位置．那么此水面波的传播速度及小球P匀速移动的速度分别是（ ）
A．0.05m/s、0.025m/s B．0.1m/s、0.05m/s
C．0.15m/s、0.125m/s D．0.2m/s、0.1m/s
11．下列关于机械波的说法中，正确的是（　　）
A．发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零
B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C．在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
12．下列关于多普勒效应的说法中，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．如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变
D．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低
13．下列说法正确的是
A．单摆的振动周期与摆球质量无关
B．肥皂泡上的彩色条纹是光的偏振现象
C．利用红外线可以遥控电视机
D．利用超声波多普勒效应可以检查心脏、大脑的病变
14．一频率为600 Hz的声源以20 rad/s 的角速度沿一半径为0.8 m 的圆周（圆心为O点）做匀速圆周运动。一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到（　　）
A．声源在A点时发出声音的频率大于600 Hz
B．声源在B点时发出声音的频率等于600 Hz
C．声源在C点时发出声音的频率小于600 Hz
D．声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz
二、填空题
15．男生的声带一般宽而厚，振动频率________（选填“高”或“低”），所以声音低沉；女生的声带一般窄而薄，振动频率________（选填“高”或“低”），所以声音尖细；说话的嗓门有大有小，这是声音的________不同。
16．多普勒效应：波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的________都会发生变化的现象。
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．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？( )
三、综合题
19．人造地球卫星经过跟踪站的上空，并向远离跟踪站的方向飞去时，为什么地面接收到的信号频率是先增大后减小的呢？
20．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？
21．一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。
22．如图所示，声源S和观察A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速率分别为Vs和vA，空气中声音传播的速率为vP，设vs＜vP, vA＜vP，空气相对于地面没有流动．若声源相继发出两个声信号，时间间隔为Δt，请根据发出的这两个声信号声从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt'．（假设两次听到声音的位置都在声源同一侧）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A.干涉和衍射是波特有的特性，一切种类的波都能产生干涉和衍射现象，选项A正确；
B.只有当波的波长与障碍物的尺寸差不多或者大于障碍物的尺寸时才能发生明显的衍射现象，选项B错误；
C.多普勒效应是所有的波特有的现象，选项C错误；
D.在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕，这是声波的反射现象，选项D错误；
故选A.
2．C
【详解】
由多普勒效应现象可知，观察者相对波源靠近时，接收到的波的频率变大了，但波源发出波的性质未变，即机械波的波长、频率、波速均未变，故ABD错误，C正确．
3．A
【详解】
匀速靠近港口的过程中，测量到的频率不随时间变化，但速度大时频率大，由图象可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度，可知．
A.A图与结论相符，选项A符合题意；
B. B图与结论不相符，选项B不符合题意；
C. C图与结论不相符，选项C不符合题意；
D. D图与结论不相符，选项D不符合题意；
4．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。
5．A
【详解】
由题意可知，该仪器是测量反射波的频率变化；而波的干涉、波的衍射及共振都不会产生频率的变化；而多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化；故该技术体现的是多普勒效应；
故选A。
6．C
【详解】
A．只有波长比障碍物的尺寸大或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，选项A错误；
B．产生干涉的两个条件是：两列波的频率必须相同，两个波源的相位差必须保持不变，故B错误。
C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，选项C正确；
D．当观察者背离波源运动，接收到的波的频率小于波源的频率，选项D错误。
故选C。
7．A
【详解】
在电磁波接收过程中，使声音信号或图象信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，选项A错误；火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁，选项B正确；通过测量星球上某些元素发出光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，根据多普勒效应就可以算出星球靠近或远离我们的速度，选项C正确；光导纤维有很多的用途，它由内芯和外套两层组成，外套的折射率比内芯要小，使得光能在光线内部全反射，选项D正确；故选A.
8．C
【详解】
A．只有波长比障碍物的尺寸大或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，所以A错误；
B．火车鸣笛向我们驶来时，间距变小，则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，所以B错误；
C．向人体发射频率已知的超声波，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液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，所以C正确；
D．产生干涉的两个条件是：两列波的频率必须相同，两个波源的相位差必须保持不变。所以D错误。
故选C。
9．C
【详解】
科学家们发现了红移现象，即光谱线都向红色部分移动了一段距离，即接受到的光的波长增大，频率减小，根据多普勒效应的理论可知这些星球都在远离地球，即宇宙在膨胀。
故选C。
10．D
【详解】
小球P振动的周期T=0.2s；小球P振动10个周期所用时间t=10T=2s
小球P的速度 v1=s1/t=0.1m/s
水面波的传播速度 v2=s2/t=0.2m/s；
故D正确，ABC错误．
11．A
【详解】
A．发生干涉现象时，介质中振动加强点振幅最大，减弱点振幅最小，若两列波的振幅相等，减弱点的振幅可能为零，故A正确；
B．产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收的频率发生了变化，但波源频率并不改变，故B错误；
C．质点简谐振动时，一个周期内通过的路程是振幅的4倍，故C错误；
D．波速由介质决定，频率由波源决定，当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故D错误；
故选A。
12．CD
【详解】
若波源和观察都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒效应的，故A错误；当观察者与波源相互靠近或远离时发生，故B错误；当声源朝靠近观察者运动时，即两者间距减小，根据多普勒效应原理，那么观察者接收到的频率大于声源的频率，但声源的频率不变，故C正确；当声波远离观察者运动时，即两者间距增大，根据多普勒效应原理，那么观察者接收到的频率小于声源的频率，故D正确．
13．ACD
【详解】
A.单摆的振动周期与摆球质量和振幅均无关。故A正确；
B.肥皂泡上的彩色条纹是薄膜干涉引起的结果。故B错误；
C.利用红外线可以遥控电视机。故C正确；
D.利用超声波多普勒效应可以检查心脏、大脑的病变。故D正确
故选ACD。
14．ABC
【详解】
根据多普勒效应，当声源和观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于声源的频率，由图可以看出，声源运动到A点时有靠近观察者的趋势，观察者接收到的频率大于600HZ，运动到C点时有远离观察者的趋势，观察者接收到的频率小于600HZ，声源在B、D两点的速度方向垂直于O点与观察者的连线，故A、B、C正确，D错误。
故选ABC。
15． 低 高 振幅
【详解】
男生的声带一般宽而厚，说明声带振动慢，所以频率低；
女生的声带一般窄而薄，说明声带振动快，所以频率高；
响度是声音的三个特征之一，与声音的振幅有关，振幅越大，响度越大，振幅越小，响度越小，说话的嗓门有大有小是说声音的振幅大小不同。
16．频率
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． C 超速 变高
【详解】
（1）巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应。
故选C。
（2）因巡警车接收到的超声波频率比发出的低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车的车速比巡警车的车速大，故该轿车超速。
（3）若该轿车以25 m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的超声波频率应比发出的高。
19．根据多普勒效应可知，当波源与观察者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大；当波源与观察者相互远离，间距变大，观察者接收的频率减小。
人造地球卫星经过跟踪站的上空，靠近跟踪站时，地面接收到的讯号频率增大，当向远离跟踪站的方向飞去时，地面接收到的讯号频率减小。
20．19个，340m
【详解】
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。
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。
21．
【详解】
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
22．；
【详解】
设、为声源发出两个信号的时刻，、为观察者接收到两个信号的时刻。
则第一个信号经过时间被观察者接收到，第二个信号经过时间
被观察者接收到。且
△，△
设声源发出第一个信号时，、两点间的距离为，两个声信号从声源传播到观察者的过程中，它们运动的距离关系如图所示，
可得
△
由以上各式，得
同理可得：当在前面时的
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