3.4多普勒效应及其应用基础巩固练习(Word版含答案)

3.4多普勒效应及其应用基础巩固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）
1．两辆汽车甲与乙，在时刻，分别距十字路O处的距离为和。两车分别以速率和沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率鸣笛，则在任意时刻t汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化（已知声速为u，且有、）（　　）
A．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
B．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率可能等于波源发出的频率
C．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
D．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
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．雷达是利用无线电波的回波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波。测速雷达主要是利用多普勒效应原理，可由回波的频率改变数值，计算出目标与雷达的相对速度，以下说法错误的（　　）
A．雷达发射的是不连续的电磁波
B．雷达用的是微波波段的无线电波
C．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率
D．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率
4．波源质点在坐标原点O沿y方向上下振动，已知t=0时刻波恰好传到x=20cm的质点处，波形如图，波沿x轴正方向传播，波速为2m/s，由此可知（　　）
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．若波源向x轴正方向运动，接受器P接收到波的频率可能为9Hz
C．若该波传播中遇到宽约10m的障碍物能发生明显的衍射现象
D．若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为10Hz
5．分析下列物理现象：
①“闻其声而不见其人”；
②学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；
③当正在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．
这些物理现象分别属于波的
A．折射、干涉、多普勒效应
B．衍射、多普勒效应、干涉
C．折射、衍射、多普勒效应
D．衍射、干涉、多普勒效应
6．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
7．下列说法正确的有
A．在机械波中偏离平衡位置的位移总相同的两个质点间的距离为一个波长
B．产生多普勒效应的原因是波源自身的频率发生了变化
C．只有障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多，才能发生衍射现象
D．形成稳定干涉图样的必要条件是两列波的频率相同
8．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。
9．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
10．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低
11．关于多普勒效应，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．观察者与声源间没有相对运动也可能产生多勒效应
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么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．救护车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应
12．一架低空飞行的飞机，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
13．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速，已知时，波刚好传播到m处，如图所示，在m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　）
A．波源开始振动时的方向沿y轴正方向
B．接收器在s时才能接收到此波
C．从开始经0.25s，m的质点运动的路程为1m
D．若波源沿x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为8Hz
14．一频率为的声源以的角速度沿一半径为的圆周（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等于
B．声源在B点时发出声音的频率等于
C．声源在C点时发出声音的频率等于
D．声源在D点时发出声音的频率小于
15．下列说法正确的是（　　）
A．因衍射是波特有的特征，所以波遇到障碍物时一定能发生明显衍射现象
B．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大
C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
二、填空题（共4题）
16．如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。
（1）该图表示的是___________。
A．干涉现象 　　　B．衍射现象
C．反射现象 　　　D．多普勒效应
（2）波源正在移向___________（选填A、B、C、D点）。
（3）观察到波的频率最低的点是___________（选填A、B、C、D点）。
17．新型列车动车组速度可达300 km/h，与该车汽笛声的音调相比，
(1)站在车前方路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)，站在车后方路旁的人听起来音调_______ (选填“偏高”或“偏低”)．
(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样___？此时列车汽笛发出的声波频率变化了吗_____？
(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样____？
18．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m。
(1)该波的频率为___________Hz，在海水中的波速为___________m/s。
(2)若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声，则海水深为多少___________？
(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声___________？
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．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．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些战斗机的速度超过了声音在空气中的传播速度．假设某爆炸声在空气中的传播速度为，一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，战斗机飞行的速度至少多大？
22．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？
23．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？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．C
4．D
5．D
6．D
7．D
8．D
9．D
10．D
11．D
12．D
13．C
14．B
15．C
16． D A B
17． 偏高 偏低 偏高 不变 不变
18． 340 1530 382.5 m 0.498 s
19． 大于 D D 小于
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
21．
22．，
23．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
答案第1页，共2页