3.4多普勒效应 综合训练 （word版含答案）

3.4多普勒效应
一、选择题（共15题）
1．下列说法正确的是( )
A．机械波的振幅与介质有关，与波源无关 B．机械波的传播速度与波源有关，与介质无关
C．医院用的“彩超”利用的是超声波的多普勒效应 D．形成纵波的质点，随波一起发生迁移
2．下列关于机械波的说法中，正确的是（　　）
A．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C．在四分之一周期内，介质的质点所通过的路程一定等于一个振幅
D．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
3．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．相对于同一障碍物，波2比波1更容易发生衍射现象
C．这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象
D．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均与从声源发出时的频率相同
4．下列关于波的说法正确的是（　　）
A．有机械波必有机械振动，有机械振动必有机械波
B．相机镜头上的增透膜是惠更斯原理的应用
C．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们
D．“未见其人，先闻其声”的现象，说明声波比光波更易发生明显衍射
5．以下说法中正确的是（　　）
A．做简谐振动的物体，经过同一位置时，速度一定相同
B．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，以后由赫兹用实验证实了电磁波的存在
C．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体的固有频率
D．多普勒效应实质上是由于波源和观察者之间有相对运动而使波的频率发生了变化
6．一人站在火车轨道旁，一列正在鸣笛的火车高速驶来，然后又高速离去，则此人听到的鸣笛声的频率将
A．变大 B．变小
C．先变大后变小 D．先变小后变大
7．某飞手在操场中央操控无人机进行飞行表演，观众坐在看台观看。如图所示正在进行的是“刷锅”表演，无人机携带一个发声的蜂鸣器围绕飞手正上方的O点在水平面内做匀速圆周运动，则（　　）
A．飞手听到声音的音调变高
B．飞手听到声音的音调平稳不变
C．观众听到声音的音调平稳不变
D．飞手与观众听到声音的音调始终相同
8．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
9．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）
A．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化
B．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化
C．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高
D．只有声波才能发生多普勒效应
10．根据多普勒效应，下列说法中正确的是（　　）
A．多普勒效应只适用于声波
B．当波源和观察者同向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
C．当波源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
D．当波源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
11．下列说法正确的是（　　）
A．寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝，这属于声波的衍射
B．转动正在振动的双股音叉，静止的我们会听到它发出的声音时强时弱，这属于声波的反射
C．有人在墙的一侧说话，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．医生利用超声波测定病人血管中的血流速度，这是利用了超声波的多普勒效应
12．下列说法中正确的是（　　）
A．树枝在风的作用下运动是简谐运动
B．波长比孔的宽度小得越多，波的衍射越明显
C．只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样
D．当波源远离观察者而去时，观察者接收到的频率变低
13．站在火车站台上的旅客听到路过的火车鸣笛声的音调变化情况，以下说法正确的是（　 　）
A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低
B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高
C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低
D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高
14．下列说法正确的有(　 　)
A．单摆的周期与摆球质量无关，与振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关
B．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
C．对同一列波，缝或孔、障碍物尺寸越小，衍射现象越明显
D．“闻其声不见其人”是声波的干涉现象
15．关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同
B．发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化
C．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点
D．当驱动力频率等于振动系统的固有频率时，振动系统的振幅最大
E．机械波从一种介质传播到另一介质时，如果波速变大，波长一定变大
二、填空题
16．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( )
17．有多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化，而是接收者接收的频率发生了变化，远离波源的接收者接到的频率变大，接近波源的接收者接收到的频率变小( )
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．渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示．
(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)．
(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．
20．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？
21．一只汽船以4 m/s的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来的位置有多远？
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．C
【详解】
A．机械波的振幅与波源有关，与介质无关，选项A错误；
B．机械波的传播速度与波源无关，与介质有关，选项B错误；
C．医院用的“彩超”利用的是超声波的多普勒效应，选项C正确；
D．形成纵波的质点，不随波一起发生迁移，选项D错误.
2．D
【详解】
A．某一频率的声波，从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长增大，选项A错误；
B．产生多普勒效应的原因是当波源与观察者的位置发生变化时，观察者接收到的波的频率发生了变化，选项B错误；
C．只有当质点从平衡位置，或者从波峰波谷位置开始振动时，在四分之一周期内，介质的质点所通过的路程才等于一个振幅，选项C错误；
D．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，选项D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A、两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同．故A错误．
B、由图读出声波1和声波2波长之比为λ1：λ2=2：1．波长越长，波动性越强，所以相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象．故B错误．
C、由v=λf得到两波频率之比为f1：f2=1：2；据两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象．故C正确．
D、由于波2的频率大于波1的频率，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不会相同．故D错误．
故选C．
4．D
【详解】
A．有机械波必有机械振动，而有机械振动若没介质不会形成机械波，故A错误；
B．相机镜头上的增透膜利用的是光的干涉原理制成的，故B错误；
C．根据多普勒效应可知，在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可判断该星球正在远离地球，故C错误；
D．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，容易发生衍射现象；而光波的波长比较短，不容易发生明显衍射现象，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A．做简谐振动的物体经过同一位置时，速度有两种可能的方向，所以速度不一定相同，故A错误；
B．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确；
C．在受迫振动中，驱动力的频率一定等于物体振动频率，当等于固有频率时，出现共振现象，故C错误；
D．多普勒效应实质上是观察者和波源之间发生了相对运动，从而使观察者接收到的波的频率发生了变化，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
根据多普勒效应可知，当物体振动频率不变时，距离声源越远，声音的音调越远，距离声源越近，声音的音调越高，因此当站在火车轨道旁，一列正在鸣笛的高速火车飞驰而过，当火车高速驶来时，距离越来越近，听到的鸣笛声的频率将变大，当高速离去，距离越来越远，听到的鸣笛声的频率将变小，ABD错误，C正确。
故选C。
7．B
【详解】
根据多普勒效应，无人机携带的蜂鸣器与飞手的距离保持不变，故飞手接收的频率与蜂鸣器发出的频率相同，所以飞手听到声音的音调平稳不变。但是观众与无人机携带的蜂鸣器距离会不断变化，当蜂鸣器与观众距离变远时，观众接收的频率变小，当蜂鸣器与观众距离变近时，观众接收的频率变大。故ACD错误，B正确。
故选B。
8．D
【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。
9．B
【详解】
AB．发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，波源和观察者必须有相对运动，且两者间距发生变化才能发生多普勒效应，故A错误，B正确；
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，听到的声音音调变高，当波源和观察者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，听到的声音音调变低，故C错误；
D．所有波都能发生多普勒效应，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．多普勒效应适用于各种类型的波，故A错误；
B．当波源和观察者同向运动时，观察者不一定远离波源，所以观察者接收到的频率不一定比波源发出的频率低，故B错误；
C．当波源和观察者相向运动时，观察者逐渐靠近波源，接收到的频率一定比波源发出的频率高，故C正确；
D．当波源和观察者反向运动时，观察者逐渐远离波源，接收到的频率一定比波源发出的频率低，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝，这属于声波的反射，选项A错误；
B．转动正在振动的双股音叉，静止的我们会听到它发出的声音时强时弱，这属于声波的干涉现象，选项B错误；
C．有人在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以绕过墙壁发生衍射，而光波不能发生衍射，选项C错误；
D．医生利用超声波测定病人血管中的血流速度，这是利用了超声波的多普勒效应，选项D正确；
故选D.
12．D
【详解】
A．质点做简谐运动的条件是质点所受的回复力满足F=-kx，显然树枝在风的作用下运动不是简谐运动，故A错误；
B．当波长比孔的宽度大得越多或相差不大时，波的衍射越明显，故B错误；
C．只有叠加的两列波频率相等，相位差恒定，才可以产生的稳定的干涉，故C错误；
D．根据多普勒效应可知，当波源远离观察者而去时，观察者接收到的频率变低，故D正确；
故选D。
13．BC
【详解】
AB．音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低，火车进站时旅客接收到的频率会变大，故音调变高，故A错误；B正确；
CD．火车离站时，旅客接收到的频率会变小，故音调会变低，故C正确；D错误。
故选BC。
14．AC
【详解】
A.根据公式，单摆的周期与质量无关与振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关，故A正确；
B.发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化．故B错误；
C.对于同一列波，障碍物、孔或缝的尺寸越小，衍射现象越明显，故C正确；
D.“闻其声不见其人”是声波的衍射现象，故D错误．
15．ADE
【详解】
做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，加速度相同，A正确；产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生相对运动，声源的频率没有变化，是接收到的频率发生了变化，B错误；两列频率相同的波相遇时，振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，C错误；在振动系统中，当驱动力频率与振动系统的固有频率相等时，振动系统发生共振，系统的振动幅度最大，D正确；机械波从一种介质传播到另一介质时，频率不变，由可知，波速变大，波长一定变大，E正确．
故选ADE．
16．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。
17．错误
【详解】
根据多普勒效应，远离波源的接收者接到的频率变小，接近波源的接收者接收到的频率变大，故原题说法错误。
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．(1) ； (2) 3000m
【详解】
(1)该波的周期为
T==1×10－5s
由波动图像知，此时
x＝7.5×10－3 m
处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图像如图所示
(2)由波形图读出波长
λ＝15×10－3 m
由波速公式得
v=λf
鱼群与渔船的距离为
x=vt
联立代入数据得
x=3000m
20．
【详解】
要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即战斗机应以的速度飞行远离爆炸点．
21．516 m
【详解】
如图所示，设船发出鸣笛声于B处，旅客听到回声位置在A处，即3 s内汽船前进了A、B间距离l，则声波经过（2s－l）的距离。有
v声t＝2s－l＝2s－v船t
得
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
答案第1页，共2页