3.4 多普勒效应 专项测试（word版含答案）

3.4、多普勒效应
一、选择题（共16题）
1．下列说法中正确的是（　　）
A．若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小
B．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
C．声呐的工作原理是超声波的反射
D．“闻其声不见其人”是声波的反射现象
2．在天文学上，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度。这是利用了波的（　　）
A．折射 B．干涉 C．衍射 D．多普勒效应
3．关于机械波，下列说法正确的有（　　）
A．两列波相遇产生干涉时，两列波的频率一定相等
B．根据公式v=λf，机械波的频率越高时，其传播速度越快
C．当观察者与波源间产生相对运动时，一定会发生多普勒效应
D．缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才会发生衍射
4．如图所示，机械波的波源O的频率为f，正沿左右方向做匀速直线运动，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布．下列说法正确的是
A．波源O正在向右运动
B．若静止的波接收器放置在上方，接收到该波的频率小于f
C．若静止的波接收器放置在下方，接收到该波的频率等于f
D．无论静止的波接收器放置何处，接收到该波的频率都是f
5．平直公路上，汽车正在匀速远离，用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．下列说法不正确的是（　　）
A．被拍打的篮球上下运动是简谐运动
B．若声波波源远离观察者，则观察者接收到的声波频率减小
C．地震波既有横波又有纵波，所以房屋上下左右摆动
D．“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象
7．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
8．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
9．下列说法正确的　　
A．我们能通过光谱分析来鉴别月球的物质成分
B．当敌机靠近时，战机携带的雷达接收反射波的频率小于其发射频率
C．衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D．的半衰期为天，若有，经过天后还剩下
10．当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声．下列说法中正确的是（ ）
A．声源振动的频率变大
B．声波传播的速度变快了
C．耳膜振动的频率变大了
D．耳膜振动的频率变小了
11．一列简谐横波沿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
12．下列有关波的说法不正确的是（　　）
A．反射波的波长、频率和波速都与入射波相同
B．只有波才有衍射现象
C．当观察者与波源两者相互接近时，接收的频率将大于波源频率
D．只有频率相同的两列波在相遇区域才能叠加
13．一架低空飞行的飞机，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
14．下列说法正确的是（　　）。
A．发生多普勒效应的原因是波源的频率发生变化
B．物体做受迫振动时，其振动频率等于驱动力的频率
C．弹簧振子做简谐振动时，振子在平衡位置时速度最大
D．任意两列波相遇都会发生稳定的干涉现象
E．质点的振动方向和波的传播方向平行的波称为纵波
15．下列说法中正确的是（　　）
A．若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小
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和无线电波远得多
D．“闻其声不见其人”是声波的干涉现象
16．下列说法中正确的是（ ）
A．一切波都能发生干涉、衍射现象
B．只有两列横波相遇时才能发生干涉
C．在障碍物的后面可以听到前面人说话的声音是衍射现象
D．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化，是波源的频率变化的缘故
二、填空题
17．如图表示产生机械波的波源做匀速运动的情况，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( )。
A．点 B．点 C．点 D．点
（3）观察到的波的频率最小的点是( )。
A．点 B．点 C．点 D．点
18．二十世纪二十年代，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）。
19．我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机，刷新了下潜深度的世界纪录.悬停在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波）的频率为，在该处海水中的传播速度为,则声呐信号在该处海水中的波长为___；若停在海面上的监测船接收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率，说明滑翔机正在____(选填“靠 近”或“远离”)该监测船．
20．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___________？
三、综合题
21．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？
22．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？
23．一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。
参考答案：
1．C
【详解】
A. 根据多普勒效应，若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率增大，故A错误；
B. 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，故B错误；
C. 声呐的工作原理是超声波照射的物体上，经过反射，依据超声波的直线传播确定物体的位置，故C正确；
D. “闻其声不见其人”是声波绕过障碍物继续传播的现象，是声波的衍射现象，故D错误；
故选C.
2．D
【详解】
多谱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，所以由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度。这是利用了波的多普勒效应，则D正确；ABC错误；
故选D。
3．A
【详解】
A．只有频率相同的波才会产生干涉现象，故A正确；
B．波的传播速度由介质决定，与频率无关，故B错误；
C．只有二者间有相对距离的变化时，才会出现多普勒效应；若观察者以波源为中心转动则不会产生多普勒效应，故C错误；
D．任何波均可以发生衍射现象，而当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象，故D错误。
故选A。
4．B
【详解】
根据多普勒效应，在波源接近观察者时，波的接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低，根据图像可知波源向左边移动，远离右边，则右边的接收频率最低，静止的波接收器放置在上方或下方，接收到该波的频率小于f，故B正确，ACD错误；
故选B．
5．D
【详解】
由多普勒效应，设该超声波在空气中传播速度为，汽车远离的速度为，则汽车反射波的频率
，恒定，则汽车反射波的频率恒定，且小于。
故选D。
6．A
【详解】
A、根据质点做简谐运动的条件可知，做简谐运动的条件是回复力为F=-kx，被拍打的篮球上下运动显然不是简谐运动，故A错误；
B、根据多普勒效应，若声波波源远离观察者，则观察者接收到的声波频率减小，故B正确；
C、地震波既有横波又有纵波，所以房屋上下左右摆动，故C正确；
D、“闻其声不见其人”是声波绕过障碍物继续传播的现象，是声波的衍射现象，故D正确；
说法错误的故选A．
7．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。
8．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．
9．D
【详解】
光谱分析要使用明线谱或吸收光谱，而月亮的光是反射的太阳光．故A错误；根据多普勒效应，波源和观察者相互靠近时，观察者接受的频率要高于发射频率，所以B错误；β衰变中产生的β射线不是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成，实际上是原子核中的中子转化成质子而发射出来的．故C错误；根据m=m0，则20g，经过7.6天后还剩下m=20g=5g，选项D正确；故选D.
10．C
【详解】
试题分析：当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，声源振动的频率和传播的速度都没变，根据多普勒效应，人耳接收到的声音的频率变大，故选项C正确．
11．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。
12．D
【详解】
A．反射不改变波的性质，波长、频率和波速都与入射波相同，故A正确，但不符合题意；
B．粒子无衍射现象，衍射是波特有的性质，故B正确，但不符合题意；
C．根据多普勒效应，观察者与波源两者相互接近时，接收的频率将变大，故C正确，但不符合题意；
D．所有波与另一个波都可叠加，但只有频率相同时，才能形成稳定的干涉图像，故D错误，符合题意。
故选D。
13．D
【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。
14．BCE
【详解】
A.当波源和观察者之间有相对运动时，观察者接收到的波的频率发生变化，叫多普勒效应。发生多普勒效应时波源的频率没有变化，所以A错误。
B.作受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，而与固有频率无关。所以B正确。
C.弹簧振子做简谐振动时，振子在平衡位置时弹性势能最小，动能最大，速度最大，所以C正确。
D.只有频率相等的两列波相遇时才会发生干涉现象，所以D错误。
E.纵波就是质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，也就是相互平行。所以E正确。
故选BCE。
15．BC
【详解】
A．由多普勒效应可知，若声波波源向观察者运动，则接收到的声波频率增大，A错误；
B．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；
C．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；
D．“闻其声不见其人”是声波的衍射现象，D错误；
故选BC。
16．AC
【详解】
AB．衍射和干涉是波所特有的现象，一切波都能发生干涉和衍射，故A正确，B错误；
C．发生衍射就是波传到障碍物或孔的后面，偏离原来的直线方向传播，在障碍物的后面可以听到前面人说话的声音是衍射现象，故C正确；
D．多普勒效应说明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，故D错误。
故选AC。
17． D A B
【详解】
（1）由于题图所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况，故ABC错误，D正确。
故选D。
（2）由于波源左方的波长被压缩，右方的波长被拉长，可知波源正在移向点，故A正确，BCD错误。
故选A。
（3）由于波源远离点，由题图分析可知在点观察到的波的频率最小，故B正确，ACD错误。
故选B。
18． 大于 c
【详解】
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。
19． 靠近
【详解】
根据波速定义：，．根据多普勒效应，当滑翔机靠近监测船时，监测船接收到的频率大于滑翔机发出声呐信号的频率．
20． 340 1530 382.5 m 0.498 s
【详解】
(1)波的频率为
因波的频率不变，则在海水中的波速为
v海=λf=1530m/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
(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则听到回声的时间
21．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
【详解】
当甲乙均不动时，相当于观察者乙与波源甲相对静止，观察到的频率等于波源震动的频率，当乙以一定的速度向甲运动，相当于观察者向波源靠近，由于间距缩短，观察着接收到的波的频率增大，乙接到球的时间会缩短，乙接球的时间间隔小于，如果乙靠向甲的速度增大，相当于观察者向波源靠近的比较快，间距缩短的较快，观察者接受到的波的频率增大的较快，乙接到球的时间会继续减小。
22．（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
【解析】
（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
23．
【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