3.4 多普勒效应及其应用 专项测试（Word版含答案）

3.4、多普勒效应及其应用
一、选择题（共16题）
1．下列说法正确的是（　　）
A．“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象，这体现了声波的衍射
B．在地球上测量出星球上某些元素发出的光波频率，若其小于地球上这些元素静止时的发光频率，则利用多普勒效应可以推知该星球在靠近地球
C．空气中产生的声波是纵波，纵波中的质点振动方向与波的传播方向相同
D．单摆的周期与振幅无关，所以无论静止释放摆球时的摆角为多少，周期不变
2．下列哪些现象属于多普勒效应（　　）
A．夏日雷声轰鸣不绝
B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声
C．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同
D．“未见其人，先闻其声”
3．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
4．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
5．一架低空飞行的飞机，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，且一直与飞机实际发出的声音音调低
C．不变，且一直与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
6．某人站在地面上某处，一架飞机由远而近从人的头顶上方匀速飞过，则人听到飞机发出声音的频率（　　）
A．越来越低 B．越来越高
C．先变高后变低 D．先变低后变高
7．下列说法正确的是( )
A．做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关
B．“隔墙有耳”现象是指声波发生了明显衍射现象
C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
8．关于机械波，下列说法正确的有（　　）
A．两列波相遇时，只要频率相等就一定能够观察到稳定的干涉现象
B．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
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．根据公式，机械波的频率越高时，其传播速度越快
9．2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉．下列关于波的说法，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，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
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，接收者接收到的波的频率比波源频率低
10．“B超”可用于探测人体内脏的变化状况。如图为超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循与光的折射规律类似，可表述为（式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知v2=0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为（　　）
A． B． C． D．
11．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
12．一列沿x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图象，下列说法正确的是（　　）
A．该波的波速为4m/s
B．图乙表示质点S的振动图像
C．质点R在t=6s时的位移为13cm
D．一观察者沿x轴向波源运动时，他观测到的该波频率为0.25Hz
13．医院有一种先进的检测技术——彩超，就是向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速．这一技术主要利用了下列哪一个物理学原理（ ）
A．波的干涉 B．多普勒效应 C．波的叠加 D．波的衍射
14．下列哪些现象属于多普勒效应( )
A．远去的汽车声音越来越小
B．炮弹迎面飞来,声音刺耳
C．火车向你驶来时,音调变高;驶离你而去时, 音调变低
D．大风中, 远处人的说话声时强时弱
15．如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是
A．女同学从A向运动过程中，她感觉哨声音调变高
B．女同学在从点向左运动过程中，她感觉哨声音调变低
C．女同学在从点向右运动过程中，她感觉哨声音调不变
D．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高
16．下列说法正确的是（　　）
A．用单摆测重力加速度时，应尽量选择质量大、体积小的球和较细的线
B．单摆做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的振幅越大
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以增加透射光的强度
D．波的干涉现象中，振动加强的点，位移可能为零
E．可以利用光的多普勒效应计算星球远离地球的速度
二、填空题
17．如图所示为机械波的波源O做匀速直线运动的情况，图中的圆表示波峰，则该图中表示的__________现象；波源正在移向________点，观察到波的频率最低的点是_______．
18．沿直线行驶的汽车通过某观察站时，观测到汽车发出鸣笛频率由1200HZ下降到1000HZ，已知空气中声速为330m/s，则汽车行驶的速度大小为________ m/s．
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．A
【详解】
A．“闻其声而不见其人”是一种司空见惯的现象，这体现了声波的衍射，A正确；
B．波源远离时，接收的频率变小，B错误；
C．纵波中的质点振动方向有时与波的传播方向相同，有时则相反，C错误；
D．小角度单摆才可近似为简谐运动，此时周期与摆角无关，然而若摆角很大，就不再是单摆周期，D错误。
故选A。
2．C
【详解】
A．夏日雷声轰鸣不绝，属于声波的反射，故A错误；
B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声，这是声音的共振，故B错误；
C．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同的现象是多普勒效应，故C正确；
D．“未见其人，先闻其声”是波的衍射现象，故D错误。
故选C。
3．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.
4．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。
5．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分解为两个速度，得到
v1为靠近速度，随着飞机飞临该同学头顶，角逐渐增大，容易看出v1逐渐减小，根据
所以一直比飞机实际发出的声音音调高，但音调逐渐变低，越来越接近飞机实际发出的。
故选D。
6．A
【详解】
当飞机靠近人时，将飞机的速度分解，如图所示
飞机相对人的速度为越来越大，则越来越小，即人听到飞机声音的频率越来越低，但总是，当飞机远离人时，将飞机的速度分解，如图所示
飞机相对人的速度越来越小，则越来越大，即人听到飞机声音的频率越来越低，且都是，故在飞机飞过人的头顶的过程中，人听到的声音频率一直是越来越低，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．B
【详解】
做简谐运动的物体，其振动能量与振动的振幅有关，与频率无关，选项A错误；“隔墙有耳”现象是指声波发生了明显衍射现象，选项B正确；当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动．故C错误；交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒现象，从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化．故D错误．故选B.
8．B
【详解】
A．频率相同、相差恒定（振动情况相同）的两列波相遇叠加，才会发生稳定的干涉现象，故A错误；
B．发生明显的衍射现象的条件是缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，故B正确；
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．波的传播速度由介质决定，与频率无关，故D错误。
故选B。
9．D
【详解】
A.只有两列频率相同，相位差恒定的波叠加才会出现稳定的干涉图样，故A错误；
B. 在干涉图样中，振动加强区域的质点，只是振幅变大，其位移随时间周期性的变化；振动减弱区域的质点，只是振幅变小，其位移随时间周期性的变化．故B错误；
C. 衍射是波的特有属性，在任何条件下都会发生衍射，只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才会发生明显的衍射，故C错误；
D. 根据多普勒效应，当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，故D正确．
10．D
【详解】
已知入射角为i，设折射角为α，根据题意有
可得
故选D。
11．C
【详解】
A．波沿x轴正方向传播，波前振动方向沿y轴负方向，所以波源开始振动时的方向沿y轴负方向，A错误；
B．接收器接收到此波的时间为
C．波的周期为
质点运动的路程为
C正确；
D．波的频率为
若波源沿x轴正方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到波的频率一定大于10Hz，D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．由图甲可知λ=8m ， 由图乙可知 T=4s ，根据
A错误；
B．横波沿x轴正方向传播，根据上坡下振可知，在t=0时刻S点应向y轴负方向振动，由图乙可知在t=0时刻该质点沿y轴正方向振动， B错误；
C．由于
因而质点R在6s时处于波峰的位置，故此时位移最大为13cm， C正确；
D．该波的频率为
当观察者沿x轴向波源运动时，根据多普勒效应，观察者接收到的频率大于0.25Hz，D错误。
故选C。
13．B
【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、波的衍射及回声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B．
14．BC
【详解】
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．当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动，发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化；A、远去的汽车声音越来越小，是间距引起的．故A错误；B、炮弹迎面飞来，声音刺耳，是多普勒效应引起的．故B正确；C、火车向你驶来时，音调变高；驶离你而去时, 音调变低，是多普勒效应引起的．故C正确；D、远处人的说话声时强时弱，是风的传播引起的．故D错误．故选BC．
15．AB
【详解】
A．女同学从A向运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，故A正确；
B．女同学在从点向左运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到音调变低，故B正确；
C．女同学在从点向右运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，故C错误；
D．女同学从向运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到哨声音调变低，故D错误。
故选AB。
16．ADE
【详解】
A．用单摆测重力加速度时，应尽量选择质量大、体积小的球和较细的线，减小阻力的影响，故A正确；
B．单摆做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的频率越高，但振幅不一定大，故B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以使透射减弱，但不能增加透射光的强度，故C错误；
D．波的干涉现象中，振动加强的点也在自平衡位置附近振动，则位移也可能为零，故D正确；
E．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，运用了光的多普勒效应，故E正确。
故选ADE。
17． 多普勒 A B
【详解】
由图可知，AB两边接收到的频率不同，故说明发生了多普勒效应；由图可知，A处接收到的波要多，故A处接收到的频率大；而B处接收到的频率低；故说明波源正在向A移动；
18．30m/s
【详解】
设声波的速度为：c=330m/s，声波的波长为λ，汽车的速度为v，
则有：1200=，1000=
则有：，整理得：22v=2c
解得v=30m/s；
19．见解析
【解析】
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】
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