3.5多普勒效应练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.5多普勒效应练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 317.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 06:25:44 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修一 3.5 多普勒效应
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度
C．机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长大的障碍物一定不能发生衍射
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，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的是多普勒效应原理
2．一列沿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像。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时的位移最大
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
3．在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为0.5m/s，沿x轴相向传播，t 0时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．两列波相遇时能发生稳定的干涉
B．一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，两波的频率可能相同
C．x轴上第一个位移达到6cm的质点的横坐标为x2.75m
D．t0时刻，处质点的振动方向与x5.1m处质点的振动方向相反
4．关于振动和波，下列说法中正确的是（ ）
A．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
B．波只有遇到很小的障碍物才会发生衍射现象
C．鸣笛火车进站时，静止于站台上的旅客接收到该列火车笛声的频率比火车鸣笛频率低
D．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
5．如图为由波源S发出的波在介质平面中某一时刻的情形，实线为波峰，虚线为波谷，实线与虚线等间距分布。设波源频率为20Hz，观察者在1s内由A运动到B，则观察者在这1s内接收到完全波的个数为（ ）
A．18个 B．19个 C．20个 D．21个
6．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．产生多普勒效应的原因是观察者的听力出现了问题
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
7．图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像，由图可知，在t=4 s时刻，质点的 （ ）
A．速度为零，位移为正的最大值
B．速度为零，位移为负的最大值
C．加速度为正的最大值，位移为零
D．加速度为负的最大值，位移为零
8．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
9．一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化正确的是（ ）
A．频率变高 B．频率不变 C．波速变大 D．波长不变
10．一架低空飞行的飞机，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
11．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
12．从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，时刻波的图像如图所示，此时波刚好传播到点，的质点P的位移为10cm，再经，质点P第一次回到平衡位置，质点N坐标（图中未画出），则（ ）
A．波源的振动周期为1.2s
B．波源的起振方向向上
C．波速为8m/s
D．若观察者从点以2m/s的速度沿轴正方向移动，则观察者接收到波的频率变大
二、填空题
13．右图反映了飞机以一定速度在空中（不考虑空气的流动）水平飞行时产生声波的情况．图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置．静止在B点的人听到的音调_______（填变高、变低或者不变）．这种现象叫做_______．
14．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．
15．如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0,车速v2＞v1.甲听到的笛声的频率为f1,乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低顺序为________.
16．多普勒效应产生的原因：
（1）当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目是________的，观测到的频率________波源振动的频率。
（2）当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目________（选填“增加”或“减小”），观测到的频率________（选填“增加”或“减小”）；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率________（选填“增加”或“减小”）。
17．如图表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为f0，该图表示波源正在向________(选填A、B、C或D)点移动；观察者在图中A点接收到的波的频率将________(选填大于、等于或小于)f0.
三、解答题
18．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？
19．如图是在公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪指向车辆发出超声波脉冲信号，并接收经车辆反射的超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。在某次测速过程中，超声波测速仪对某一汽车共发射两次信号，接收两次信号，数据如下：（测速仪固定不动），已知超声波在空气中传播的速度是340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶。
（1）求汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离；
（2）若该路段汽车限速60km/h，则该汽车的行驶速度是否合法？
（3）从测速仪发出的第一个超声波脉冲时作为计时起点，在图中作出超声波的位移—时间图像。
时刻/s 0 0.5 1 1.6
事件 发生第一次 超声波信号 接收第一次 超声波信号 发生第二次 超声波信号 接收第二次 超声波信号
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，甚至有些飞机的速度已经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343 m/s，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，飞机飞行的速度至少多大？
21．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？
22．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一个已知频率的超声波，如果该超声波被那辆轿车反射回来时：
(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低．
(2)巡警车接收到的超声波频率比发出的高．
以上两种情况说明了什么问题？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波频率大于声源发出的声波频率，而接收到的波速不变，A错误；
B．质点的做简谐振动，而波在同种介质中，匀速传播，因此振动速度与波的传播速度是不同的两个概念，B错误；
C．机械波传播过程中即使遇到尺寸比机械波波长大的障碍物也能发生衍射，只是不明显，C错误；
D．“彩超”利用的是多普勒效应原理，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图甲知波长为
λ=8m
由图乙知周期为
T=4s
则波速为
故A错误；
B．甲图中t=0时刻Q处于平衡位置向上运动，位移为零，与振动图象t=0时刻质点的状态相符，则图乙可能是质点Q的振动图象，故B错误；
C．由图可知，质点R在t=6s时的位移为13m，为最大位移，故C正确；
D．波传播的频率
一观察者沿着x轴靠近波源运动，与波相向运动，相对速度变大，发生多普勒效应，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由
可得
发生稳定干涉的条件是频率相同，故A错误；
B．由多普勒效应可知，一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，甲波的频率在降低，乙波的频率增大，由A选项可知，两波的频率不可能相同，故B错误；
C．要使质点的位移第一次达到6cm，必定是两列波相距最近的两个波峰相遇，t=0时这两个波峰相距
故从此时开始到两者相遇，两波峰移动的距离均为
因甲波的第一个波峰t=0的横坐标为，想x轴正方向移动3.75m后横坐标为2.75m，故C正确；
D．由同侧法可得处质点向下振动，x5.1m处质点也是向下振动，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
A．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，选项A错误；
B．一切波都会发生衍射现象，但只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，选项B错误；
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，所以鸣笛火车进站时，静止于站台上的旅客接收到该列火车笛声的频率比火车鸣笛频率高，选项C错误；
D．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当人迈步的频率等于扁担与水桶振动的固有频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出，因此挑水时为了防止从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，选项D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
波源频率为20Hz，假设观察者不动，观察者每秒钟接收到20个完全波．由于图中A、B间距离为一个波长，观察者与波源相互远离，所以1 s内观察者将比静止时少接收1个完全波，所以观察者接收到19个完全波。
故选B。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．产生多普勒效应的原因不是波源频率发生了变化，而是观察者相对波源的位置变化引起了听觉频率的变化，故AB错误；
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且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高于他听到的乙车笛声频率，故C错误；
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，故D正确。
故选D。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
在t=4 s时，质点的位移为正向最大，质点的速度为零，而加速度方向总是与位移方向相反，大小与位移大小成正比，则加速度为负向最大值。故A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．一切波在任何条件下都能发生衍射现象，但只有障碍物的尺寸与波长相差不多，或比波长小时,衍射现象才明显，故A错误；
B．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振，故B错误；
C．医生利用超声波探测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故C正确；
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长增大，频率不变，故D错误。
故选C。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据多普勒效应，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，波长变短，波速不变，则一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化是频率变高，波长变短，波速不变，所以A正确；BCD错误；
故选A。
10．D
【解析】
【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。
11．C
【解析】
【分析】
【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。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
C．由题图得到波动方程
由题目条件可知当时，代入得，点在经过第一次回到平衡位置，故0.1s内在波的传播方向上传播了1m，波速
故C错误；
A．周期
故A正确；
B．时刻波刚好传播到点，则点的振动方向即为波源的起振方向，由题图知波源的起振方向向下，故B错误；
D．若观察者从点以2m/s的速度沿轴正方向移动，由多普勒效应知观察者接收到波的频率变小，故D错误。
故选A。
13． 变低 多普勒效应
【解析】
【详解】
飞机远离B运动，在B点的人在单位时间内的得到的完整的波的个数变少，则人听到的飞机的声音的频率变低；这种现象叫多普勒效应．
14． 靠近
【解析】
【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．
15．f1＞f3＞f2
【解析】
【详解】
由于，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即，由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变低，即.由于司机和汽车相对静止，所以司机听到的频率不变，即.综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为.即
16． 一定 等于 增加 增加 减小
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． B 小于
【解析】
【详解】
[1]根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向B点移动；
[2]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，因此观察者在图中A点接收波的频率将小于发出的频率，即f0．
18．（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】
【分析】
【详解】
（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
19．（1）17m；（2）合法；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由题意可知，零时刻发出第一次超声波，经过0.5s接收到，则汽车距离发射源的距离为
从1s时刻发出的第二次超声波，经过0.6s接收到，则汽车距离发射源的距离为
则汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为
（2）汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为
则汽车的速度为
因为58.3km/h＜60km/h，所以汽车的行驶速度合法。
（3）从测速仪发出的第一个超声波脉冲时作为计时起点，在图中作出超声波的位移—时间图像如图
20．
【解析】
【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．，
【解析】
【详解】
声音传播时蝙蝠也在向前运动，设蝙蝠的速度为，声音的速度为，蝙蝠发出超声波时到墙的距离为，则有
代入数据解得
由
解得
22．(1)轿车的速度大于100 km/h
(2)轿车的速度小于100 km/h
【解析】
【详解】
(1)如果巡警车接收到的超声波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离．又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100 km/h.
(2)如果巡警车接收到的超声波频率比发出时高．由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互靠近，同理可知，轿车的速度小于100 km/h.
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度
C．机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长大的障碍物一定不能发生衍射
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，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的是多普勒效应原理
2．一列沿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像。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时的位移最大
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
3．在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为0.5m/s，沿x轴相向传播，t 0时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．两列波相遇时能发生稳定的干涉
B．一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，两波的频率可能相同
C．x轴上第一个位移达到6cm的质点的横坐标为x2.75m
D．t0时刻，处质点的振动方向与x5.1m处质点的振动方向相反
4．关于振动和波，下列说法中正确的是（ ）
A．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
B．波只有遇到很小的障碍物才会发生衍射现象
C．鸣笛火车进站时，静止于站台上的旅客接收到该列火车笛声的频率比火车鸣笛频率低
D．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频
5．如图为由波源S发出的波在介质平面中某一时刻的情形，实线为波峰，虚线为波谷，实线与虚线等间距分布。设波源频率为20Hz，观察者在1s内由A运动到B，则观察者在这1s内接收到完全波的个数为（ ）
A．18个 B．19个 C．20个 D．21个
6．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．产生多普勒效应的原因是观察者的听力出现了问题
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
7．图为一质点做简谐运动的位移随时间变化的图像，由图可知，在t=4 s时刻，质点的 （ ）
A．速度为零，位移为正的最大值
B．速度为零，位移为负的最大值
C．加速度为正的最大值，位移为零
D．加速度为负的最大值，位移为零
8．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
9．一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化正确的是（ ）
A．频率变高 B．频率不变 C．波速变大 D．波长不变
10．一架低空飞行的飞机，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
11．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
12．从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，时刻波的图像如图所示，此时波刚好传播到点，的质点P的位移为10cm，再经，质点P第一次回到平衡位置，质点N坐标（图中未画出），则（ ）
A．波源的振动周期为1.2s
B．波源的起振方向向上
C．波速为8m/s
D．若观察者从点以2m/s的速度沿轴正方向移动，则观察者接收到波的频率变大
二、填空题
13．右图反映了飞机以一定速度在空中（不考虑空气的流动）水平飞行时产生声波的情况．图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置．静止在B点的人听到的音调_______（填变高、变低或者不变）．这种现象叫做_______．
14．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．
15．如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0,车速v2＞v1.甲听到的笛声的频率为f1,乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高至低顺序为________.
16．多普勒效应产生的原因：
（1）当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目是________的，观测到的频率________波源振动的频率。
（2）当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目________（选填“增加”或“减小”），观测到的频率________（选填“增加”或“减小”）；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率________（选填“增加”或“减小”）。
17．如图表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为f0，该图表示波源正在向________(选填A、B、C或D)点移动；观察者在图中A点接收到的波的频率将________(选填大于、等于或小于)f0.
三、解答题
18．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？
19．如图是在公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪指向车辆发出超声波脉冲信号，并接收经车辆反射的超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。在某次测速过程中，超声波测速仪对某一汽车共发射两次信号，接收两次信号，数据如下：（测速仪固定不动），已知超声波在空气中传播的速度是340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶。
（1）求汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离；
（2）若该路段汽车限速60km/h，则该汽车的行驶速度是否合法？
（3）从测速仪发出的第一个超声波脉冲时作为计时起点，在图中作出超声波的位移—时间图像。
时刻/s 0 0.5 1 1.6
事件 发生第一次 超声波信号 接收第一次 超声波信号 发生第二次 超声波信号 接收第二次 超声波信号
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，甚至有些飞机的速度已经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343 m/s，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，飞机飞行的速度至少多大？
21．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？
22．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一个已知频率的超声波，如果该超声波被那辆轿车反射回来时：
(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低．
(2)巡警车接收到的超声波频率比发出的高．
以上两种情况说明了什么问题？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波频率大于声源发出的声波频率，而接收到的波速不变，A错误；
B．质点的做简谐振动，而波在同种介质中，匀速传播，因此振动速度与波的传播速度是不同的两个概念，B错误；
C．机械波传播过程中即使遇到尺寸比机械波波长大的障碍物也能发生衍射，只是不明显，C错误；
D．“彩超”利用的是多普勒效应原理，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图甲知波长为
λ=8m
由图乙知周期为
T=4s
则波速为
故A错误；
B．甲图中t=0时刻Q处于平衡位置向上运动，位移为零，与振动图象t=0时刻质点的状态相符，则图乙可能是质点Q的振动图象，故B错误；
C．由图可知，质点R在t=6s时的位移为13m，为最大位移，故C正确；
D．波传播的频率
一观察者沿着x轴靠近波源运动，与波相向运动，相对速度变大，发生多普勒效应，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．由
可得
发生稳定干涉的条件是频率相同，故A错误；
B．由多普勒效应可知，一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，甲波的频率在降低，乙波的频率增大，由A选项可知，两波的频率不可能相同，故B错误；
C．要使质点的位移第一次达到6cm，必定是两列波相距最近的两个波峰相遇，t=0时这两个波峰相距
故从此时开始到两者相遇，两波峰移动的距离均为
因甲波的第一个波峰t=0的横坐标为，想x轴正方向移动3.75m后横坐标为2.75m，故C正确；
D．由同侧法可得处质点向下振动，x5.1m处质点也是向下振动，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【详解】
A．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，选项A错误；
B．一切波都会发生衍射现象，但只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，选项B错误；
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，所以鸣笛火车进站时，静止于站台上的旅客接收到该列火车笛声的频率比火车鸣笛频率高，选项C错误；
D．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当人迈步的频率等于扁担与水桶振动的固有频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出，因此挑水时为了防止从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，选项D正确。
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
波源频率为20Hz，假设观察者不动，观察者每秒钟接收到20个完全波．由于图中A、B间距离为一个波长，观察者与波源相互远离，所以1 s内观察者将比静止时少接收1个完全波，所以观察者接收到19个完全波。
故选B。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．产生多普勒效应的原因不是波源频率发生了变化，而是观察者相对波源的位置变化引起了听觉频率的变化，故AB错误；
C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且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高于他听到的乙车笛声频率，故C错误；
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，故D正确。
故选D。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
在t=4 s时，质点的位移为正向最大，质点的速度为零，而加速度方向总是与位移方向相反，大小与位移大小成正比，则加速度为负向最大值。故A正确，BCD错误。
故选A。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．一切波在任何条件下都能发生衍射现象，但只有障碍物的尺寸与波长相差不多，或比波长小时,衍射现象才明显，故A错误；
B．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振，故B错误；
C．医生利用超声波探测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故C正确；
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长增大，频率不变，故D错误。
故选C。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
根据多普勒效应，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，波长变短，波速不变，则一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化是频率变高，波长变短，波速不变，所以A正确；BCD错误；
故选A。
10．D
【解析】
【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。
11．C
【解析】
【分析】
【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。
12．A
【解析】
【分析】
【详解】
C．由题图得到波动方程
由题目条件可知当时，代入得，点在经过第一次回到平衡位置，故0.1s内在波的传播方向上传播了1m，波速
故C错误；
A．周期
故A正确；
B．时刻波刚好传播到点，则点的振动方向即为波源的起振方向，由题图知波源的起振方向向下，故B错误；
D．若观察者从点以2m/s的速度沿轴正方向移动，由多普勒效应知观察者接收到波的频率变小，故D错误。
故选A。
13． 变低 多普勒效应
【解析】
【详解】
飞机远离B运动，在B点的人在单位时间内的得到的完整的波的个数变少，则人听到的飞机的声音的频率变低；这种现象叫多普勒效应．
14． 靠近
【解析】
【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．
15．f1＞f3＞f2
【解析】
【详解】
由于，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即，由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变低，即.由于司机和汽车相对静止，所以司机听到的频率不变，即.综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为.即
16． 一定 等于 增加 增加 减小
【解析】
【分析】
【详解】
略
17． B 小于
【解析】
【详解】
[1]根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向B点移动；
[2]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，因此观察者在图中A点接收波的频率将小于发出的频率，即f0．
18．（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】
【分析】
【详解】
（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
19．（1）17m；（2）合法；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由题意可知，零时刻发出第一次超声波，经过0.5s接收到，则汽车距离发射源的距离为
从1s时刻发出的第二次超声波，经过0.6s接收到，则汽车距离发射源的距离为
则汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为
（2）汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为
则汽车的速度为
因为58.3km/h＜60km/h，所以汽车的行驶速度合法。
（3）从测速仪发出的第一个超声波脉冲时作为计时起点，在图中作出超声波的位移—时间图像如图
20．
【解析】
【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．，
【解析】
【详解】
声音传播时蝙蝠也在向前运动，设蝙蝠的速度为，声音的速度为，蝙蝠发出超声波时到墙的距离为，则有
代入数据解得
由
解得
22．(1)轿车的速度大于100 km/h
(2)轿车的速度小于100 km/h
【解析】
【详解】
(1)如果巡警车接收到的超声波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离．又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100 km/h.
(2)如果巡警车接收到的超声波频率比发出时高．由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互靠近，同理可知，轿车的速度小于100 km/h.
答案第1页，共2页
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