3.4多普勒效应及其应用 同步过关练（word版含解析）

3.4多普勒效应及其应用 同步过关练（含解析）
一、选择题
1．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
2．如图所示，我爱发明节目《松果纷纷落》中的松果采摘机利用了机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。则（　　）
A．工作中，树干的振动频率可能小于采摘振动头的振动频率
B．采摘振动头停止振动，则树干的振动频率逐渐减小
C．采摘振动头振动频率增加，落果效果越好
D．为避免被落下的松果砸中，拾果工人快速远离采摘机，他会感到采摘机振动声调降低
3．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
4．下列物理现象的描述，正确的是（　　）
A．汽车倒车是利用红外线原理感知障碍物的存在和距离
B．法拉第利用“力线”形象地描述了电磁场，电磁场是模拟的，不是真实存在的
C．优质的话筒线有层金属网罩，这是利用金属网罩的屏蔽作用，防止其他电信号干扰
D．干燥季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，会被“电”一下，这是电磁感应现象
5．波源所发出的机械波的频率为，观察者所接收到的机械波频率也为．下列判断中正确的是（　　）
A．若波源静止不动，则观察者一定静止不动
B．波源和观察者之间的相对距离不变
C．波源和观察者之间的相对距离增大
D．波源和观察者之间的相对距离减小
6．下列有关机械振动和机械波的说法不正确的是（　　）
A．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度也一定相同
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
C．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
D．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象
7．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
8．根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②钢琴声震碎玻璃酒杯；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④两列水波相遇产生稳定花纹。这些物理现象分别属于（　　）
A．干涉、衍射、多普勒效应、共振
B．折射、多普勒效应、共振、干涉
C．衍射、共振、多普勒效应、干涉
D．衍射、共振、折射、多普勒效应
9．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
10．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；③当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低；④雷声在云层里轰鸣不绝．这些物理现象分别属于波的（　　）
A．衍射、干涉、多普勒效应、反射 B．衍射、多普勒效应、干涉、折射
C．折射、干涉、多普勒效应、反射 D．衍射、折射、多普勒效应、干涉
11．a为声源，发出声波。b为接收者，接收a发出的声波。若a、b在沿着两者连线的方向运动（速度都不超过声速）。以下说法正确的是（　　）
A．若a、b相互靠近，则b接收到的声波的频率一定比a发出的低
B．若a、b向同一方向运动，则b接收到的声波的频率一定比a发出的低
C．若a、b向同一方向运动，则b接收到的声波的频率一定比a发出的高
D．若a静止，b向a运动，则b接收到的声波的频率一定比a发出的高
12．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v=200m/s。已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，如图所示，在x=400m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　）
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．从t=0开始经过0.15s，x=40m处的质点运动路程为0.6m
C．接收器在t=0.8s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11Hz
E．若该波与另一列振幅也为10cm、波源在x=350m处的沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，一定能够产生稳定的干涉图样
13．下列说法正确的是（　　）
A．做简谐运动的单摆，只有在最高点时，回复力才等于重力和摆线拉力的合力
B．振动图像和波的图像的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移
C．在竖直方向上做简谐运动的弹簧振子，当振子的速度相同时，弹簧的弹性势能相等
D．在两列横波发生稳定干涉现象的振动加强区域，质点的位移可能为零
E．若观察者相对介质不动，波源运动时，空间传播的波长发生变化
14．下列说法正确的是（　　）
A．机械波在介质中传播的波长与介质有关
B．当波源靠近观测者时，波源的频率就会变大
C．地震时既有横波也有纵波，两种波的传播速度大小相等
D．只要是波，在一定条件下都能发生明显的干涉或衍射现象
E．机械横波在传播过程中，位移总相同的两质点间的距离等于波长的整数倍
15．下列现象及表述中，正确的是（　　）
A．火车过桥时限速是为了防止火车发生共振
B．医院检查病人的血流速度时应用了多普勒效应
C．在高铁站乘坐高铁时，听到鸣笛声的音调越来越低，说明高铁靠近观察者
D．“闻其声而不见其人”是因为一般障碍物的尺寸跟声波相差不大，发生明显衍射现象造成的
二、解答题
16．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？
17．广场上有一个半径为的圆，是直径，在圆心点和A点处分别安装两个有相同声源的扬声器，它们发出的声波波长．有一人站在处几乎听不到声音，他沿着圆周逆时针向A走，在走到A之前，他还有几次几乎听不到声音？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【解析】
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。
2．D
【解析】
A．树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，故A错误；
B．采摘振动头停止振动，则树干的振动频率不变，振幅减小，故B错误；
C．当振动头的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，落果效果越好，则随着振动头频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故C错误；
D．为避免被落下的松果砸中，拾果工人快速远离采摘机，此时根据多普勒效应，他会感到采摘机振动频率减小，声调降低，故D正确；
故选D。
3．A
【解析】
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。
4．C
【解析】
【详解】
A．倒车雷达是利用超声波传递信息来确定障碍物的远近，A错误；
B．法拉第利用“力线”形象地描述了电磁场，电磁场是模拟的，但是电磁场是真实存在的，B错误；
C．优质的话筒线在信号传输线外又多包了一层金属网，起到静电屏蔽作用， C正确；
D．在天气干燥的季节，脱掉外衣后再去摸金属门把手时，常常会被“电”一下，这是静电现象，D错误。
故选C。
5．B
【解析】
多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者收到的频率发生了变化；现在振源所发出的机械波的频率为180Hz，观察者所接收到的机械波频率也为180Hz，则说明振源和观察者之间的相对距离不变，若振源静止不动，观察者不一定静止不动，观察者绕振源做圆周运动时观察到的频率也不变，故B正确，ACD错误。
故选B。
6．A
【解析】
A．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度大小相等，方向可能相同也可能相反，故A错误；
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期是由驱动力的周期决定的，与单摆的摆长无关，故B正确；
C．火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，故C正确；
D．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象，故D正确。
此题选择不正确的选项，故选A。
7．C
【解析】
【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。
8．C
【解析】
【详解】
①闻其声而不见其人是波的衍射现象；
②钢琴声震碎玻璃酒杯是由于共振产生的；
③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应；
④两列水波相遇产生稳定花纹是水波的干涉现象。
故选C。
9．D
【解析】
A．两列相干波叠加后才会出现稳定的干涉图样。A错误；
B．在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移和振动减弱区域质点的位移都在做周期性的运动，所以加强区的位移不一定大于减弱区的位移。B错误；
C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生明显衍射现象。C错误；
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。D正确。
故选D。
10．A
【解析】
“空山不见人，但闻人语响”即听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，音叉发出两个相同频率的声波相互叠加，从而出现加强区于减弱区，这是声音的干涉；当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低，因此这是多普勒效应；雷声在云层里轰鸣不绝这是由于波的反射，由于传播距离不同，传到人耳的时间不同导致，故A正确，BCD错误。
故选A。
11．D
【解析】
AD．b接收到的声波的频率的高低关键是看声源a与接收者b之间的距离如何变化，若远离则b接收到的声波的频率比a发出的低，若靠近则b接收到的声波的频率比a发出的高，故A错误，D正确；
BC．当a、b向同一方向运动时，两者之间的距离可变大、可变小、可不变，故b接收到的声波的频率与a发出的声波的频率关系不确定，故BC错误。
故选D.
12．B
【解析】
A．根据波的图像和波的传播方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向，故A错误；
B．根据波的图像可知波长λ=20 m，振幅A=10 cm，周期
从t=0开始经过0.15s（1.5个周期），x=40m处的质点运动路程为6个振幅，即
故B正确；
C．接收器在
时能够接收到此波，故C错误；
D．波源频率为
若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率小于10 Hz，故D错误；
E．根据频率相同的两列波相遇才能产生稳定干涉的条件，若该波与另一列振幅也为10 cm的简谐横波相遇，不一定能够产生稳定的干涉图样，故E错误。
故选B。
13．ABD
【解析】
A．单摆在一个圆弧上来回运动，摆球做圆周运动的向心力由重力沿悬线方向的分力和悬线拉力的合力提拱，而回复力是指重力沿圆弧切线方向的分力，摆球在平衡位置速度不为零，向心力不为零，而回复力为零，所以合力不是回复力；摆球在最高点时，速度为零，向心力为零，合力等于回复力，故A正确；
B．振动图像和波的图像的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移，故B正确；
C．简谐运动具有对称性，关于平衡位置对称的点动能相同，故速度相同时，弹簧的长度有两个可能的值，不一定相等，弹性势也就不一定相同，故C错误；
D．在两列横波发生稳定干涉现象的振动加强区域，振动加强区域质点是在平衡位置附近振动，有时位移为零，故D正确；
E．当波源与观察者之间有相对运动，观察者接收到的频率就会发生改变，但两者相对远离，观察者接收到的频率减小，当两者相对靠近，观察者接收到的频率增加，根据
波在介质中的传播速度不变，相对观察者的频率改变，但波源的频率是不变的，则空间传播的波长不发生变化，故E错误。
故选ABD。
14．ADE
【解析】
A．因为介质会影响机械波的传播速度v，而同一列波的速度发生变化，波长也会随之变化，所以机械波在介质中传播的波长与介质有关，故正确；
B．当波源靠近观测者时，观察者接收到的波的频率增大，但波源的频率不变，故B错误；
C．地震时既有横波也有纵波，纵波的传播速度大于横波，故C错误；
D．一切波在满足一定的条件都能发生明显的干涉或衍射现象，衍射和干涉是波特有的现象，故D正确；
E．位移总相同的两质点其振动是同向的，所以这两个质点间的距离等于波长的整数倍，故E正确。
故选ADE。
15．BD
【解析】
【详解】
A．火车过桥时限速是为了防止桥发生共振，故A错误；
B．医院检查病人的血流速度时应用了多普勒效应，故B正确；
C．当鸣笛声的音调越来越低说明高铁与观察者之间的距离在增大，高铁在远离观察者，故C错误；
D．“闻其声而不见其人”是由于声波发生明显衍射现象造成的，故D正确。
故选BD。
16．19个，340m
【解析】
【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。
17．8次
【解析】
他到两个声源的路程差为波长的整数倍时，振动加强，听到的声音是加强的，故听到的声音变大；当他到两个声源的路程差为半波长的奇数倍时，振动减弱，听到的声音是减弱的，几乎听不到声音由题意知
则点为振动减弱点，传到处的声音相消，所以在处几乎听不到声音．
设该人走动过程中在处几乎听不到声音，则
又
解得或或或或
可知共有8次几乎听不到声音。
答案第1页，共2页