3.4多普勒效应及其应用 课时练（word版含答案）

3.4多普勒效应及其应用 课时练（含解析）
一、选择题
1．一辆大客车上有一个声源发出频率一定的乐音，当大客车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。当观察者坐上一辆小轿车后听到这个乐音的音调比原来低的是（　　）
A．小轿车静止，大客车向他驶来
B．小轿车静止，大客车离他驶去
C．大客车静止，小轿车向着大客车驶去
D．大客车在前、小轿车在后，且小轿车速度大于大客车速度
2．一人站在火车轨道旁，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
3．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”
4．下列说法中不正确的是（　　）
A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变
B．只有声波会发生多普勒效应
C．要发生多普勒效应，波源和观测者间必须有相对运动
D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应
5．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．观察者与声源间没有相对运动也可能产生多勒效应
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
6．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
7．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
8．根据多普勒效应，下列说法中正确的有（　　）
A．医生检查身体用的“B超”是根据超声波的多普勒效应制成的
B．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正向他远离
C．根据光波的多普勒效应，由地球接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球
D．当波源和观察者间有相对运动时，观察者接收到的频率一定和波源发出的频率不同
9．超声波是一种频率高于的声波，波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，因此有广泛的应用关于超声波，下列说法中正确的是（　　）
A．由于高频率超声波波长很短，因此衍射本领很强
B．空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
C．当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率
D．超声波测速主要是利用超声波相干性好的特点
10．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
11．下列四种声现象，哪一种属于声波的干涉（　　）
A．火车驶来，车站边的乘客感觉声音变尖
B．隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声
C．环绕正在发声的音叉走一周，会觉得声音有强弱的变化
D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声
12．渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在时的波动图像如图所示，图为质点的振动图像，则（　　）
A．该波的波速为
B．该波沿轴负方向传播
C．若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为
D．时间内，质点运动的路程为2m
13．如图所示，在坐标原点的波源S产生了一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=40m/s，已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，在x=80m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（　　）
A．波源S开始振动的方向为y轴正方向
B．该波的波长为20m，周期为0.5s
C．x=40m处的质点在t=0.5s时第一次处于波峰位置
D．若波源S向x正方向运动，则接收器接收到的波的频率大于2Hz
14．下列说法正确的是(　　)
A．当一列声波从空气传到水中时，其波长不变
B．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
C．孔的尺寸比波的波长大得多时不会发生明显的衍射现象
D．当声源靠近时，观察者听到的声音频率变低
15．关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是（　　）
A．简谐机械波在给定的不同的均匀介质中传播中，振动的频率不变
B．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅
C．“海市蜃楼”是光的全反射现象的结果
D．当火车进站时，车站上的观察者听到汽笛声尖锐刺耳，是因为观察者接收到的波源频率大于波源发出的频率
E．机械波能在真空中传播
二、解答题
16．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？
17．请简要说明科学上利用多普勒效应测量太空中星球相对地球的运动速度的原理。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【解析】
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。 由于观察者听到这个乐音的音调比原来降低，即接收到的声波频率减小，说明波源和观察者之间的距离在增大。
故选B。
2．C
【解析】
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。
3．C
【解析】
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。
4．B
【解析】
【详解】
A．多普勒效应是一种现象，发生多普勒效应时，波源的频率没有发生改变，A不符合题意；
BD．机械波、声波、电磁波和光波都会发生多普勒效应，D不符合题意，B符合题意；
C．要发生多普勒效应，波源和观测者间必须有相对运动，观察者接收到波的频率发生变化，C不符合题意。
故选B。
5．D
【解析】
【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。
6．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。
7．A
【解析】
【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。
8．C
【解析】
【详解】
A．医生检查身体用的“B超”没有用到多普勒效应，而彩超用了多普勒效应，故A错误；
B．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正向他靠近，故B错误；
C．据光波的多普勒效应，由地球接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球，故C正确；
D．当波源和观察者相互靠近或者远离时，观察者接收到的频率一定和波源发出的频率不同，如果沿着波源做圆周运动，距离不变，频率不变，故D错误。
故选C。
9．C
【解析】
A．高频率超声波的波长短，其衍射本领弱，故A错误；
B．声波的传播速度由介质决定，与声波的频率无关，故空气中超声波传播速度与普通声波传播的速度相等，故B错误；
C．波传播的是振动的形式和能量，介质中各点做的都是受迫振动，其振动频率由波源的频率决定，故当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率，故C正确；
D．超声波测速利用了多普勒效应，故D错误。
故选C。
10．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。
11．C
【解析】
A．属于多普勒现象，故A错误；
B．属于声波的衍射，故B错误；
C．属于声波的干涉，故C正确；
D．属于声波的直线传播，声波在金属中传播的速度比在空气中传播的快。故D错误。
故 选C。
12．D
【解析】
【详解】
A．该波的波速为
故A错误；
B．t=0时刻质点P沿y轴正方向运动，所以此时质点P应位于波传播方向波形的下坡，则该波沿x轴正方向传播，故B错误；
C．鱼群反射超声波的频率为
若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率应大于，不可能为8×104Hz，故C错误；
D．时间内，质点运动了个周期，质点运动的路程为
故D正确。
故选D。
13．BD
【解析】
A．波传播过程中，各质点的起振方向与波源一致，由于此时x=40m处的质点向下振动，故波源开始振动的方向为y轴负方向，A错误；
B．由图可知，该波的波长为20m，周期为
B正确；
C．x=40m处的质点在t=0.5s（一个周期）时，又回到平衡位置且向下振动，C错误；
D．该列波的频率为
由多普勒效应可知，若波源S向x正方向运动，则接收器接收到的波的频率大于2Hz，D正确。
故选BD。
14．BC
【解析】
A．波长与波速、频率关系为
当一列声波从空气传到水中时，频率由波源决定不变，波速变化，故其波长会变，A错误；
B．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波，B正确；
C．孔的尺寸比波的波长大得多时不会发生明显的衍射现象，C正确；
D．由多普勒效应的规律可知，当声源靠近时，观察者听到的声音频率变高，D错误。
故选BC。
15．ACD
【解析】
A．波的频率由振源决定，则简谐机械波在给定的不同的均匀介质中传播中，振动的频率不变，选项A正确；
B．弹簧振子若从平衡位置或者位移最大位置计时，在四分之一个周期里运动的路程等于一个振幅，选项B错误；
C．“海市蜃楼”是光的全反射现象的结果，选项C正确；
D．根据多普勒效应可知，当火车进站时，车站上的观察者听到汽笛声尖锐刺耳，是因为观察者接收到的波源频率大于波源发出的频率，选项D正确；
E．机械波传播需要介质，不能在真空中传播，选项E错误。
故选ACD。
16．(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.
17．见解析
【解析】
【详解】
光波会由于多普勒效应而发生波长的变化。恒星的光谱中有一系列吸收线，如果恒星远离我们而去，我们观测到的这些吸收线就会向光波的红端（长波）方向移动，称为谱线红移。反之，当恒星朝向我们而来时，观测谱线会向光波的蓝端（短波）方向移动，称为谱线蓝移。测出谱线红移或蓝移的量，根据多普勒效应的公式，我们就可以得出恒星朝向或者远离我们的速度了。
答案第1页，共2页