3.4多普勒效应及其应用 同步练习（Word版含解析）

鲁科版 （2019）选择性必修一 3.4 多普勒效应及其应用
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象
B．受迫振动的振幅由驱动力的大小决定，与系统的固有频率无关
C．医生利用超声波测定病人血管中的血流速度，这是利用了超声波的多普勒效应
D．寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝，这属于声波的衍射
2．两辆汽车甲与乙，在时刻，分别距十字路O处的距离为和。两车分别以速率和沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率鸣笛，则在任意时刻t汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化（已知声速为u，且有、）（　　）
A．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
B．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率可能等于波源发出的频率
C．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
D．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
3．下列现象属于波的衍射的是（　　）
A．“闻其声而不见其人”
B．闪电过后雷声轰鸣不绝
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
D．鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高
4．下列选项与多普勒效应有关的是（ ）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．教室内部的声音可以在教室外面听到
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
5．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
6．小茗同学站在火车站的站台上研究多普勒效应，一列火车一边鸣笛一边快速经过火车站，在火车头经过小茗同学的前后一段时间内，小茗同学听到汽笛声的频率（　　）
A．逐渐升高 B．逐渐降低 C．先高后低 D．先低后高
7．关于声音的产生和传播，下列说法正确的是（　　）
A．换用木锤替代橡胶锤敲击音叉，音叉发出声音的音调变高
B．当声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于声波频率
C．空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
D．超声波迎着汽车行驶方向发射，汽车越快，仪器接收到的反射回波的频率越低
8．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
9．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
10．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
11．关于多普勒效应的叙述，下列说法中正确的是（　　）
A．多普勒效应说明波源的频率发生了变化
B．多普勒效应是由于波的干涉引起的
C．多普勒效应是波共有的特征
D．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高
12．下列说法正确的是（　　）
A．一位有经验的战士听到炮弹飞行的尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正远离
B．干涉现象是波的特征，因此任何两列波相遇时都会产生干涉现象
C．光能发生偏振现象，说明光是一种纵波
D．因为可见光波长比通常障碍物尺寸小的多，所以不容易观察到可见光的明显衍射现象
13．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
14．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
15．一列沿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
二、填空题
16．在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v=50m/s。为了接收信号，在x=400m处设有一接收器（图中未标出）。已知t=0时，波的图象如图所示（波刚好传播到x=40m处的A点），则在t=0.9s时A点已运动的路程为________cm；接收器在t=_____s时才能接收到此波；若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将________（填“大于”“等于”或“小于”）波源的频率。
17．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．
18．根据宇宙大爆炸学说，遥远星球发出的红光被地球接收到时可能是红外线( )
19．如下图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则f1、f2与f的关系为 ________ ．
三、解答题
20．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？
21．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20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？
22．公路巡警驾驶巡警车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，该路段限速为100km/h。巡警车向前方在同一直车道上行驶的轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波的频率比发出时的低，该轿车是否超速？请说明理由。
23．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？
24．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来．某一时刻雷达发射出一个雷达波脉冲，经过2×10-4s后收到反射波；再隔0.8s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10-4s收到反射波，问；
（1）雷达波是超声波还是电磁波？波速为多少？
（2）若雷达波的频率为1.5×1010Hz，此波的波长为多少？
（3）飞机的飞行速度为多少？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．上下振动的小船是受迫振动，A错误；
B．受迫振动的频率由驱动力的频率决定，与系统的固有频率无关。B错误；
C．医生利用超声波测定病人血管中的血流速度，这是利用了超声波的多普勒效应。C正确；
D．寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝，这属于声波的反射。D错误。
故选C。
2．C
【详解】
根据多普勒效应可知，当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高；当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低，故ABD错误，C正确。
故选C。
3．A
【详解】
A．“闻其声而不见其人”，表明声音绕过障碍物传播，属于衍射现象。A正确；
B．闪电过后雷声轰鸣不绝，属于声音的反射。B错误；
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，属于声波的干涉现象。C错误；
D．鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，属于声波的多普勒效应。D错误。
故选A。
4．D
【详解】
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用光速快，A错误；
B．教室内部的声音可以在教室外面听到是因为声波的波长较长，容易发生明显的衍射，B错误；
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡是利用穿透能力强，C错误；
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度是利用超声波的多普勒效应，D正确。
故选D。
5．A
【详解】
“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。
6．C
【详解】
由多普勒效应可知：当火车靠近小茗时，小茗同学听到汽笛声的频率变高，当火车远离小茗时，小茗同学听到汽笛声的频率变低，故小茗同学听到汽笛声的频率先高后低，故C正确，ABD错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．音叉振动的频率等于其固有频率，故A错误；
B．波传播时，介质的振动频率等于波源的振动频率。故B正确；
C．超声波也是声波，传播速度与普通声波相同。故C错误；
D．汽车越快，反射回波的频率越高。故D错误。
故选B。
8．D
【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。
9．C
【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。
10．B
【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。
11．C
【详解】
A．多普勒效应说明波源的相对运动，使观察者收到的频率发生了变化。故A错误；
B．根据上一选项分析，多普勒与波的干涉无关。故B错误；
C．多普勒效应是波共有的特征。故C正确；
D．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，听到的声音音调变高，当波源和观察者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，听到的声音音调变低，故D错误；
故选C。
12．D
【详解】
A．据多普勒效应可知，炮弹飞行的尖叫声越来越尖锐，说明炮弹正靠近，A错误；
B．干涉现象是波的特征，频率相等的两列波相遇时会产生干涉现象，B错误；
C．光能发生偏振现象，说明光是一种横波，C错误；
D．发生明显衍射现象的条件是障碍物或空的尺寸比波长小，由于可见光波长比通常障碍物尺寸小的多，所以不容易观察到可见光的明显衍射现象，D正确。
故选D。
13．C
【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。
14．C
【详解】
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。
15．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。
16． 36 7.2 小于
【详解】
[1]由图可知，波的波长
波的周期
因为
A点已运动的路程为
[2] 接收器的时间
[3]根据多普勒效应可知，；若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于波源的频率。
17． 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．
18．正确
【详解】
[1]根据宇宙大爆炸学说，由于星球在远离地球，根据多普勒效应，接收到的频率小于发出的频率，遥远星球发出的红光被地球接收到可能是红外线，故题干说法正确。
19．f2【详解】
由题意可知，声源靠近A处的人，由多普勒效应可知，他接收的频率变大，即f1＞f；当声源远离B处的人，他接收频率的变小，即f2＜f。即f220．见解析
【详解】
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。
21．19个
【详解】
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者接收到的频率。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。
22．超速，见解析
【详解】
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，已经超速。
23．(1)轿车的速度大于100 km/h
(2)轿车的速度小于100 km/h
【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.
24．（1）3×108m/s；（2）；（3）
【详解】
（1）雷达波是电磁波（或微波、或无线电波）
波速即等于光速
c = 3×108m/s
（2）由
（3）由
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