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．下列技术应用涉及到多普勒效应的是（　　）
A．雷达定位 B．利用“共鸣箱”来使声音增强
C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 D．用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
2．下列关于多普勒效应的说法中，不正确的是（　　）
A．多普勒效应是当波源和观测者相对介质运动时，观测频率与波源频率不同的现象
B．机械波和光波都能发生多普勒效应
C．当波源静止，观测者向着波源运动时，观测者接收的波速不变，波长变长
D．观测者静止，波源向着观测者运动时，观测者接收的波长变短，波速不变
3．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
4．两列机械波在同种介质中相向而行，、为两列波的波源，以、连线和中垂线为轴建立如图所示的坐标系，、的坐标如图所示。某时刻的波形如图所示。已知波的传播速度为，点有一个观察者，下列判断正确的是（　　）
A．两波源、的起振方向相同
B．经过足够长的时间的振幅为
C．波源产生的波比波源产生的波更容易发生衍射现象
D．当观察者以的速度向点运动时，观察者接收到波的频率为
5．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
6．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
7．下列说法错误的是（　　）
A．弹簧振子运动半个周期的路程一定等于两倍振幅
B．通过超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的干涉
C．将摆钟从成都龙泉山的山脚移动到山峰，摆钟的周期将变大
D．“闻其声不见其人”是波的衍射现象
8．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）
A．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化
B．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化
C．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
D．只有声波才能发生多普勒效应
9．一架低空飞行的飞机，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
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．关于波的描述，下列说法正确的是（　　）
A．当两列波发生干涉时，如果两列波的波峰在某点相遇，则该处质点的位移始终最大
B．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射
C．当机械波发生反射时，其频率不变，波长、波速均发生变化
D．当接收者远离波源时，波源发出的频率变低
12．甲、乙两名同学分别坐在两条船里，同学甲在船上每隔1s敲响一下水里的钟，且在他敲响第一下的瞬间同时敲响放在船上的另一个钟；当乙同学听到从水里传来的第3声钟响的同时，听到从空气中传来的声音，已知声音在空气中传播的速度为340m/s，声音在水里传播的速度为1400m/s，则下列说法正确的是（　　）
A．两船相距约为2505m
B．两船相距约为1020m
C．若某时刻开始两船向同一方向运动，当同学乙听到从水中传来的钟声间隔略小于1s，则甲船速度一定大于乙船速度
D．若某时刻开始两船向同一方向运动，当同学乙听到从水中传来的钟声间隔略小于1s，则甲船速度一定小于乙船速度
13．超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践．关于超声波及应用，下列说法中正确的是（　　）
A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度
B．超声波的频率越高衍射本领越强
C．高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪
D．“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率
14．一频率为的声源以的角速度沿一半径为的圆周（圆心为O点）做匀速圆周运动。一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到（　　）
A．声源在A点时发出声音的频率等于
B．声源在B点时发出声音的频率等于
C．声源在C点时发出声音的频率等于
D．声源在D点时发出声音的频率小于
15．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
二、填空题
16．如图所示，波源S不动，每秒发出30个完全波。如果观察者1 s内由位置A移到位置B，则 1 s内将接收到________个完全波；如果观察者1 s内由位置C移到位置D，则1 s内将接收到________个完全波。
17．太空中一束激光频率为,射向迎面飞来的卫星，卫星的速度为u，光在真空中的传播速度为c，卫星上的观察者观测到激光的传播速度为______，卫星接收到的激光的频率_____（填“大于”、“小于”或“等于”）．
18．高铁进站过程中，声音越来越尖锐，其原因是：当声源靠近人时，单位时间被人接收的声波的个数________（选填“大于”“小于”或“等于”）声源静止时的，导致人接收到的声音的________（选填“频率”“周期”或“波长”）变大。
19．判断下列说法的正误。
（1）发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化。( )
（2）当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。( )
（3）当观察者远离波源运动时，观察者接收到的波的频率变大。( )
三、解答题
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．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？
22．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？
23．为了理解多普勒效应，可以设想一个抛球的游戏（如图）。设想甲每隔向乙抛一个球，如果甲、乙都站着不动，乙每隔接到一个球。如果甲抛球时仍然站着不动，而乙以一定速度向甲运动，这时乙接球的时间间隔是否还是？如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是否会有变化？
24．一只汽船以4 m/s的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来的位置有多远？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．雷达定位是利用了电磁波的反射原理，选项A错误；
B．共鸣箱利用的是共振的原理，选项B错误；
C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速，是利用了声波的多普勒效应，选项C正确；
D．用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡，是利用了超声波的穿透能力强，选项D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．多普勒效应是当波源和观测者相对介质运动时，观测频率与波源频率不同的现象，A正确；
B．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应，B正确；
CD．根据多普勒效应可知，当波源靠近接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率高，波速不变，根据
波长变短，C错误D正确。
故选C。
3．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。
4．D
【详解】
A．由图像可知，波源起振方向沿y轴负方向；而波源的起振方向沿y轴正方向，起振方向相反，A错误；
B．两列波到达O点时总是同相位，振动加强，因此经过足够长的时间的振幅为，B错误；
C．两列波的波长均为4m，产生明显衍射条件相同，C错误；
D．当观察者以的速度向点运动时，观察到的波速为
根据
可得观察者接收到波的频率
D正确。
故选D。
5．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。
6．D
【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。
7．B
【详解】
A．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程不一定等于一个振幅，弹簧振子从平衡位置向下运动的过程中，在二分之一个周期里运动的路程等于二倍振幅，故A正确，不符合题意；
B．利用多普勒效应，当间距变化时，接收的频率与发出的频率不相同，则可测量血流速度，故B错误，符合题意；
C．根据单摆周期公式
摆钟移动时，周期将变大，故C正确，不符合题意；
D．隔墙有耳与只听其声不见其人都是波的衍射现象，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．B
【详解】
AB．发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，波源和观察者必须有相对运动，且两者间距发生变化才能发生多普勒效应，故A错误，B正确；
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，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C错误；
D．所有波都能发生多普勒效应，故D错误。
故选B。
9．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。
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．B
【详解】
A．如果两列波的波峰在某点相遇，振动总是加强，但质点的位移有时最大，有时为0，故A错误；
B．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生明显的衍射现象，故B正确；
C．波发生反射是在同一种介质中，波的频率、波长和波速均不变，故C错误；
D．根据多普勒效应可知，当接收者远离波源时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，而波源频率不会发生变化，故D错误。
故选B。
12．A
【详解】
AB．由题意可得
=+2Δt
即
m/s=m/s+2×1s
解得
x≈2505m
故A正确，B错误；
CD．若某时刻开始两船向同一方向运动，当同学乙听到从水中传来的钟声间隔略小于1s时，根据多普勒效应规律可知，若向右运动，则甲船速度大于乙船速度，若向左运动，则甲船速度小于乙船速度，故CD错误。
故选A。
13．C
【详解】
A．在同种介质中，超声波的传播速度与次声波的速度一样，A错误；
B．超声波的频率越高，波长越短，越不容易发生衍射，B错误；
C．高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明超声波的频率小于所接收波的频率，根据多普勒效应，接收到的频率变高，说明此时车正在靠近测速仪，C正确；
D．用超声波测血液流速，超声波迎着血液流动方向发射，血液流速越快，仪器接收到的反射回波的频率越高，D错误。
故选C。
14．B
【详解】
根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者反向运动时观察者接收到的频率小于声源的频率。将声源运动到ABCD四个点时，相对于观察者的速度方向画出来，可以得到A点有接近观察者的趋势，C点有远离观察者的趋势，声源在BD两点的速度方向，垂直O点与观察者的连线。所以在BD两点，观察者接收到的频率就等于声源的频率，而在A点观察者接收到的频率大于声源的频率，在C点观察者接收到的频率小于声源的频率。
故选B。
15．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。
16． 31 28
【详解】
如果观察者在A点不动，观察者每秒将接收到30个完全波，由于观察者1 s内由位置A移到位置B(恰好为一个波长)将多接收一个完全波，所以1 s内观察者将接收到31个完全波。同理，如果观察者1 s内由位置C移到位置D，每秒将少接收到2个完全波，故接收28个完全波。
17． c 大于
【详解】
[1][2]根据光速不变原理，可得卫星上的观察者观测到激光的传播速度为c，因为激光和卫星是相向运动，所以根据开普勒效应可知卫星接收到的激光的频率大于。
18． 大于 频率
【详解】
[1][2]根据多普勒效应可知，当声源靠近人时，单位时间被人接收的声波的个数大于声源静止时的个数，从而导致人接收到的声音的频率变大。
19． 错误 错误 错误
【详解】
略
20．
【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．（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
22．，
【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
23．乙以一定速度向甲运动，乙接球的时间间隔小于，如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是会有变化
【详解】
当甲乙均不动时，相当于观察者乙与波源甲相对静止，观察到的频率等于波源震动的频率，当乙以一定的速度向甲运动，相当于观察者向波源靠近，由于间距缩短，观察着接收到的波的频率增大，乙接到球的时间会缩短，乙接球的时间间隔小于，如果乙靠向甲的速度增大，相当于观察者向波源靠近的比较快，间距缩短的较快，观察者接受到的波的频率增大的较快，乙接到球的时间会继续减小。
24．516 m
【详解】
如图所示，设船发出鸣笛声于B处，旅客听到回声位置在A处，即3 s内汽船前进了A、B间距离l，则声波经过（2s－l）的距离。有
v声t＝2s－l＝2s－v船t
得
答案第1页，共2页
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