二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
同步课时精练（十七）3.5多普勒效应（解析版）
一、单题
1．两列水波周期均为2×10-2s、振幅均为1cm，它们相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如图所示，下列图中能表示B点的振动图象的是( )
A． B．
C． D．
答案:C
详解:由题可知B点为振动加强点，其振幅为，周期不变为2×10-2s．综上分析，C正确．
2．关于机械波的特性，下列说法正确的是（ ）
A．频率不同的同类机械波相遇时，可以叠加，但不会发生干涉现象
B．机械波在进入两种不同介质界面前后，波速不变，频率随波长变化
C．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象
D．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低，声音变得低沉
答案:A
详解:A．频率相同是发生干涉现象的必要条件，故频率不同的同类机械波相遇时，可以叠加，但不会发生干涉现象。故A正确；
B．机械波在进入两种不同介质界面前后，频率不变，波长与波速变化。故B错误；
C．发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多。故C错误；
D．火车鸣笛时向我们驶来，距离变小，听到的笛声频率将比声源发出的频率高，声音变得高亢。故D错误。
3．在下列现象中，用多普勒效应解释且正确的是（ ）
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变高
D．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
答案:D
详解:A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声是因为光速大于声速，故A错误；
B．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是因为不同介质中声波的传播速度不同，故B错误；
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低属于多普勒效应，故C错误；
D．超声波被血管中的血流反射后，由于血液流动使反射的波的频率发生改变，即探测器接收到的超声波频率发生变化，属于多普勒效应，故D正确。
4．彩超仪向人体发射某频率的超声波，经血管中血流反射，根据波的频率变化可测得血流的速度。这是利用了波的（ ）
A．反射 B．干涉 C．衍射 D．多普勒效应
答案:D
详解:向人体发射频率已知的超声波，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，这种方法利用了多普勒效应，故ABC错误，D正确。
5．下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
B．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多
C．波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D．驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大
答案:D
详解:A．发生多普勒效应时，由于观察者与波源间发生相对运动时，使观察者接收到的频率发生变化，但波源的频率不变，故A错误；
B．发生明显衍射的条件是波长比障碍物的尺寸大得多或差不多，故B错误；
C．波的频率决定于波源，波速决定于介质，波长决定于介质和波源，若波发生反射在同一介质中时，频率、波长和波速均不变，故C错误；
D．驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大，故D正确。
6．在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为．将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉．下列说法中正确的是（ ）
A．操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大
B．操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波
C．操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率
D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到，且适当增大其输出功率
答案:D
详解:用手指轻弹一只酒杯，测得这声音的频率为，就是酒杯的固有频率．当物体发生共振时，物体振动的振幅最大，甚至可能造成物体解体，将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，将酒杯震碎是共振现象，而发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率，而酒杯的固有频率为，故操作人员要将声波发生器发出的声波频率调到，使酒杯产生共振，从而能将酒杯碎掉，故D正确．
7．如图所示是一个产生机械波的波源做匀速运动的情况，图中的圆表示同相位的波峰，观察到的波的频率最低点是（ ）
A．点 B．点 C．点 D．点
答案:B
详解:由图可知，波源向左匀速运动，当波源靠近观察者时，观察者接受的频率升高，当波源远离观察者时，观察者接收到的频率降低，因此观察者在点时，接受的频率最低。
8．下列说法正确的是（ ）
A．波发生折射时，波的频率、波长不变，波速会发生变化
B．障碍物的尺寸一定时，波的波长越大衍射会越明显
C．两列波在同一空间相遇一定会发生干涉
D．无论波源还是观察者哪一个运动只要是相互接近，波源的频率就会变大
答案:B
详解:A．波发生折射时，介质改变，折射率不同，故波速发生改变，但频率由振源决定，波的频率不变，由可知波长也发生改变，故A错误；
B．波发生明显衍射的条件是孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小，故障碍物的尺寸一定时，波的波长越大衍射会越明显，故B正确；
C．只有频率相同的两列波在同一空间相遇才能发生稳定的干涉现象，故C错误；
D．无论波源还是观察者哪一个运动只要是相互接近，间距变小，观察接收的频率增大，但波源的频率不变，故D错误。
9．在坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=400m/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S开始振动时方向沿y轴负方向
B．x=40m处的质点在t=0.025s时位移最大
C．接收器在t=1s时才能接收到此波
D．波源S沿x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率会变大
答案:A
详解:A．波向右传播，刚好传播到40m处的质点，该质点振动方向向下，振源的起振方向也向下，A正确；
B．波长为20m，波速为400m/s，周期为0.05s
x=40m处的质点振动到平衡位置，B错误；
C．该波在1s时间内传播距离为
vt=400m
这列波在1s时已经传播到440m处的质点，C错误；
D．波源S沿x轴负方向运动，波源远离接收器，则接收器接收到的波的频率会变小，D错误。
10．单音源发生器装置在小车上，其发音频率为f0。图1中小车沿一圆形跑道做匀速圆周运动，观察者甲静止于圆心处，测得频率为f1；图2中小车沿直线向左匀速运动，观察者乙、丙静止于该直线上，丙在乙的右侧，观察者乙测得频率为f2，观察者丙测得频率为f3，则（ ）
A． B．
C． D．f1时而大于f0时而小于f0，
答案:C
详解:图1中小车绕着甲做匀速圆周运动，根据多普勒效应可知，小车发出的频率与观察者甲接收到的频率相等，则有
图2中小车向左匀速运动，小车远离乙和丙，根据多普勒效应可知，二者接收到的频率均小于小车发出的频率，且小车相对于乙和丙的运动是相同的，则有
综上所述，有
11．一架低空飞行的飞机，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
答案: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。
12．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
答案:C
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。
二、多选题
13．如图所示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，则下列说法正确的是
A．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但大于
B．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于
C．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于
D．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于
答案:BC
详解: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，故其频率小于；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，故其频率大于，故AD错误，BC正确。
14．下列说法正确的是（ ）
A．做简谐运动的物体，振动的周期越大，振动系统的能量越大
B．弹簧振子的振动方程为，在时刻，振子的速度为零
C．根据多普勒效应，比较接收与发射的超声波频率的变化，可测量心脏血液的流速
D．在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可利用光的干涉检查平面的平整程度
E．5G信号和4G信号的频率不同，若把通信用的5G信号和4G信号叠加，可以产生稳定的干涉现象
答案:BCD
详解:A．做简谐运动的物体，振幅越大，振动系统的能量越大，A错误；
B．将代入振动方程得
此时振子处于最大正位移处，其速度为零，B正确；
C．根据多普勒效应，比较接收和发射超声波频率的变化，可用于测量心脏血液的流动速度，C正确；
D．检查平面平整度利用光的干涉原理，D正确；
E．5G信号和4G信号的频率不同，叠加不能发生稳定干涉，E错误。
15．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．机械波传播过程中即使遇见尺寸比机械波波长大得多的障碍物也能发生衍射
C．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，测出发射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应原理
D．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象
E．机械波的频率由介质决定
答案:BCD
详解:A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速与声源发出的声波波速相等，选项A错误；
B．只有当障碍物的尺寸与机械波的波长差不多或比机械波的波长小，才会发生明显的衍射现象；当障碍物的尺寸比机械波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，选项B正确；
C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流发射后又被仪器接收，测出发射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应原理，选项C正确；
D．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果，选项D正确；
E．机械波的频率由振源决定，选项E错误。
三、解答题
16．如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。
(1)该图表示的是（ ）
A．干涉现象 B．衍射现象
C．反射现象 D．多普勒效应
(2)波源正在移向（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
(3)观察到的波的频率最低的点是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
答案:(1)D
(2)A
(3)B
详解:（1）[1]由于题图所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况。
（2）[2]由于波源左方的波长被压缩，右方的波长被拉长，可知波源正在移向A点。
17．如图(a)所示，平静的水面上有两个波源S1和S2，软木塞静止在液面上的P点，P点与两波源的水平距离分别为m和m。在t=0时刻S1和S2同时开始振动，它们做简谐运动的图象分别如图(b)和(c)所示，设竖直向上为正方向，两列波在水面传播速度大小相等，当s时软木塞开始振动，求：
(1)波速v和波长；
(2)两列波传到软木塞后，软木塞的振动方程。
答案:(1)1m/s，0.4m；(2)cm
详解:(1)因两列波波速相同，可知S2产生的波先传播到P点，则两列波的波速为
由两列波的简谐运动图象可知，两列波的周期均为
则两列波的波长均为
(2)设两列波都传到P点开始生成合运动所需时间为，则有
设P点合振动方程为
S1、S2发出的两列波到P点的波程差为，P点的合振动振幅为，则有
根据波的图象可知，P点为振动加强点，则有
根据波源的起振情况可知
S1波源简谐运动的圆频率
P点合振动方程为
试卷第1页，共3页
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同步课时精练（十七）3.5 多普勒效应（学生版）
一、单题
1．两列水波周期均为2×10-2s、振幅均为1cm，它们相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如图所示，下列图中能表示B点的振动图象的是( )
A． B．
C． D．
2．关于机械波的特性，下列说法正确的是（ ）
A．频率不同的同类机械波相遇时，可以叠加，但不会发生干涉现象
B．机械波在进入两种不同介质界面前后，波速不变，频率随波长变化
C．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象
D．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低，声音变得低沉
3．在下列现象中，用多普勒效应解释且正确的是（ ）
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变高
D．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
4．彩超仪向人体发射某频率的超声波，经血管中血流反射，根据波的频率变化可测得血流的速度。这是利用了波的（ ）
A．反射 B．干涉 C．衍射 D．多普勒效应
5．下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
B．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多
C．波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D．驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大
6．在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为．将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉．下列说法中正确的是（ ）
A．操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大
B．操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波
C．操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率
D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到，且适当增大其输出功率
7．如图所示是一个产生机械波的波源做匀速运动的情况，图中的圆表示同相位的波峰，观察到的波的频率最低点是（ ）
A．点 B．点 C．点 D．点
8．下列说法正确的是（ ）
A．波发生折射时，波的频率、波长不变，波速会发生变化
B．障碍物的尺寸一定时，波的波长越大衍射会越明显
C．两列波在同一空间相遇一定会发生干涉
D．无论波源还是观察者哪一个运动只要是相互接近，波源的频率就会变大
9．在坐标原点的波源S产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=400m/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S开始振动时方向沿y轴负方向
B．x=40m处的质点在t=0.025s时位移最大
C．接收器在t=1s时才能接收到此波
D．波源S沿x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率会变大
10．单音源发生器装置在小车上，其发音频率为f0。图1中小车沿一圆形跑道做匀速圆周运动，观察者甲静止于圆心处，测得频率为f1；图2中小车沿直线向左匀速运动，观察者乙、丙静止于该直线上，丙在乙的右侧，观察者乙测得频率为f2，观察者丙测得频率为f3，则（ ）
A． B．
C． D．f1时而大于f0时而小于f0，
11．一架低空飞行的飞机，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
12．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
二、多选题
13．如图所示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，则下列说法正确的是
A．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但大于
B．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于
C．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于
D．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于
14．下列说法正确的是（ ）
A．做简谐运动的物体，振动的周期越大，振动系统的能量越大
B．弹簧振子的振动方程为，在时刻，振子的速度为零
C．根据多普勒效应，比较接收与发射的超声波频率的变化，可测量心脏血液的流速
D．在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时，可利用光的干涉检查平面的平整程度
E．5G信号和4G信号的频率不同，若把通信用的5G信号和4G信号叠加，可以产生稳定的干涉现象
15．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．机械波传播过程中即使遇见尺寸比机械波波长大得多的障碍物也能发生衍射
C．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，测出发射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应原理
D．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象
E．机械波的频率由介质决定
三、解答题
16．如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。
(1)该图表示的是（ ）
A．干涉现象 B．衍射现象
C．反射现象 D．多普勒效应
(2)波源正在移向（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
(3)观察到的波的频率最低的点是（ ）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
17．如图(a)所示，平静的水面上有两个波源S1和S2，软木塞静止在液面上的P点，P点与两波源的水平距离分别为m和m。在t=0时刻S1和S2同时开始振动，它们做简谐运动的图象分别如图(b)和(c)所示，设竖直向上为正方向，两列波在水面传播速度大小相等，当s时软木塞开始振动，求：
(1)波速v和波长；
(2)两列波传到软木塞后，软木塞的振动方程。
试卷第1页，共3页
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