沪科版选修3-4第二章第五节多普勒效应同步练习题（解析版）

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多普勒效应同步练习
基础夯实
1．下列关于波的说法中，正确的是(　　)
A．次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象
B．海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有反应，但狗显得烦噪不安，这是因为次声波传播速度比超声波大
C．当声源相对于观察者匀速远离时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低
D．发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化
答案：A
2．关于次声波和超声波，以下说法中正确的是(　　)
A．频率低于20 Hz的声波为次声波，频率高于20 000 Hz的声波为超声波
B．次声波的波长比可闻波短，超声波的波长比可闻波长
C．次声波的波速比可闻波小，超声波的波速比可闻波大
D．在同一种均匀介质中，在相同的温度条件下，次声波、可闻波、超声波的波速均相等
答案：AD
解析：由超声波和次声波的概念知A项正确，由λ＝可判断v相同时，f越大，λ越小，因此B项错误。在同一均匀介质中，v是相同的，C错，D正确。21世纪教育网版权所有
3．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉 ( http: / / www.21cnjy.com )冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1ms或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39000Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则下列判断正确的是(　　)21·cn·jy·com
A．墙壁接收到超声脉冲频率等于39000Hz
B．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率
C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率
D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz
答案：C
解析：蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离 ( http: / / www.21cnjy.com )接近，所以墙壁接收到的超声波频率增大，A错误；超声波被反射后频率不变，但传播方向和蝙蝠的运动方向相反，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时，频率会更大，故C正确，B、D错误。【来源：21·世纪·教育·网】
4．如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲 ( http: / / www.21cnjy.com )以速率v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2>v1。设甲听到的笛声频率为f1，乙听到的笛声频率为f2，司机自己听到的笛声频率为f3，则此三人听到笛声的频率由高到低依次为______________。　　21*cnjy*com
答案：f1>f0＝f3>f2
5．以速度u＝20 m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275 Hz，已知常温下空气中的v＝340 m/s。2·1·c·n·j·y
(1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
(2)当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
答案：292 Hz　260 Hz
解析：(1)f′＝·f＝×275 Hz≈292 Hz
(2)f2＝·f＝×275 Hz≈260 Hz
6．随着科技的发展和作战的 ( http: / / www.21cnjy.com )需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些飞机的速度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340m/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？
答案：340m/s
解析：要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞 ( http: / / www.21cnjy.com )行员正好一个声波也接收不到，则他随飞机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即飞机应以340m/s的声速飞行远离爆炸声。【来源：21cnj*y.co*m】
7．医生诊病时用一种俗称“B超”的 ( http: / / www.21cnjy.com )仪器探测人体内脏的位置，发现可能的病变(如图)地。这种仪器能通过它的探头不断向人体发出短促的超声波(频率很高，人耳听不到的声波)脉冲，超声波遇到人体不同组织的分界时会反射回来，又被探头接收。这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像，医生分析这些影像，做出医学诊断。
说一说，这样的仪器为什么要使用超声波而不用普通的声波？
解析：超声波频率很高，波长很短，不 ( http: / / www.21cnjy.com )容易发生衍射，所以超声波遇到人体不同组织的分界面时大部分会反射回来；而普通的声波，波长较长，容易发生衍射，遇到人体组织的分界面时衍射现象很明显，反射回来的波极少，不利于信号处理，所以这样的仪器使用超声波而不用普通的声波。21教育网
能力提升
1．如图所示，S为振源，P点有一观察者，已知振源发生振动的频率为20Hz，则关于人听到的声音的频率为(　　)【出处：21教育名师】
·　　　　　·
S　　　　　P
A．当振源S以17m/s的速度远离观察者运动时，频率为19Hz
B．当振源S以17m/s的速度靠近观察者运动时，频率为21Hz
C．当观察者以17m/s的速度靠近振源S运动时，频率为21Hz
D．以上说法均不正确
答案：ABC
解析：当振源以17m/s的速度远离观察者运动 ( http: / / www.21cnjy.com )时，观察者接收的频率f′＝，f′＝＝19Hz，故A正确；当振源S以17m/s的速度靠近观察者运动时，观察者接收的频率f′＝＝＝21Hz，故B正确。当观察者以17m/s的速度靠近振源S运动时，观察者接收的频率f′＝＝＝21Hz，故C正确。
解这类题要注意分析观察者与波源间相对运动的情况，针对不同情况列出不同的关系式进行解题。
2．在坐标原点的波源产生一 ( http: / / www.21cnjy.com )列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s，已知t＝0时波刚好传播到x＝40 m处，如图所示。在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是(　　)
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．从t＝0开始经0.15 s，x＝40 m的质点运动的路程为0.6 m
C．接收器在t＝2 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 Hz
答案：B
解析：由图知，x＝40 ( http: / / www.21cnjy.com )m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向也向下(y轴负向)，A错；由图知λ＝20 m，A＝10 cm，T＝＝0.1 s，而Δt1＝0.15 s＝T，所以x＝40 m的质点0.15 s运动的路程为s＝×4A＝6A＝60 cm＝0.6 m，B对；波由x＝40 m处传到x＝400 m处所需时间Δt＝＝s＝1.8 s，C错。当波源向x轴正向运动时，波源将靠近接收器，由多普勒效应知，接收器收到的频率将大于波源频率，而波源频率为f＝＝10 Hz，D错。21cnjy.com
3．频率一定的声源在空气中向着静止的接 ( http: / / www.21cnjy.com )收器匀速运动。以u表示声源的速度，V表示声波的速度(uA．f增大，V增大 B．f增大，V不变
C．f不变，V增大 D．f减少，V不变
答案：B
解析：本题考查对波速和多普勒效应的理解 ( http: / / www.21cnjy.com )，机械波在介质中的速度由介质决定，与波的频率、波源的速度无关，因此不论u如何变化，V都不变，声源向着接收器运动，接收器单位时间接收到的完全波的个数增加，波源的速度越大，单位时间接收到的完全波的个数越多，因此u增大，f增大，B正确。【版权所有：21教育】
4．新型列车动车组速度可达300km/h，与该车汽笛声的音调相比。
(1)站在车前方路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)。
站在车后方路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)。
(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？此时列车汽笛发出的音调变化了吗？
(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样？
答案：(1)偏高；偏低　(2)偏高；没变　(3)音调不变
解析：(1)站在列车前方的人与列车的距离在靠近，因此听起来音调偏高，站在列车后方的人与列车的距离在远离，因此音调偏低。
(2)迎面来的列车上的乘客听起来音调偏高，此时列车汽笛发出的音调不变。
(3)坐在该列车上的乘客与列车的相对位置不变，故听起来音调不变。
5．如图所示为由波源S发出的波某一 ( http: / / www.21cnjy.com )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1 s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？
答案：19个
解析：观察者在单位时间内接收到的完全波的 ( http: / / www.21cnjy.com )个数，就等于观察者接收到的频率。如果观察者不动，则1 s内，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。www.21-cn-jy.com
6．正在报警的警钟每隔0.5s响一声 ( http: / / www.21cnjy.com )。一个人正坐在以60km/h的速度向着警钟行驶的车中。已知声音在空气中的速度为330m/s，则这个人在每分钟内能听到几声警钟？21·世纪*教育网
答案：126次
解析：先设空气中声速为v0。在时间T内 ( http: / / www.21cnjy.com )传播的距离s0＝v0T(T为周期)，而声波在时间t内走的距离为s1＝v0t；因而人不动时听到钟声次数为n0＝＝＝，如果人以v的速度向声源运动，则声波在时间t内距离为s2＝(v0＋v)t，此时人听到的钟声次数为n＝＝·＝126次。2-1-c-n-j-y
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