同步课时精练（十五）3.4多普勒效应（后附解析）

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同步课时精练（十五）3.4 多普勒效应（后附解析）
一、单选题
1．如图所示是用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上，下列说法中正确的是（ ）
A．A处波速小于B处波速
B．A处波速大于B处波速
C．波源向x轴正方向运动
D．波源向x轴负方向运动
2．警报器固定于水平面上的A处并持续发出1000Hz的声波，某时刻一观察者经过B处，该观察者接收到的声波频率为1030Hz，则该观察者的运动情况可能是（　　）

A．做匀速直线运动远离A
B．做匀速直线运动接近A
C．以A为圆心逆时针做匀速圆周运动
D．以A为圆心顺时针做匀速圆周运动
3．根据高中物理所学知识，分析下列现象，这些物理现象分别属于（　　）

A．干涉、衍射、共振、多普勒效应
B．干涉、多普勒效应、共振、干涉
C．衍射、多普勒效应、共振、干涉
D．反射、共振、折射、多普勒效应
4．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（ ）
A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了
B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化
C．多普勒效应仅仅在观察者远离波源时才会发生
D．当观察者向波源靠近时，观察到波的频率变小
5．关于振动与波，下列说法正确的是（　　）
A．在两种介质的分界面处，先发生波的反射，后发生波的折射
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．某弹簧振子的振动方程为，则在时刻，振子的速度为零
6．2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉．下列关于波的说法，正确的是
A．两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射
D．当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低
7．如图甲所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距10米的两质点A、B、C为AB中点，从0时刻起，波源A、波源B同时开始振动，且波源A发出的波只向右传，波源B发出的波只向左传，图乙为A的振动图像，图丙为B的振动图像，若A向右传播的波与B向左传播的波在0.5s时相遇，则下列说法正确的是（　　）
A．两列波的波长均为2m
B．两列波在AB间传播的速度大小均为5m/s
C．在两列波相遇的过程中，在时，C点的振动加强
D．在B的右边有一观察者向右运动，观察者接收到的频率大于5Hz
8．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
9．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，下列说法正确的是（　　）
A．该图表示的是衍射现象 B．该图表示的是多普勒效应
C．该图表示波源正在向B点移动 D．观察者在图中的A点接收到的波的频率最低
二、多选题
10．下列说法正确的是（　　）
A．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸比波长大得多时，将发生明显的衍射现象
B．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象
C．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的鸣笛声频率将比声源发声的频率高
D．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
11．下列关于多普勒效应的说法，正确的是（　　）
A．医院检查身体的“彩超”仪运用了多普勒效应
B．不仅机械波会发生多普勒效应，电磁波也会
C．由地球上接收到的遥远天体发出的光波发生“红移”现象（各条谱线的波长均变长），可以判断遥远天体正靠近地球
D．静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高，说明声源正在远离观察者
12．关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同
B．发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化
C．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点
D．当驱动力频率等于振动系统的固有频率时，振动系统的振幅最大
E．机械波从一种介质传播到另一介质时，如果波速变大，波长一定变大
三、解答题
13．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频率比发出时低。
（1）若该路段限速为100km/h，则轿车是否超速？
（2）若轿车以20m/s的速度行进，反射回的波的频率应怎样变化？
14．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？
15．以速度u＝20m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275 Hz，已知常温下空气中的声音传播速度v＝340m/s。
(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？
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
解析：AB．机械波传播速度与介质有关，A、B位于同一介质，故波速相等，A、B错误；
CD．在A点单位时间内接收到的波面比B点多，则在A点观察到的频率比在B点观察到的频率高，因此波源向x轴负方向运动，C错误D正确。
答案：D。
2．B
解析：根据多普勒效应可知，当观察者相对波源彼此靠近时，接受到的频率增大，当观察者相对波源彼此远离时，接受到的频率减小，由于该观察者接收到的声波频率为1030Hz，大于警报器发出声波的频率1000Hz，表明观察者相对波源彼此靠近，则只有做匀速直线运动接近A。
答案：B。
3．A
解析：两列水波相遇产生稳定的花纹属于波的干涉现象；《红楼梦》中王熙凤出场闻其声不见其人属于波的衍射现象；“狮吼功”吼破玻璃杯属于共振现象；鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高属于多普勒效应。
答案：A。
4．B
解析：AB．发生多普勒效应时是观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率没有变化，故A错误，B正确；
C．当波源与观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，故C错误；
D．当观察者向波源靠近时，会观察到波的频率变大，故D错误．
5．D
解析：A．在两种介质的分界面处，波的反射和波的折射可以同时发生，故A错误；
B．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远离地球，故B错误；
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在同一直线，可能同向也可能反向，故C错误；
D．某弹簧振子的振动方程为
将代入解得
振子位于最大位移处，速度为零，故D正确；
答案：D。
6．D
解析：A.只有两列频率相同，相位差恒定的波叠加才会出现稳定的干涉图样，故A错误；
B. 在干涉图样中，振动加强区域的质点，只是振幅变大，其位移随时间周期性的变化；振动减弱区域的质点，只是振幅变小，其位移随时间周期性的变化．故B错误；
C. 衍射是波的特有属性，在任何条件下都会发生衍射，只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才会发生明显的衍射，故C错误；
D. 根据多普勒效应，当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，故D正确．
7．C
解析：AB．波速由介质决定，则两波在同一均匀介质中传播波速相同，设为v，则有
代入数据解得
由图知A的周期，则波长为
由图知B的周期，则波长为
故AB错误；
C．A向右传播的波与B向左传播的波在0.5s时相遇，即在C点相遇，再经过0.2s就到了t=0.7s时刻，由图乙可知A波再经过0.2s处于平衡位置向上振动，由丙图可知B波再经0.2s处于平衡位置向上振动，故此时C点是振动加强，故C正确；
D．由题可在，B的右边只接收到波源A传过去的波，A波的频率为，当在B的右边有一观察者向右运动时，远离波源A，根据多普勒效应，接收频率小于波源频率5Hz，故D错误。
答案：C。
8．C
解析：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。
答案：C。
9．B
解析：AB．题图表示的是由波源的移动而引起的多普勒效应，而不是衍射现象，故A错误，B正确；
CD．由题图可知，波源正在向A点移动，故在A点处单位时间内接收到的完全波的个数最多，即在A点处接收到的波的频率最高，故CD错误。
答案：B。
10．BC
解析：A.当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长更小，则将发生明显的衍射现象，A错误；
B.刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象，B正确；
C.火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应知，我们接收的频率大于波源发出的频率，C正确；
D.在干涉现象中，振动加强点的振幅最大，但位移在时刻变化，所以振动加强点的位移不是总比减弱点的位移大，D错误。
答案：BC。
11．AB
解析：A．医院检查身体的“彩超”仪是通过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，故A正确；
B．多普勒效应是波特有的现象，故B正确；
D．当波源与观测者相互靠近时，观测到的频率增大，反之，当波源与观测者相互远离时，观测到的频率减小，故D错误；
C．“红移”现象中光波频率变小，因此遥远天体应正在远离地球，故C错误。
答案：AB。
12．ADE
解析：做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，加速度相同，A正确；产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生相对运动，声源的频率没有变化，是接收到的频率发生了变化，B错误；两列频率相同的波相遇时，振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，C错误；在振动系统中，当驱动力频率与振动系统的固有频率相等时，振动系统发生共振，系统的振动幅度最大，D正确；机械波从一种介质传播到另一介质时，频率不变，由可知，波速变大，波长一定变大，E正确．
答案：ADE．
13．（1）超速；（2）比发出时高
解析：（1）巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离；而巡警车车速恒定，以100 km/h的速度在轿车后面行驶，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该车超速。
（2）若该轿车以20m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的电磁波的频率应比发出时高。
14．（1）轿车的速度大于100 km/h；（2）轿车的速度小于100 km/h
解析：（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。
15．(1)292 Hz；(2)260 Hz
解析：(1)火车驶来，以观察者为参考系，观察者接收到的频率增大
(2)火车驶去，以观察者为参考系，观察者接收到的频率减小
答案第1页，共2页
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