同步课时精练（十三）3.4多普勒效应及其应用（后附解析）

同步课时精练（十三）3.4 多普勒效应及其应用（后附解析）
一、单选题
1．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
2．警车向路上的车辆发射固定频率的超声波，同时探测反射波的频率．下列说法正确的是（　　）
A．当车辆匀速驶向停在路边的警车时，警车探测到的反射波频率增高
B．当车辆匀速驶离停在路边的警车时，警车探测到的反射波频率增高
C．当警车匀速驶向停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率降低
D．当警车匀速驶离停在路边的汽车时，警车探测到的反射波频率不变
3．下列说法正确的是（ ）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
C．声波从空气进入水中时，其波速增大，波长变长
D．均匀变化的磁场产生变化的电场，均匀变化的电场产生变化的磁场
E．当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率变大
4．机械波和电磁波都能产生多普勒效应。下列现象中不属于利用多普勒效应的是（　　）
A．交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速
B．医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常
C．发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离
D．天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度
5．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当汽车向你驶来时，听到声音的频率等于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，听到声音的频率小于300 Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率大于300 Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率小于300 Hz
6．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
7．下列关于机械振动和机械波的说法，正确的是（ ）
A．声源靠近观察者，观察者接收到的声波频率小于声源的频率
B．衍射是横波特有的现象，纵波不能发生衍射现象
C．固有频率为2Hz的振子在6Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为6Hz
D．两列相同频率的波的叠加区域内到两波源距离之差为波长整数倍的点一定是振动加强点
8．下列有关机械振动和机械波的说法正确的是（　　）
A．简谐运动的弹簧振子，在位移相同的两个时刻，振子的速度一定相同
B．火车从我们身边疾驰而过的时候，我们听到的鸣笛音调会由低变高
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
D．在平静水面激起的水波波长与障碍物尺寸相比小得多时，才能观察到明显的衍射现象
9．下列关于物理现象的描述错误的是（　　）
A．真空中不同频率的电磁波都具有相同速度
B．小玲来回抖动带电荷梳子时，梳子能向外发射电磁波
C．多普勒效应是奥地利物理学家多普勒发现的
D．在机械波的干涉中，加强区的质点的位移大小不可能小于减弱区的质点的位移大小
10．在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播，图为某时刻这两列波的图像，下列说法正确的是（　　）
A．波1的传播速度比波2的传播速度大
B．相对于同一障碍物，波2比波1的衍射现象更明显
C．在两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象
D．在两列波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率均与从声源发出的频率相同
二、多选题
11．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　）
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．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
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低
D．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化
12．关于波的折射、干涉、衍射和多普勒效应现象，下列说法正确的是（　　）
A．声波、电磁波等一切波都能发生衍射和干涉现象
B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应
C．频率不相同的两列波才能发生干涉
D．当波垂直界面入射时，传播方向不改变，波速和波长都不改变
13．下列说法正确的是（ ）
A．由质点简谐运动的图象可知质点振动的振幅和频率
B．两列水波在水面上相遇叠加时，必然能形成干涉图样
C．单摆的振动周期与摆球质量和振幅无关
D．机械波从一种介质传播到另一介质时，频率变化，速度变化
E．当观察者与声源靠近时，听到的声音频率变大
14．关于机械波的说法中，正确的是( )
A．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
B．产生干涉现象时，介质中振动加强的点振动能量最大，减弱点振动能量可能为零
C．振动图像和波动图像横坐标反映的意义是不同的
D．超声波比次声波更容易发生衍射
15．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则下列说法正确的是（ ）
A．从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置
B．从图示时刻开始，经0.01s时间x=2m处质点通过的路程为0.4m
C．若该波波源从x=0处沿x轴正方向运动，则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50Hz
D．若该波传播过程中遇到宽约为3m的障碍物，则能发生明显的衍射现象
E．a质点的振动频率为50Hz
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．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。
2．A
解析：A．当车辆匀速驶向停在路边的警车时，两车之间的距离减小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，故A正确；
B．当车辆匀速驶离停在路边的警车时，两车之间的距离增大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，故B错误；
C．当警车匀速驶向停在路边的汽车时，两车之间的距离减小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，故C错误；
D．当警车匀速驶离停在路边的汽车时，两车之间的距离增大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，故D错误。
答案：A。
3．C
解析：A. 电磁波在真空中的传播速度都是光速，与电磁波的频率无关，故A错误；
B.若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波继续传播，故B错误；
C.声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，波长变长，故C正确；
D. 均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，故D错误；
E. 当波源与观察者相向运动时，波源自身的频率不变，而观察者接收到的频率发生变化，故E错误。
4．C
解析：A．交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速利用了声波多普勒效应的原理，故A正确，不符合题意；
B．医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常也属于声波多普勒效应的应用，故B正确，不符合题意；
C．发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离是通过光速远大于声速，用这个时间间隔乘以声速来估算的，故它不属于多普勒效应的应用，故C错误，符合题意；
D．天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度是属于光波的多普勒效应的原理应用，故D正确，不符合题意。
答案：C。
多普勒效应是由于振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者接受到的频率不同于振源频率的现象，据此判断即可。
本题考查的是多普勒效应在实际生活中的应用，能够很好地体现物理就在身边，物理与生活中的一些现象息息相关的新课改理念，是一道非常好的试题。
5．D
解析：AB．汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，当汽车向你驶来时，两者间距变小，则听到喇叭声音的频率大于300Hz，故AB错误；
CD．汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，当汽车和你擦身而过后，两者间距变大，则听到喇叭声音的频率小于300Hz，故C错误，D正确。
答案：D。
6．B
解析：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。
答案：B。
7．C
解析：A．声源靠近观察者，观察者接收到的声波频率大于声源的频率，A错误；
B．衍射是波特有的现象，纵波也能发生衍射现象，B错误；
C．固有频率为2Hz的振子在6Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为6Hz，因为做受迫振动物体振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，C正确；
D．两列相同频率且振动方向也相同的波的叠加区域内到两波源距离之差为波长整数倍的点一定是振动加强点，D错误。
答案：C。
8．C
解析：A．简谐运动的弹簧振子，在位移相同的两个时刻，振子的速度方向可能相反，故A错误；
B．根据多普勒效应，火车从我们身边疾驰而过的时候，我们听到的鸣笛音调会由高变低，故B错误；
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期是由驱动力的周期决定的，与单摆的摆长无关，故C正确；
D．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象，故D错误。
答案：C。
9．D
解析：A．所有的电磁波在真空中都具有相同的波速，即光速，故A正确；
B．带电荷的梳子来回抖动时会产生变化的电磁场，即可向外发射电磁波，故B正确；
C．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先提出，故C正确；
D．振动加强区域质点是在平衡位置附近振动，有时位移为零，故D错误。
本题选错误的，答案：D。
10．C
解析：A．两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同。故A错误；
B．由图读出声波1比声波2波长长，波长越长，波动性越强，所以相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象。故B错误；
C．由v=λf得到两波频率之比为
f1：f2=1：2
两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象。故C正确；
D．由于观察者在两列波传播方向上运动，会发生多普勒效应，则听到这两列波的频率均与从声源发出的频率不相同。故D错误。
答案：C。
11．BCD
解析：A．看到闪电后，过一会儿才能听到雷声，是光和声音在空气中的传播速度不同造成的，故A错误；
B．探测器接收到的超声波频率发生变化，是由于血液发生流动，探测器与血液的观测点的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，故B正确；
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调变低是由于列车与观察者的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，故C正确；
D．观察者与双星的距离发生变化，接收到的频率发生变化，产生周期性变化的光谱，属于多普勒效应，故D正确。
答案：BCD。
12．AB
解析：A．一切波都能发生衍射和干涉现象，故A正确；
B．波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应，故B正确；
C．两列波的频率相同才能发生干涉，故C错误；
D．波垂直界面入射时，传播方向不改变，由于介质发生了变化，所以波速和波长发生变化，故D错误。
答案：AB。
13．ACE
解析：A．由质点简谐运动的图象可知质点振动的振幅和频率，故A正确；
B．只有当两列频率相同的水波在水面上相遇叠加时，才能形成稳定的干涉图样，故B错误；
C．单摆的振动周期与摆球质量和振幅无关，只与摆长即重力加速度有关，故C正确；
D．机械波从一种介质传播到另一介质时，频率不变，速度变化，故D错误；
E．根据多普勒效应，当观察者与声源靠近时，听到的声音频率变大，故E正确。
答案：ACE。
14．BC
解析：A．产生多普勒效应的原因不是波源频率不变，而是接收频率发生变化，故A错误；
B．频率相同的波，发生干涉现象时，介质中振动方向相同，即为加强的点，则振动能量最大，同理，减弱点振动能量可能为零，故B正确；
C．振动图象和波的图象中，横坐标所反映的物理意义是不同的，振动图象横轴是表时间，而波动图象是表各质点平衡位置，故C正确；
D．因频率越高，波长越小，则次声波的波长比超声波的波长长，因此次声波更容易发生衍射，故D错误。
答案：BC。
15．BDE
解析：A．根据“上坡下，下坡上”知，题图所示时刻质点b正向y轴负方向振动，故质点a比质点b先回到平衡位置，A错误；
BE．根据题图知波长为4m，由
知
经过0.01s，x=2m处的质点回到平衡位置，运动的路程为0.4m，BE正确；
C．由于波源靠近观察者所在处，故接收到的波的频率大于50Hz，C错误；
D．波发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，因为
能发生明显的衍射现象，D正确。
答案：BDE。
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