2.4 多普勒效应及其应用 同步练习 (含答案解析) (3)

2.4《多普勒效应及其应用》同步练习
1.关于多普勒效应，以下说法正确的有（
）
A.只有机械波才能产生多普勒效应
B.机械波、电磁波、光波等均能产生多普勒效应
C.产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
D.产生多普勒效应的原因是观察者接收的频率发生了变化
解析：多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发生多普勒效应，产生多普勒效应的原因是观察者接收的频率发生了变化，而波源的频率不变.故B、D正确，A、C错误.
2.关于多普勒效应，下列说法正确的是（
）
A.多普勒效应是由于波的干涉引起的
B.多普勒效应说明波源的频率发生改变
C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的
D.只有声波才可以产生多普勒效应
解析：多普勒效应的实质是由于观察者与波源在相对运动时，观察者接收到的频率发生了变化而感觉到波的频率发生了改变，而实际上波源的频率是不会改变的，且多普勒效应是波动过程的共有特征.答案：C
3.如图为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则（
）
A.该波源正在移向a点
B.该波源正在移向b点
C.在a处观察波的频率变低
D.在b处观察波的频率变低
解析：波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播；反之，由波面可确定出该波面的产生位置.波源、波面半径大，表示产生时间早，传播时间长.对照图示，可确定出波源由右向左变换，故A对B错.由于观察者不动，故波面经过观察者时的速度等于波速，而在a处观察时，相邻波面间距比波源处间距小，因而经过观察者时间隔短，频率大，同理在b处时间隔长、频率小，故C错D对.答案：AD
4.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，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速（
）
A.高于100
km/h
B.低于100
km/h
C.等于100
km/h
D.无法确定
解析：由多普勒效应知，巡警车接收到的频率低了，即观察者接收到的频率低了，说明轿车和巡警车在相互远离，而巡警车速度恒定，因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大，故A正确.
5.当火车减速进站鸣笛时，我们可听到的声调（
）
A.越来越高
B.不变
C.越来越低沉
D.不知声速和火车车速无法判断
解析：当火车减速进站时，观察者接收的频率f′=f.因为v源逐渐减小，所以f′逐渐减小，音调变低.答案：C
6.有一测速雷达，发射电磁波频率为f1，想用它来测量一迎面开来的汽车的车速，设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波频率为f2，则（
）
A.f1＞f2
B.f1=f2
C.f1＜f2
D.无法确定
解析：因为迎面开来的汽车与雷达间的距离不断减小，故被车反射回来的电磁波的频率变大.答案：C
7．音箱装置布网既美观又能阻止灰尘进入音箱内部，但是它又有不利的一面，对于音箱发出的声音来说，布网就成了障碍物，它阻碍了声音的传播，造成了声音的失真。有的生产厂家就把装饰布安装上子母扣，这样听音乐时就可以将布网卸下来，从而获得真实的听觉效果，听同样的音乐时，不卸下布网跟卸下布网相比较，你认为声音损失掉的主要是　(　　)
A.高频成分
B.低频成分
C.中频成分
D.不能确定
【解析】选A。当声音从音箱发出遇到布网这一障碍物时，若声波的波长比布网的直径大或者和它差不多时，就可以发生明显的衍射现象，这样布网就不能阻挡这部分声波，布网可以阻挡波长比它的直径小得多的声波，即声音的高频成分，所以选A。
8.某人乘火车由甲地去乙地，途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车时听到货运列车发出的笛声频率为f1;此人乘坐的列车以后又与迎面驶来的一列客车错车，听到客车驶近时的笛声频率为f2.已知所有机车发出的笛声相同，则f1与f2的大小关系是f1___________f2.此人乘坐的列车一直在向前行驶.
解析：设机车笛声频率为f0，此人乘的列车超过同方向行驶的货运列车时，两列火车是相互远离的相对运动，乘车人听到货运列车笛声的频率变小，则f1＜f0；当此人乘坐的列车与远方驶近的客车相互接近时，乘车人听到对方车的笛声频率变大，故f2＞f0,所以f1＜f2.答案：小于
9.有经验的铁路工人为什么可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢？
解答：若火车靠近工人，人感觉汽笛声的音调升高，速度越快，音调越高，反之相反.铁路工人通过判断火车汽笛音调的高低从而判定火车的运行方向和快慢.
10.如图所示，S为声源，P点有一个观察者，已知声源发声的频率为20
Hz，当观察者不动，声源S以17
m/s的速度靠近观察者运动时，观察者接收的频率为多少？
解析：当声源S以17
m/s的速度靠近观察者时，波长λ被压缩为λ′=λ-v源T，故观察者接收到的频率f′=,v=340
m/s与波源运动无关，λ=vT,
f′=f0=Hz=21
Hz.
11.正在报警的警钟，每隔0.5
s响一声，声波在空气中的速度v=340
m/s.问在t=5
min内（警钟已响了很久）：
（1）如果警钟不动，某人乘坐速度v0=20
m/s的汽车向警钟接近，能听到几响？
（2）如果人和警钟都以20
m/s的速度相互接近，能听到几响？
解析：(1)0.5
s内，声波传播s=340×0.5
m=170
m
人乘车接近声波时波相对人的速度为v+v0=360
m/s
因此人耳听到相邻两响的时间间隔Δt=s.故5
min内人能听到的声响次数
n1==635（次）.
(2)人和车都以20
m/s的速度互相接近时，声波在空气中波速不变，两次声响波列间距
Δs=(v-v0)T=(340-20)×0.5
m=160
m.由于人向声源运动，波相对人速度为
v+v0=(340+20)
m/s
故人听到两相邻声响时间间隔
Δt=s
则人在5
min内能听到的次数
n2==675（次）.