高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十二章+第5课时多普勒效应+Word版含答案
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-4能力提升测试卷 ：第十二章+第5课时多普勒效应+Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 29.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-06-01 15:57:57 | ||
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文档简介
第5课时 多普勒效应
[对点训练]
知识点一·多普勒效应与超声波
1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )
A．只有声波才有多普勒效应
B．光波也有多普勒效应
C．只有机械波才有多普勒效应
D．电磁波不能发生多普勒效应
答案 B
解析 波都具有多普勒效应，故B正确。
2．关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )
A．多普勒效应是由波的干涉引起的
B．多普勒效应说明波源的频率发生了改变
C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动(距离变化)而产生的
D．只有声波才可以产生多普勒效应
答案 C
解析 多普勒效应的实质是由于观察者与波源有相对运动(距离变化)时，观察者接收到的频率与波源实际发出的频率不同，而实际上波源的频率是没有改变的，且多普勒效应是波的共有特征，故C正确。
3．当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的声调( )
A．变低
B．不变
C．变高
D．不知声速与车速，无法判断
答案 C
解析 观察者和火车是相向运动，观察者接收到的频率增大，听到的声调变高，故C正确。
4．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，但狗显得烦躁不安，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
解析 波长越长越易发生明显的衍射现象，频率低于20 Hz的声波为次声波，频率高于20000 Hz的声波为超声波，故次声波的波长大于超声波的波长；因此次声波更易发生明显的衍射现象，故A正确；人耳可接收的声波频率范围是20～20000 Hz，海啸发生时产生的是频率低于20 Hz的次声波，人不能接收次声波，而狗是可以接收小于20 Hz的次声波，故发生海啸时，狗能接收到海啸的次声波，故狗显得烦躁不安，而人不能接收次声波，所以渔民没有反应，不管是超声波还是次声波，在同种介质中传播速度都相同，故B错误；发生多普勒效应时，声源与观察者之间发生相对运动，如远离时，观察者听到的声音的频率变小了，故音调就变低了，但声源的频率不会发生变化，故C、D错误。
5．(多选)超声波由于具有不同于可闻声波的特性，在现代生产技术和科学研究中有许多重要应用。下列选项中，属于超声波的应用的是( )
A．探查几米厚的金属内部的缺陷
B．把普通水变成雾气喷到房间的空气中
C．探查人体内部的各种器官、组织等有无异常
D．进行人体按摩，治疗神经痛等疾患
答案 ABCD
解析 A、C是利用超声波的穿透本领和反射特性，B、D是利用超声波在液体中传播时液压冲击的特性。
6．(多选)火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )
A．观察者静止，火车向他驶来
B．观察者静止，火车离他驶去
C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动
D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动
答案 BD
解析 当观察者与声源相向运动时，观察者接收到的声波的个数增多，所以观察者接收到的频率升高，听到乐音的音调比原来要高。当观察者与声源背向运动时，观察者接收的声波的个数减少，所以观察者接收到的频率降低，听到乐音的音调比原来降低了。故B、D正确。
知识点二·多普勒效应的理解与应用
7．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。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减小，v不变
答案 B
解析 声波的速度由介质决定，与其他因素无关，故v不变，当u增大时，声源与接收器的距离减小更快，故f增大，因此B正确，A、C、D错误。
8．(多选)下列哪些应用是利用了多普勒效应( )
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察向行进中的汽车发射一列已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
答案 ABD
解析 凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球运动的速度，故A正确；雷达测速中因光速远大于车辆运动速率，无需考虑多普勒效应，而超声波测速就必须考虑多普勒效应，故B正确；铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动作出判断的，故C错误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D正确。
易错点·多普勒效应中反射波的频率
9．平直公路上，汽车正在匀速远离，用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图象，正确的是( )
易错分析 错误认为只要汽车远离，多普勒测速仪接收到被汽车反射回来的超声波频率就比发出的频率f0小，而且会随距离越远，变得越小，而错选B。
答案 D
解析 汽车正在匀速远离，速度恒定，接收到的反射波的频率也是恒定的。由于是远离，汽车反射波的频率应该小于发出波的频率，所以D正确。
[提升训练]
一、选择题
1．(多选)下面说法中正确的是( )
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，观察者接收的频率发生了变化
C．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的
D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的
答案 BCD
解析 当声源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，但声源的频率并没有发生变化，所以A错误；多普勒现象产生的本质是观察者接收的频率不等于波源的频率，它首先由奥地利物理学家多普勒发现，故B、C、D正确。
2．(多选)电磁波的多普勒效应为跟踪目标(如导弹、云层等)提供了一种简单的方法，当目标从远处飞向地面监测站上空，或从地面监测站上空飞向远处时，在目标和监测站连线上的速度分量将发生变化。如果监测站不断发射恒定频率的电磁波，则由于多普勒效应，地面监测站接收到的反射波频率也会发生相应的变化，根据这种变化，就可以确定目标的距离、方位、速度等，这在军事、航天、气象预报等领域有着广泛的应用。下列相关说法正确的是( )
A．如果目标从远处飞向监测站，则地面监测站接收到反射波的频率变大
B．如果目标从远处飞向监测站，则地面监测站接收到反射波的频率变小
C．如果目标从监测站上空飞向远处，则地面监测站接收到反射波的频率变大
D．如果目标从监测站上空飞向远处，则地面监测站接收到反射波的频率变小
答案 AD
解析 由多普勒效应知：当声源(如导弹)与监测站靠近时，地面监测站接收到的声波的频率变大，音调升高。当声源(如导弹)与监测站远离时，地面监测站接收到的声波的频率变小，音调变低。故A、D正确，B、C错误。
3．(多选)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20000 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 由次声波和超声波的概念可知A正确；由λ＝可判断在波速相同的情况下，频率大，波长短，频率小，波长长，所以B错误；在同一种均匀介质中，次声波、可闻波、超声波的波速均相等，所以C错误，D正确。
4．(1)春天里，在一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝；
(2)“闻其声而不见其人”；
(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。
这些物理现象分别属于波的( )
A．反射、衍射、干涉、多普勒效应
B．折射、衍射、多普勒效应、干涉
C．反射、折射、干涉、多普勒效应
D．衍射、折射、干涉、多普勒效应
答案 A
解析 春天里，在一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝，这属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，这属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，这属于多普勒效应。故A正确。
5．(多选)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，听到喇叭声音的频率大于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz
答案 AD
解析 当汽车向你驶来时，两者距离减小，你接收的声波个数增多，频率升高，将大于300 Hz，故A正确，B错误；当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，你接收的声波个数减少，频率降低，将小于300 Hz，故C错误，D正确。
二、非选择题
6．蝙蝠如果每秒钟发射50次超声波，每次发出100个频率为105 Hz的波，那么在空气中形成一系列断续的波列。已知空气中声速为340 m/s，求：
(1)每个波列的长度及两波列间隔的长度；
(2)如果此声波进入水中传播，声波在水中的传播速度为1450 m/s，那么波列的长度及两波列间隔的长度又是多少？
答案 (1)0．34 m 6．46 m (2)1．45 m 27．55 m
解析 (1)波长λ1＝＝ m＝3．4×10－3 m。
波列长度：L1＝100λ1＝0．34 m。
两波列时间间隔：Δt＝ s＝0．019 s。
两波列间隔长度：L1′＝v1Δt＝340×0．019 m＝6．46 m。
(2)声波在水中频率不变，时间间隔不变，只是波速变大，波长变长。
同理：波列长度：L2＝100·＝100× m＝1．45 m。
两波列间隔长度：L2′＝v2Δt＝1450×0．019 m＝27．55 m。
[对点训练]
知识点一·多普勒效应与超声波
1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )
A．只有声波才有多普勒效应
B．光波也有多普勒效应
C．只有机械波才有多普勒效应
D．电磁波不能发生多普勒效应
答案 B
解析 波都具有多普勒效应，故B正确。
2．关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )
A．多普勒效应是由波的干涉引起的
B．多普勒效应说明波源的频率发生了改变
C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动(距离变化)而产生的
D．只有声波才可以产生多普勒效应
答案 C
解析 多普勒效应的实质是由于观察者与波源有相对运动(距离变化)时，观察者接收到的频率与波源实际发出的频率不同，而实际上波源的频率是没有改变的，且多普勒效应是波的共有特征，故C正确。
3．当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的声调( )
A．变低
B．不变
C．变高
D．不知声速与车速，无法判断
答案 C
解析 观察者和火车是相向运动，观察者接收到的频率增大，听到的声调变高，故C正确。
4．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，但狗显得烦躁不安，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
解析 波长越长越易发生明显的衍射现象，频率低于20 Hz的声波为次声波，频率高于20000 Hz的声波为超声波，故次声波的波长大于超声波的波长；因此次声波更易发生明显的衍射现象，故A正确；人耳可接收的声波频率范围是20～20000 Hz，海啸发生时产生的是频率低于20 Hz的次声波，人不能接收次声波，而狗是可以接收小于20 Hz的次声波，故发生海啸时，狗能接收到海啸的次声波，故狗显得烦躁不安，而人不能接收次声波，所以渔民没有反应，不管是超声波还是次声波，在同种介质中传播速度都相同，故B错误；发生多普勒效应时，声源与观察者之间发生相对运动，如远离时，观察者听到的声音的频率变小了，故音调就变低了，但声源的频率不会发生变化，故C、D错误。
5．(多选)超声波由于具有不同于可闻声波的特性，在现代生产技术和科学研究中有许多重要应用。下列选项中，属于超声波的应用的是( )
A．探查几米厚的金属内部的缺陷
B．把普通水变成雾气喷到房间的空气中
C．探查人体内部的各种器官、组织等有无异常
D．进行人体按摩，治疗神经痛等疾患
答案 ABCD
解析 A、C是利用超声波的穿透本领和反射特性，B、D是利用超声波在液体中传播时液压冲击的特性。
6．(多选)火车上有一个声源发出频率一定的乐音。当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )
A．观察者静止，火车向他驶来
B．观察者静止，火车离他驶去
C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动
D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动
答案 BD
解析 当观察者与声源相向运动时，观察者接收到的声波的个数增多，所以观察者接收到的频率升高，听到乐音的音调比原来要高。当观察者与声源背向运动时，观察者接收的声波的个数减少，所以观察者接收到的频率降低，听到乐音的音调比原来降低了。故B、D正确。
知识点二·多普勒效应的理解与应用
7．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以u表示声源的速度，v表示声波的速度(u
C．f不变，v增大 D．f减小，v不变
答案 B
解析 声波的速度由介质决定，与其他因素无关，故v不变，当u增大时，声源与接收器的距离减小更快，故f增大，因此B正确，A、C、D错误。
8．(多选)下列哪些应用是利用了多普勒效应( )
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察向行进中的汽车发射一列已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
答案 ABD
解析 凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球运动的速度，故A正确；雷达测速中因光速远大于车辆运动速率，无需考虑多普勒效应，而超声波测速就必须考虑多普勒效应，故B正确；铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动作出判断的，故C错误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D正确。
易错点·多普勒效应中反射波的频率
9．平直公路上，汽车正在匀速远离，用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图象，正确的是( )
易错分析 错误认为只要汽车远离，多普勒测速仪接收到被汽车反射回来的超声波频率就比发出的频率f0小，而且会随距离越远，变得越小，而错选B。
答案 D
解析 汽车正在匀速远离，速度恒定，接收到的反射波的频率也是恒定的。由于是远离，汽车反射波的频率应该小于发出波的频率，所以D正确。
[提升训练]
一、选择题
1．(多选)下面说法中正确的是( )
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，观察者接收的频率发生了变化
C．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的
D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的
答案 BCD
解析 当声源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，但声源的频率并没有发生变化，所以A错误；多普勒现象产生的本质是观察者接收的频率不等于波源的频率，它首先由奥地利物理学家多普勒发现，故B、C、D正确。
2．(多选)电磁波的多普勒效应为跟踪目标(如导弹、云层等)提供了一种简单的方法，当目标从远处飞向地面监测站上空，或从地面监测站上空飞向远处时，在目标和监测站连线上的速度分量将发生变化。如果监测站不断发射恒定频率的电磁波，则由于多普勒效应，地面监测站接收到的反射波频率也会发生相应的变化，根据这种变化，就可以确定目标的距离、方位、速度等，这在军事、航天、气象预报等领域有着广泛的应用。下列相关说法正确的是( )
A．如果目标从远处飞向监测站，则地面监测站接收到反射波的频率变大
B．如果目标从远处飞向监测站，则地面监测站接收到反射波的频率变小
C．如果目标从监测站上空飞向远处，则地面监测站接收到反射波的频率变大
D．如果目标从监测站上空飞向远处，则地面监测站接收到反射波的频率变小
答案 AD
解析 由多普勒效应知：当声源(如导弹)与监测站靠近时，地面监测站接收到的声波的频率变大，音调升高。当声源(如导弹)与监测站远离时，地面监测站接收到的声波的频率变小，音调变低。故A、D正确，B、C错误。
3．(多选)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20000 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 由次声波和超声波的概念可知A正确；由λ＝可判断在波速相同的情况下，频率大，波长短，频率小，波长长，所以B错误；在同一种均匀介质中，次声波、可闻波、超声波的波速均相等，所以C错误，D正确。
4．(1)春天里，在一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝；
(2)“闻其声而不见其人”；
(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；
(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。
这些物理现象分别属于波的( )
A．反射、衍射、干涉、多普勒效应
B．折射、衍射、多普勒效应、干涉
C．反射、折射、干涉、多普勒效应
D．衍射、折射、干涉、多普勒效应
答案 A
解析 春天里，在一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝，这属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，这属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，这属于多普勒效应。故A正确。
5．(多选)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，听到喇叭声音的频率大于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz
答案 AD
解析 当汽车向你驶来时，两者距离减小，你接收的声波个数增多，频率升高，将大于300 Hz，故A正确，B错误；当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，你接收的声波个数减少，频率降低，将小于300 Hz，故C错误，D正确。
二、非选择题
6．蝙蝠如果每秒钟发射50次超声波，每次发出100个频率为105 Hz的波，那么在空气中形成一系列断续的波列。已知空气中声速为340 m/s，求：
(1)每个波列的长度及两波列间隔的长度；
(2)如果此声波进入水中传播，声波在水中的传播速度为1450 m/s，那么波列的长度及两波列间隔的长度又是多少？
答案 (1)0．34 m 6．46 m (2)1．45 m 27．55 m
解析 (1)波长λ1＝＝ m＝3．4×10－3 m。
波列长度：L1＝100λ1＝0．34 m。
两波列时间间隔：Δt＝ s＝0．019 s。
两波列间隔长度：L1′＝v1Δt＝340×0．019 m＝6．46 m。
(2)声波在水中频率不变，时间间隔不变，只是波速变大，波长变长。
同理：波列长度：L2＝100·＝100× m＝1．45 m。
两波列间隔长度：L2′＝v2Δt＝1450×0．019 m＝27．55 m。