2019-2020学年鲁科版选修3-4 2.4多普勒效应及其应用 达标作业（解析版)

2.4多普勒效应及其应用
达标作业（解析版)
1．关于波的衍射和多普勒效应，下列说法正确的是
A．当障碍物的尺寸比波长大得多时能观察到明显的衍射现象
B．当障碍物的尺寸跟波长相差不多时能观察到明显的衍射现象
C．当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率比波源的频率大
D．当波源与观察者相向运动时，观察者接受到的频率比波源的频率小
2．下列关于机械振动和机械波的说法中正确的是（　　）
A．某两种机械波发生干涉时，振动加强点的位移始终处于最大
B．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
C．不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率
D．火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发生的频率低
3．下列说法中正确的是（　　）
A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉
B．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射
C．在受迫振动中，物体振动的频率一定等于自身的固有频率
D．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化，是波源的频率变化的缘故
4．下列说法正确的是（　　）
A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应
C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大
D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短
5．下列说法正确的是（　　）
A．地震发生时，首先感受到纵波，然后才感受到横波
B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
C．某一频率的声波从空气进入水中时，波长减小，传播速度增大
D．只有缝、孔的宽度跟波长相差不多或比波长更小时，才能发生波的衍射现象
6．下列说法正确的是
A．传感器是把非电信息转换成电信息的器件或装置
B．真空中的光速在不同惯性系中测得的数值是不相同的
C．紫外线常用于医院和食品消毒，是因为它具有显著的热效应
D．波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率小于波源的频率
7．下列说法中正确的是
A．只有声波才有多普勒效应
B．惠更斯原理只适用于机械波
C．电磁波都是由振荡电路工作时产生的
D．单缝衍射中，缝越宽衍射现象越不明显
8．下列说法正确的是（ ）
A．扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于固有周期
B．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们
C．“未见其人，先闻其声”的现象，说明声波比光波更易发生明显衍射
D．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
9．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②围绕发声的音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；③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．折射、干涉、多普勒效应 B．衍射、多普勒效应、干涉
C．衍射、干涉、多普勒效应 D．衍射、折射、多普勒效应
10．下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维利用了光的干涉现象
B．从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程称为解调
C．泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说
D．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
11．一固定的超声波源发出频率为的超声波，一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来，在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波，并测出接收到的超声波频率为，设空气中声音的传播速度是，计算汽车的行驶速度．
12．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些战斗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，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，战斗机飞行的速度至少多大？
13．如图所示为机械波的波源O做匀速直线运动的情况，图中的圆表示波峰，则该图中表示的__________现象；波源正在移向________点，观察到波的频率最低的点是_______。

14．如图所示，一列火车以速度v相对地面运动．地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁．若此光源安放在地面上，则火车上的人的测量结果是闪光先到达________(选填“前”或“后”)壁；若此光源安放在火车上；则火车上的人的测量结果是闪光先到达________(选填“前”或“后”)壁．
15．如图所示，一束激光频率为， 传播方向正对卫星飞行方向，已知真空中光速为c，卫星速度为u，则卫星上观测到激光的传播速度是______，卫星接收到激光的频率ν______（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
AB．当障碍物的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多时能观察到明显的衍射现象，选项A错误，B正确；
C．当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率比波源的频率小，选项C错误；
D．当波源与观察者相向运动时，观察者接受到的频率比波源的频率大，选项D错误。
2．C
【解析】
【详解】
两列波发生干涉时，振动加强点的振幅增大，但位移仍然做周期性的变化，即位移不是始终处于最大，故A错误。只有当波长大于障碍物的尺寸或与障碍物差不多时，才能发生明显的衍射现象，故B错误。根据受迫振动的特点可知，不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率。故C正确。当观察者与波源的距离发生变化时，观察者接收到的波的频率发生改变现象叫多普勒效应，若火车鸣笛时向观察者驶来，观察者听到的笛声频率比声源发生的频率高。故D错误。
3．B
【解析】
【详解】
A.干涉和衍射是所有波的特性，纵波也能发生干涉，故A错误；
B.波长越长越容易发生衍射现象，声波比可见光波长长，所以遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射;故B正确.
C.共振时，物体振动的频率等于自身的固有频率，故C错误；
D.发生多普勒效应时，波源频率不变，当观察者靠近或远离波源时，接收频率也会发生变化，故D错误.
4．B
【解析】
【详解】
A.物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振。故A错误；
B.医院检查身体的“B超”仪没有用到多普勒效应，而彩超则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原理。故B正确；
C.两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大。故C错误；
D.遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长长。故D错误；
5．A
【解析】
【详解】
A.纵波传播速度大于横波，地震发生时，首先感受到纵波，然后才感受到横波，故A符合题意。
B.产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收到频率发生了变化，但波源频率并不改变，故B不符合题意。
C.波速由介质决定，频率由波源决定。当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故C不符合题意。
D.衍射是波特有的现象，发生明显衍射的条件是缝、孔的宽度跟波长相差不多或比波长更小，故D不符合题意。
6．A
【解析】
【详解】
A.传感器是把被测非电信息转换为电信息的装置，故选项A正确；
B.根据光速不变原理知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故选项B错误；
C.紫外线常用于医院和食品消毒，但它不具有显著的热效应，反而红外线才是显著的热效应，故选项错误；
D.根据多普勒效应，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率会增加，观察者接收到的频率大于波源的频率，故选项D错误。
7．D
【解析】
【详解】
A. 机械波和电磁波都有多普勒效应，选项A错误；
B. 惠更斯原理适用于任何波，选项B错误；
C. 电磁波由变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场产生的，不一定由振荡电路工作时产生，故C错误。
D. 单缝衍射中，缝越宽衍射现象越不明显，选项D正确.
8．C
【解析】
【详解】
扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，故A错误；根据多普勒效应可知，地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在远离我们，故B错误；“未见其人，先闻其声”是因为声波波长较长，容易发生衍射现象，而光波的波长较短，不容易发生明显的衍射，故C正确；在波的传播过程中，质点只在垂直于传播方向的方向上做简谐振动，在传播方向上的位移为零，故质点不可能运动到相邻波峰，故D错误；故选C
9．C
【解析】①“空山不见人，但闻人语响”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；②围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区。这是声音的干涉；③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。音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；故选D。
10．B
【解析】光导纤维利用了光的全反射现象，选项A错误；从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图象信号的过程称为解调，选项B正确；泊松亮斑有力地支持了光的波动说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说，选项C错误；只要波源在运动，如果观察者与波源没有相对运动，就不能观察到多普勒效应，选项D错误；故选B.
11．
【解析】
【详解】
设波源发射的超声波频率为=，汽车接收到的频率为，并把它反射回去，固定接收站接收到的频率为=，超声波在空气里的传播速度为v=，汽车的行驶速度为u．超声波在空气中的波长为，则，汽车每秒钟接收到的超声波的波数，即频率
汽车反射回的超声被在空气中的波长
固定接收器接收到的频率
==f
由此可以解得汽车的行驶速度
u=v=15.7m/s=56.5km/h
12．
【解析】
【详解】
要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即战斗机应以的速度飞行远离爆炸点．
13．多普勒 A B
【解析】
【分析】
根据图象进行分析，根据接收到的波的个数分析频率的变化，明确多普勒效应的应用．
【详解】
由图可知，AB两边接收到的频率不同，故说明发生了多普勒效应；由图可知，A处接收到的波要多，故A处接收到的频率大；而B处接收到的频率低；故说明波源正在向A移动；
【点睛】
本题关键明确：发生多普勒效应时，要明确当物体与波源相互靠近时，观察者接收到的频率增大，而远离时接收到的频率减小．
14．前 前
【解析】
【详解】
地面上的人以地面为参考系，光向前向后传播的速度相等，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，向前传播的路程与向后传播的路程相同，由于火车向前运动，所以点光源的到火车的前面的距离小；车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，点光源的到火车的前面的距离小，闪光先到达前壁。若此光源安放在火车上，光源和车相对静止，由于光源距前壁的距离近，所以车上的人的测量结果是闪光先到达前壁。
15． 大于
【解析】
由相对论原理可得激光速度为：,依据多普勒效应可知，卫星接收到激光的频率ν大于．
【点睛】由相对论原理可以得到激光速度；依据多普勒效应可以判定频率变化．