怀仁县巨子高中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：2.4多普勒效应及其应用 学业测评（含解析）

2.4多普勒效应及其应用
课时作业
1．下列说法正确的是(??
??)
A．机械波的振幅与介质有关，与波源无关
B．机械波的传播速度与波源有关，与介质无关
C．医院用的“彩超”利用的是超声波的多普勒效应
D．形成纵波的质点，随波一起发生迁移
2．电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是
A．电磁波不能发生衍射现象
B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机
C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
D．不同频率的电磁波在真空中的传播速度随频率的增加而递减
3．汽车无人驾驶技术已逐渐成热，最常用的是ACC自适应航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电就的频率为f，接收到的回波的频率为f′，则（
）
A．当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同
B．当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态
C．当f′＞f时，表明前车在加速行驶
D．当f′＜f时，表明前车在减速行驶
4．下列说法正确的是(
)
A．做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关
B．“隔墙有耳”现象是指声波发生了明显衍射现象
C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
5．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
6．下列有关波动现象的说法中正确的是（
）
A．医生检查身体用的“B
超”是根据超声波的多普勒效应制成的
B．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
C．波具有衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多
D．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
7．下列说法正确的是（
）
A．对于波长一定的波，孔越大越容易通过，衍射现象越明显
B．蝙蝠可以发出并接收超声波来确定昆虫的位置
C．两个完全相同的波源形成稳定的干涉，某点到两波源距离之差为波长的奇数倍，该点
为振动减弱点
D．向人体发射的频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的
频率变化就能知道血流速度，是利用了多普勒效应
8．如图所示，甲图是一列沿x轴正方向传播的横波在2s时的波动图象，乙图是该波上某质点从零时刻起的振动图象，a、b是介质中平衡位置为x1=3m和x2=5m的两个质点，下列说法正确的是
（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．该波的波速是2m/s
B．在0～4s内，a质点运动的路程为20cm
C．在t=2s时刻，a、b两质点的速度相同
D．若该波在传播过程中遇到频率为0.25Hz的另一横波时，可能发生稳定的干涉现象
E.x=100m处的观察者向x轴负方向运动时，接收到该波的频率一定为0
25Hz
9．关于机械振动，下列说法正确的是??????
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．机械波从一种介质进入另一种介质时，波长和波速都发生变化，但频率不会发生变化
C．只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象
D．向人体内发射频率已知得超声波被血管中血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率就能知道血流的速度，这种方法利用了多普勒效应
E.
波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看做在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动
10．下列说法正确的是________
A．受迫振动的频率总等于振动系统的固有频率
B．波长越长的电磁波越容易发生衍射
C．利用超声波的多普勒效应，可测量心脏血液的流速
D．宇航员在相对地面高速运动的飞船里观测到地面上的钟走的较快
11．关于振动和波动，下列说法正确的是（　　）
A．相同的单摆在地球纬度越高的地方，测得的周期越小
B．两列横波发生干涉时，振动减弱点的位移一定小于振动加强点的位移
C．在杨氏双缝干涉实验中，光通过狭缝时同时产生了干涉和衍射现象
D．在空气中传播的声波可以产生偏振现象
E.
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离我们远去
12．下列说法正确的是(　
　)
A．振子向平衡位置运动时，加速度与速度方向相同
B．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
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．火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发出的频率高
E.
当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长大的多时，将发生明显的衍射现象
13．下列选项与多普勒效应有关的是（　　）
A．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
14．下列说法正确的是（
）
A．机械波传播过程中即使遇见尺寸比机械波波长大一些的障碍物也能发生衍射
B．照相机镜头的偏振滤光片使水下影像清晰是因为增强了透射光
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是干涉现象
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流发射后又被仪器接收，测出发射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”利用多普勒效应原理
E.
在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度
参考答案
1．C
【解析】
A．机械波的振幅与波源有关，与介质无关，选项A错误；
B．机械波的传播速度与波源无关，与介质有关，选项B错误；
C．医院用的“彩超”利用的是超声波的多普勒效应，选项C正确；
D．形成纵波的质点，不随波一起发生迁移，选项D错误.
2．C
【解析】
A.电磁波是横波，波都能发生干涉和衍射现象，故A错误；
B.常用红外线做为脉冲信号来遥控电视，故B错误；
C.
由于波源与接受者的相对位移的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故C正确；
D.
根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度大小相等，故D错误。
故选：C.
3．A
【解析】
当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当f＝f′时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误；当f′＞f时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C错误；当f′＜f时，说明接收到的频率减小，说明两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误。故选A。
4．B
【解析】
做简谐运动的物体，其振动能量与振动的振幅有关，与频率无关，选项A错误；“隔墙有耳”现象是指声波发生了明显衍射现象，选项B正确；当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动。故C错误；交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒现象，从汽车上反射回的超声波的频率发生了变化。故D错误。故选B.
5．D
【解析】
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.
6．BC
【解析】
A、医生检查身体用的“B超”是利用超声波的反射原理制成的，故A错误；
B、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，故B正确；
C、波具有明显的衍射特性的条件，是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或小得多，故C正确；
D、干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移时大时小，振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小，故D错误；
故选B．
7．BD
【解析】
A．对于波长一定的波，孔越大越容易通过，但因为孔的直径大于波长，所以孔越大衍射现象越不明显，A错误
B．蝙蝠就是利用超声波捕获昆虫的，所以蝙蝠可以发出并接收超声波来确定昆虫的位置，B正确
C．两个完全相同的波源形成稳定的干涉，到两波源距离之差为波长的整数倍的点都是加强点，C错误
D．向人体发射的频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的
频率变化就能知道血流速度，就是“彩超”，利用的是多普勒效应，D正确
8．ABD
【解析】
由波动图像可知波长，振动图像知，因此波速．故A正确，4s内a质点运动了一个周期，通过的路程为4个振幅，故B正确；由波的振动图像的特点“上坡下振，下坡上振”
可知a质点向y轴正方向运动，b质点向y轴负方向运动，故C错误；该波的频率，由稳定干涉的条件为两列波的频率相同，因此遇见0.25Hz的横波时会发生稳定的干涉，故D正确；由多普勒效应可知当观察者靠近波源时频率变大，因此接收到的频率大于0.25HZ，故E错误．
9．BDE
【解析】
某两种机械波发生干涉时，振动加强点的振幅最大，但是位移时刻在变化，选项A错误；机械波从一种介质进入另一种介质时，波长和波速都发生变化，但频率不会发生变化，选项B正确；只有波长比障碍物的尺寸大的时候才会发生明显的衍射现象，选项C错误；向人体内发射频率已知的超声波被血管中血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率就能知道血流的速度，这种方法利用了多普勒效应，选项D正确；波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看做在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动，选项E正确.
10．BC
【解析】
A、受迫振动的频率总等于策动力的频率，故A错误；
B、波长越长的电磁波，越容易发生衍射，故B正确；
C、多普勒效应是波特有的现象，医生利用超声波的多普勒效应可以探测病人血管中血液的流速，故C正确；
D、根据钟慢效应，宇宙飞船相对于地球高速运动的过程中，飞船的人观察飞船是不运动的，而地球是高速运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，正常走时，而地球上的钟变慢了，故D错误．
【点睛】
本题考查的知识点比较多，重点是掌握各种物理现象发生的原理即可顺利解决此类题目，尤其要重点理解钟慢效应．
11．ACE
【解析】
单摆周期公式：；波的干涉中，振动加强的点振幅增加了；杨氏双缝干涉实验中，光通过单个狭缝发生衍射现象，两个狭缝的光在光屏上叠加发生干涉现象；多普勒效应中，频率变大表示靠近，频率降低表示远离；
【详解】
A、地球纬度越高的地方，重力加速度越大，由单摆周期公式，单摆周期越小，故A正确；
B、两列波发生干涉时，振动加强点和振动减弱点均在做简谐运动，位移随时间而变化，振动减弱点位移可能大于振动加强点位移，故B错误；
C、杨氏双缝干涉实验中，光通过单个狭缝发生衍射现象，两个狭缝的光在光屏上叠加发生干涉现象，故C正确；
D、空气中传播的声波为纵波，不能产生偏振现象，故D错误；
E、由多普勒效应，当波源相对观察者远离时，频率变低，故E正确；
故选ACE。
12．ACD
【解析】
A.
振子向平衡位置运动时，加速度与速度方向都指向平衡位置，方向相同，选项A正确；
B.
在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大，振动加强点和振动减弱点都在平衡位置上下做简谐振动，因此振动加强点的位移不一定比减弱点的位移大，选项B错误；
C.
单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，与单摆的摆长无关，选项C正确；
D.
根据多普勒效应，火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发出的频率高，选项D正确；
E.
当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小的多时，将发生明显的衍射现象，选项E错误.
13．ABD
【解析】
A、科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，是光的多普勒效应，故A正确；
B、医生利用超声波探测病人血管中血液的流速利用声波的多普勒效应，故B正确；
C、技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡是利用的是超声波的穿透能力强，与多普勒效应无关，故C错误；
D、交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度是利用超声波的多普勒效应，故D正确；
14．ACD
【解析】
A、只有当障碍物的尺寸与机械波的波长差不多或比机械波的波长小，才会发生明显的衍射现象；当障碍物的尺寸与机械波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，故选项A正确；
B、照相机镜头的偏振滤光片减弱反射光的影响，会使水下影像更清晰，利用的是光的偏振原理，故选项B错误；
C、围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果，故选项C正确；
D、向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流发射后又被仪器接收，测出发射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用多普勒效应原理，故选项D正确；
E、对于机械波，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，两者相互垂直是横波，两者相互平行是纵波，故选项E错误。