广州市第六十五中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：2.5多普勒效应 课时训练（含解析）

2.5多普勒效应
1．有一测速雷达，发射电磁波的频率为f1，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的频率为f2，则(
)
A．f1>f2
B．f1＝f2
C．f1D．无法确定
2．下列说法中正确的是(
)
A．一切种类的波都能产生干涉和衍射现象
B．波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象
C．多普勒效应是机械波特有的现象
D．在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕，这是声波的衍射现象
3．下列关于机械波的说法正确的是（　　）
A．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
B．各质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移
C．波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多
4．公路上的雷达测速仪的工作原理是利用（　　）
A．波的反射和多普勒效应
B．波的干涉和多普勒效应
C．波的干涉和波的反射
D．波的反射和共振
5．下列选项中没有利用多普勒效应的是(　　)
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个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是在接近还是在远去
6．如图所示，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．该波源正在移向点
B．该波源正在移向点
C．在处观察波的频率变低
D．在处观察波的频率变低
7．按照大爆炸理论，我们所生活的宇宙是在不断膨胀的，各星球都离地球而远去，由此可以断言（　　）
A．地球上接收到遥远星球发出的光的波长要变长
B．地球上接收到遥远星球发出的光的波长要变短
C．遥远星球发出的紫光，被地球接收到时可能是紫外线
D．遥远星球发出的红光，被地球接收到时可能是红外线
8．如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　）
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高
B．女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低
C．女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变
D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
9．下列有关机械振动和机械波的说法正确的是
。
A．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度也一定相同
B．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
C．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
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
E.在两列波的叠加区域，若质点到两列波源的距离相等，该质点的振动一定加强
10．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）
A．光波不能发生多普勒效应
B．机械波、电磁波都能发生多普勒效应
C．当观察者和波源相向运动时，观察到的频率增加
D．当观察者和波源相向运动时，观察到的频率变小
11．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．
12．车以80km/h速度行驶，从对面开来超高速列车，向背后奔驶而去．此间超高速车所发出的汽笛声开始若听取“哆”音，后来听到的则是降低的“咪”音（假定“哆”音和“咪”音的频率之比为．设声速为1200km/h，则超高速列车的时速是________km/h．
13．由于波源和观察者之间有________，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．
参考答案
1．C
【解析】
由于是测量一迎面开来的汽车的车速，根据多普勒效应，因而接收的频率应高于发射的频率，f12．A
【解析】
A.干涉和衍射是波特有的特性，一切种类的波都能产生干涉和衍射现象，选项A正确；
B.只有当波的波长与障碍物的尺寸差不多或者大于障碍物的尺寸时才能发生明显的衍射现象，选项B错误；
C.多普勒效应是所有的波特有的现象，选项C错误；
D.在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕，这是声波的反射现象，选项D错误；
故选A.
3．B
【解析】
A．发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，是由于波源和观察者必须有相对运动造成听起来频率变化，故A错误；
B．机械波在介质中传播时，由于各质点间的相互作用力，前一质点带动相邻的后一质点在其平衡位置附近振动，但各质点并不随波迁移，故B正确；
C．波发生反射时在同一介质中，频率、波长和波速均不变，故C错误；
D．波生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多，故D错误。
故选B。
4．A
【解析】
雷达测速主要是利用多普勒效应，当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射机率，如此根据频率的改变数值，即可计算出目标与雷达的相对速度，A正确，BCD错误。
故选A。
5．C
【解析】
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是利用了多普勒效应，选项A不符合题意；
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理，这是利用了多普勒效应，选项B不符合题意；
C．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况，这是利用声波在固体中传播，没有利用多普勒效应，选项C符合题意；
D．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是在接近还是在远去，这是利用了多普勒效应，选项D不符合题意；
故选C。
6．AD
【解析】
AB．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，即波源．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移动，故选项A正确，选项B错误；
CD．由于观察者不动，故波面经过观察者的速度等于波速，而在A处观察时，相邻波面间距比波源不动时间距小，因而经过观察者时间间隔短，频率大，同理在B处时间间隔长，频率小，故选项C错误，选项D正确。
故选AD。
7．AD
【解析】
AB．据大爆炸理论，我们所生活的宇宙是在不断膨胀的，各星球都离地球而远去，根据多普勒效应，可以推测出地球上接收到遥远星球发出的光的频率变小，波长变大，A正确，B错误；
C．遥远星球发出的紫光，被地球接收到时频率降低，不可能是紫外线，C错误；
D．遥远星球发出的红光，被地球接收到频率降低，可能是红外线，D正确。
故选AD。
8．AB
【解析】
A．女同学从A向B运动过程中，她有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，A正确；
B．女同学在C点向左运动时，她有远离声源的趋势，她感觉到音调变低，B正确；
C．女同学在C点向右运动时，她有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，C错误；
D．女同学从E向D运动过程中，她有远离声源的趋势，她感觉到音调变低，D错误。
故选AB。
9．BCD
【解析】
A．弹簧振子做简谐运动时，若某两个时刻位移相同，则这两个时刻的速度大小相等，方向可能相同也可能相反，A错误；
B．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，B正确；
C．火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，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，D正确；
E．在两列波的叠加区域，某质点到两列波源的距离相等，若两个波源初相位相同，该质点的振动一定加强，而若两个波源初相位相反，则该点振动减弱，E错误。
故选BCD。
10．BC
【解析】
AB．多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波，故A错误，B正确；
CD．当观察者和波源相向运动时，声波的波长变小，频率增加，故C正确，D错误。
故选BC。
11．前
前
【解析】
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。
12．200
【解析】
多普勒效应中，观察者和发射源的频率关系为：f′=()
f；f′为观察到的频率；f为发射源于该介质中的原始发射频率；v为波在该介质中的行进速度；v0为观察者移动速度，若接近发射源则前方运算符号为+号，反之则为-号；vS为发射源移动速度，若接近观察者则前方运算符号为-号，反之则为+号．
【详解】
当超高速列车迎面驶来时，有：f1=()f????①
当超高速列车驶过他身旁后，有：f2＝()f??
②
又：??
③
联立解得：vs=200km/h
13．相对运动
【解析】
由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．