广州市白云中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：2.5多普勒效应 同步练习（含解析）

2.5多普勒效应
1．一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机振动的频率始终不变，从听到声音至飞机飞临该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调(即频率)(　　)
A．不变，且一直与飞机实际发出的声音音调相同
B．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调低
C．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调高
D．一直比飞机实际发出的声音音调高
2．下列说法中正确的是（　　）
A．波源与观察者互相远离时，接收到的波的频率会增大
B．受迫振动的频率与物体的固有频率有关
C．用惠更斯原理可以解释波的传播方向
D．波长越长的波，沿直线传播的特性越明显
3．下列说法正确的是（选项C、D中声源与观察者在同种介质中）（　　）
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉的结果
B．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象
C．声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率
D．声源与观察者相互靠近时，声波波速变大，故观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率
4．对声波的各种现象，以下说法中正确的是
A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共鸣现象
B．绕正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是多普勒效应现象
C．古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响，属于声波的共鸣现象
D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象
5．汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是
ACC
自适应巡航控制，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。汽车使用的传感器主要是毫米波雷达，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普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波的频率为f，接收到的回波的频率为f
，则（　　）
A．当
f
f
时，表明前车一定做匀速直线运动
B．当
f
f
时，表明前车一定处于静止状态
C．当
f
f
时，表明前车正在减速行驶
D．当
f
f
时，表明前车正在减速行驶
6．处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s。已知t=0时，波刚传播到x=40m处，波形如图所示。在x=400m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是（　　）
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．x=10m处质点每秒向右移动200m
C．若波源向x轴正方向匀速运动，接收器接收到波的频率大于10Hz
D．当t=0.1s时，x=40m处的质点恰好到达波谷的位置
7．下列说法中正确的是（　　）
A．树枝在风的作用下运动是简谐运动
B．波长比孔的宽度小得越多，波的衍射越明显
C．只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样
D．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
8．下列说法中正确的是
A．物体做受迫振动，驱动力频率越高，物体振幅越大
B．机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变
C．质点做简谐运动，在半个周期的时间内，合外力对其做功一定为零
D．用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球
E.交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，则
9．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为，则下列说法正确的是（　　）
A．从图示时刻开始，质点b比质点a晚回到平衡位置
B．从图示时刻开始，经时间处质点通过的路程为
C．若该波波源从处沿x轴正方向运动，则在处接收到的波的频率将小于
D．若该波传播过程中遇到宽约为的障碍物，则能发生明显的衍射现象
10．下列说法正确的是（　　）
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B．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
C．机械波传播过程中即使遇到尺寸比机械波波长大的障碍物也能发生衍射
D．向人体内发射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的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的是多普勒效应原理
E.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
11．如图表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为f0，该图表示波源正在向________(选填A、B、C或D)点移动；观察者在图中A点接收到的波的频率将________(选填大于、等于或小于)f0.
12．正在铁路边工作的工人，听到一列火车的汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种现象在物理学中叫_____，由此可判断这列火车正在_____（选填“背离”、“向着”）他行驶．
13．如下图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则f1、f2与f的关系为
________
．
参考答案
1．D
【解析】
飞机和人的关系如图所示，
其中S为飞机，P为该同学．利用运动的分解把飞机的速度分解为两个速度，不难得到v1＝vcosθ，v为飞机水平速度，v1为靠近速度，随着飞机飞临该同学头顶，θ角逐渐增大，容易看出v1逐渐减小，所以他听到的飞机声音的音调是变的，但始终比飞机实际发出的声音音调高，故ABC错误，D正确。
故选D。
2．C
【解析】
A．根据多普勒效应，当波源与观察者互相远离时，接收到的波的频率会减小，选项A错误；
B．受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，选项B错误；
C．用惠更斯原理可以解释波的传播方向，选项C正确；
D．波长越短的波不容易发生衍射，沿直线传播的特性越明显，选项D错误。
故选C。
3．C
【解析】
A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的折射产生的色散现象，不是干涉的结果，选项A错误；
B．激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象，故B错误；
CD．根据多普勒效应可知，声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率，选项C正确，D错误。
故选C。
4．C
【解析】
在空房子里讲话，声音特别响，是声波的反射，A错误；绕正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是干涉现象，B错误；把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，是声波在固体中传播比气体中快，D错误；古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响，属于声波的共鸣现象，C选项正确．
5．C
【解析】
AB．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，但不一定做匀速直线运动，也不一定静止，故A
B错误；
C．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正确；
D．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C。
6．C
【解析】
A．所有质点的起振方向和波源起振方向一致，根据上下坡法，可知图中x=40m处质点的起振方向为沿y轴负方向，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，故A错误；
B．波上的质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，故B错误；
C．根据题意结合图可知
该波的频率为
若波源向x轴正方向运动，波源与接收器间的距离减小，根据多普勒效应可知，接收器收到波的频率增大，将大于10Hz，故C正确；
D．当t=0.1s时，即经过了一个周期，x=40m处的质点回到了平衡位置，故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
A．树枝在风的作用下运动是机械振动，故A错误；
B．当波长比孔的宽度大得越多或相差不多时，波的衍射越明显，故B错误；
C．只有叠加的两列波频率相等，振动情况相同，才可以产生稳定的干涉，故C错误；
D．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，如观测者绕波做匀速圆周运动，故D正确。
故选D。
8．BCD
【解析】
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．
机械波从一种介质进入另一种介质传播时，其频率保持不变，故B正确；
C．
振子做简谐运动，在半个周期时间内，振子的速率不变，根据动能定理得知合外力做的功一定为0，故C正确；
D．为了减小阻力的影响，用单摆测重力加速度的实验时，在几个体积相同的小球中，应选择质量大的小球，故D正确；
E．
交通警察向远离警车的车辆发送频率为的超声波，测得返回警车的超声波频率为，因为相互远离，根据开普勒效应可知，故E错误。
故选BCD。
9．AD
【解析】
A．根据传播方向可知，图示时刻、均向下运动，所以质点b比质点a晚回到平衡位置，A正确；
B．质点的振动周期为
经过，处的质点经过的路程为
B错误；
C．根据多普勒效应可知，若波源沿轴正方向运动，处接收到的频率将大于，C错误；
D．该波波长大于障碍物的尺寸，即，所以能发生明显的衍射现象，D正确。
故选AD。
10．CDE
【解析】
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波频率大于声源发出的声波频率，选项A错误；
B．质点的振动速度与波的传播速度是不同的两个概念，是不相同的，选项B错误；
C．机械波传播过程中即使遇到尺寸比机械波波长大的障碍物也能发生衍射，只是不明显，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的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的是多普勒效应原理，选项D正确；
E．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，选项E正确。
故选CDE。
11．B
小于
【解析】
[1]根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向B点移动；
[2]当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高．当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，因此观察者在图中A点接收波的频率将小于发出的频率，即f0．
12．多普勒效应；
向着；
【解析】
听到一列火车的汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种现象在物理学中叫多普勒效应，由此可判断这列火车正在
向着他行驶．
13．f2【解析】
由题意可知，声源靠近A处的人，由多普勒效应可知，他接收的频率变大，即f1＞f；当声源远离A处的人，他接收频率的变小，即f2＜f．即f2