上海市北虹高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：2.6多普勒效应 课时作业（含解析）

2.6多普勒效应
1．下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A．机械波可以在真空中传播
B．声波是纵波，声音从空气进入水中，频率变大，波长变小
C．医生利用超声波探测病人血液的流速利用了多普勒效应
D．机械波只能传递能量，不能传递信息
2．医院有一种先进的检测技术——彩超，就是向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速。这一技术主要利用了下列哪一个物理学原理（ ）
A．波的干涉 B．多普勒效应 C．波的叠加 D．波的衍射
3．下列说法正确的是（　　）
A．寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝，这属于声波的衍射
B．转动正在振动的双股音叉，静止的我们会听到它发出的声音时强时弱，这属于声波的反射
C．有人在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以穿透墙壁传播，而光波不能
D．医生利用超声波测定病人血管中的血流速度，这是利用了超声波的多普勒效应
4．如图所示，机械波的波源O的频率为f，正沿左右方向做匀速直线运动，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布。下列说法正确的是
A．波源O正在向右运动
B．若静止的波接收器放置在上方，接收到该波的频率小于f
C．若静止的波接收器放置在下方，接收到该波的频率等于f
D．无论静止的波接收器放置何处，接收到该波的频率都是f
5．关于机械振动和机械波的以下说法中，正确的是(　　 )
A．单摆运动的回复力就是摆球受到的合力
B．波动过程是介质质点由近及远移动的过程
C．波动过程是能量由近及远传递的过程
D．当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，这是由于声波发生了衍射现象导致的
6．分析下列物理现象：
①“闻其声而不见其人”；
②雷声轰鸣不绝；
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．折射、衍射、多普勒效应 D．衍射、反射、多普勒效应
7．下列关于机械波的说法中，正确的是（ ）
A．发生干涉现象时，介质中振动加强的质点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零
B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
C．在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
8．下列说法正确的是___________．
A．做简谐振动的物体，经过同一位置时，加速度可能不同
B．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率
C．在波的传播方向上两相邻的相对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长
D．如果质点所受力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比，且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐振动
E.向人体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速度，这种方法俗称“彩超”
9．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是(　　)
A．观察者远离波源运动时，接收到的频率可能越来越大
B．观察者靠近波源运动时，接收到的频率可能越来越大
C．观察者远离波源运动时，接收到的频率可能越来越小
D．多普勒效应是声波等机械波才特有的现象
10．关于光现象及其应用，下列说法正确的是________．
A．全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点
B．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的偏振现象
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度
D．当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率低于声源的频率
E.一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短
11．在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，波刚好传播到 x＝40m 处，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 轴负方向
B．从 t＝0 开始经 0.15s，x＝40m 的质点运动的路程为 60cm
C．接收器在 t＝2s 时才能接收到此波
D．若波源向 x 轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为 11Hz
12．关于振动与波，下列说法正确的是 。
A．军队士兵便步过桥，是为了避免桥发生共振
B．一个单摆在赤道上的振动周期为T，移到北极时振动周期也为T
C．当接收者远离波源时，其接收到的波的频率比波源发出的频率低
D．一列水波遇到障碍物发生衍射，衍射后的水波频率不变
E. 简谐横波在传播过程中每经过一个周期，振动质点将沿传播方向移动一个波长
13．振源S在O点处沿竖直方向做简谐运动，频率为5Hz．t=0时刻简谐横波恰好传播到x=2m的质点处，如图所示．则以下说法正确的是________．
A．该横波的波速大小为10m/s
B．t=0时，x=1m处的质点振动方向向下
C．t=0.5s时，x=3m处的质点处在平衡位置且振动方向向下
D．传播过程中该横波遇到小于1m的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象
E.若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接收到的频率小于5Hz
14．下列说法中正确的是（ ）
A．对于受迫振动，驱动力频率越大，受迫振动的振幅一定越大
B．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的频率会发生变化
C．一切波都能发生衍射，衍射是波特有的现象
D．紫外线具有较高的能量，许多物质在紫外线的照射下会发出荧光
E.光速在任何条件下都是
15．关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）
A．当观察者靠近声源时，观察者听到的音调变高
B．当观察者靠近声源时，观察者听到的音调变低
C．当声源远离观察者时，观察者听到的音调变高
D．当声源远离观察者时，观察者听到的音调变低
参考答案
1．C
【解析】
A．机械波是波源的振动带动介质振动形成波传播，故机械波只能在介质中传播，真空不能传播机械波，故A错误．
B．声波是纵波，其传播方向与介质质点的振动方向平行，频率由波源决定，故声波从空气进入水时频率不变，而波速变大，由v=λf则波长变长，故B错误；
C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速是利用了多普勒效应，故C正确；
D．机械波和电磁波都能传播能量和信息，例如人们面对面谈话就是传递信息，超声波粉碎胆结石就是声音能够传递能量，故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查机械波横波与纵波的特点以及传播速度与介质的关系，要注意明确波的传播速度由介质决定，频率由振源决定。
2．B
【解析】由题意可知，该仪器是测量反射波的频率变化；而波的干涉、波的衍射及回声都不会产生频率的变化；而多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化；故该技术体现的是多普勒效应；故选B。
【点睛】理解一项我们未知的技术关键在于分析其原理，再找出相应的物理规律即可得出结论．
3．D
【解析】
A．寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝，这属于声波的反射，选项A错误；
B．转动正在振动的双股音叉，静止的我们会听到它发出的声音时强时弱，这属于声波的干涉现象，选项B错误；
C．有人在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以绕过墙壁发生衍射，而光波不能发生衍射，选项C错误；
D．医生利用超声波测定病人血管中的血流速度，这是利用了超声波的多普勒效应，选项D正确；
故选D.
4．B
【解析】根据多普勒效应，在波源接近观察者时，波的接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低，根据图像可知波源向左边移动，远离右边，则右边的接收频率最低，静止的波接收器放置在上方或下方，接收到该波的频率小于f，故B正确，ACD错误；
故选B。
5．C
【解析】
A. 单摆运动的回复力由指向平衡位置的合力提供，并不是摆球受到的合力故A错；
B、波动过程是介质质点在各自的平衡位置来回振动，并不随波移动，故B错误
C. 波动过程是能量由近及远传递的过程，故C正确；
D、当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，这是由于声波发生了多普勒效应导致的故D错；
故选C
6．D
【解析】
①闻其声而不见其人”属于声音的衍射； ②夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声音的反射；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，属于波的多普勒效应；故选D．
7．A
【解析】
发生干涉现象时，介质中振动加强的质点振幅最大，减弱的点振幅最小．若两列波的振幅相等，减弱点的振幅可能为零．故A正确．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错误．质点简谐振动时，一个周期内通过的路程是四个振幅，与波长无关．故C错误．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D错误．故选A．
点睛：本题考查多普勒效应、波的干涉及波的传播等，要正确理解多普勒效应，明确发生多普勒效应时波源的频率没有变化．
8．BCE
【解析】
A．经过同一位置时，其位移相同，根据可知加速度一定相同，A错误；
B．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率，当两者相等时，会发生共振现象，B正确；
C．在波的传播方向上两相邻的相对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长，C正确；
D．简谐运动的动力学条件是；即回复力与它偏离平衡位置的位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，D错误；
E．向人体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速度，这种方法俗称“彩超，E正确．
故选BCE。
9．BC
【解析】
AC、观察者远离波源运动时，若观察者和波源的距离增大，则接收到的频率变小，故 A错误C正确；
B、观察者靠近波源运动时，两者之间的距离减小，则接收到的频率变大，故B正确；
D、多普勒效应是波特有的现象，并不局限声波等特有的，故D错误．
【点睛】
多普勒效应是波特有的现象，跟波的干涉、衍射一样，任何波都能发生多普勒效应，当波源和观察者相互靠近时，接收到的频率变大，当波源和观察者相互远离时，接收到的频率变小，如果波源和观察者的距离不变，接收到的频率将不变，如（1）绕观察者做圆周运动（2）同向运动时速度相同，相对静止．
10．ACE
【解析】
全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光与物光的相干性高的特点，选项A正确； 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，选项B错误； 拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以减小玻璃表面反射光的强度，选项C正确； 当观察者向静止的声源运动时，观察者接收到的声波频率高于声源的频率，选项D错误； 一束单色光由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，频率和周期不变，故波长变短，选项E正确；故选ACE.
11．ABD
【解析】
A．波沿x轴正方向传播，运用波形平移法可知，由图中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正确．
B．由图读出波长为λ=20m，周期为
T=s=0.1s
由于t=0.15s=1.5T，从t=0开始经0.15s时，x=40m的质点运动的路程
S=1.5×4A=6×10cm=60cm
故B正确．
C．接收器与x=40m的距离为△x=400m-40m=360m，波传到接收器的时间为
t=s=1.8s
故C错误．
D．该波的频率为f=1/T=10Hz，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D正确．
故选ABD．
点睛：简谐波一个基本特点是介质中各质点的起振方向都与波源的起振方向相同．波源与接收器的距离增大时，接收器接收到的波的频率将变小；波源与接收器的距离减小时，接收器接收到的波的频率将变大．
12．ACD
【解析】A、军队士兵齐步走的频率等于桥的固有频率时，会发生共振，可能造成桥塌等严重后果，士兵便步过桥，是为了避免桥发生共振，故A正确；
B、根据单摆的周期共识， ，赤道上和北极的重力加速度不同，单摆振动的周期不同，故B错误；
C、根据多普勒效应，当接收者远离波源时，其接收到的波的频率比波源发出的频率低其，故C正确；
D、波在发生干涉和衍射后，传播频率不变，故D正确；
E．波在传播过程中，质点只在平衡位置附近振动，并不随波移动，故D错误；
故选：ACD。
13．ACD
【解析】
由图可知，该波的波长是 λ=2m，则波速大小为 v=λ?f=2×5=10m/s．故A正确．y轴右侧的波向右传播，根据波形的平移法得知，t=0时，x=1m处的质点振动方向向上．故B错误．该波的周期：T=1/f=0.2s，所以：t=0.5s=2T．x=3m处的介质点与t=0时，x=2m处的介质点振动方向相同，t=0时，x=2m处的质点振动方向向下，那么所以t=0.5s时，x=3m处的质点在平衡位置且振动方向向下．故C正确；根据衍射的条件可知，传播过程中波只有遇到小于2m或与2m差不大的障碍物或小孔都能发生明显的衍射现象．故D正确．若振源S向右匀速运动，在振源S右侧静止的接收者接单位时间内收到的波的个数增大，所以频率大于5Hz．故E错误．故选ACD．
14．BCD
【解析】
A．当驱动力的频率与振子的固有频率相等时，振子的振幅最大，故A错误；
B．根据多普勒效应，波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的频率会发生变化，故B正确；
C．一切波都能发生衍射和干涉，干涉和衍射都是波特有的现象，故C正确；
D．紫外线的频率大，具有较高的能量，许多物质在紫外线的照射下会发出荧光，故D正确；
E．光速在真空中的速度是3×108 m/s，在介质中的速度小于3×108 m/s，故E错误。
故选BCD．
15．AD
【解析】多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者收到的频率发了变化；波源与观察者相互靠近，观察者接收到声波的频率变大，观察者听到的音调变高，A正确，B错误；观察者远离波源，观察者听到的音调变低，故C错误，D正确．故选AD．