上海市丰华高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：2.6多普勒效应 课时训练（含解析）

2.6多普勒效应
1．下列说法正确的是
A．建筑外装涂膜玻璃应用了光的全反射
B．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
C．由空气进入水中，电磁波波长变短，声波波长变长
D．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小
2．下列关于机械波的描述正确的是（ ）
A．所有的机械波都必有波峰和波谷
B．波绕过障碍物继续传播的现象叫波的干涉
C．当波源和接收者间相互靠近时，接收者接收到的波的频率会逐渐降低
D．由惠更斯原理知道，波的折射是由于不同介质中波速不同
3．近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机在法库上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动。这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近（ ）
A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱
B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音
C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低
D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话
4．下列有关机械波的现象说法正确的是（ ）
A．在水塘里，微风激起的水波遇到小石、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播，好像它们并不存在，这是波的多普勒效应
B．把两块石子在不同的地方投入池塘，就有两列波在水里传播．这两列波相遇时，就像两个小球相碰时那样，同时反向运动，而不能继续向前传播
C．在空旷的操场上安装两个相同的扬声器，并且使它们由同一个信号源带动，发出相同频率的声音．在操场上散步的同学感觉到某些位置声音很强，而某些位置声音很弱．这种现象实际上是由于两列声波发生干涉引起的
D．当一辆汽车响着喇叭从身边疾驰而过的时候，人会感觉到耳朵听到的音调由高到低发生变化，这是声波的衍射现象
5．关于机械振动和机械波，下列说法正确的是______________
A．共振是受迫振动的一种特殊情况
B．机械波传播过程中，介质中的单个质点的能量是守恒的
C．当障碍物的尺寸比波长大很多时，就不能观察到明显的波的衍射现象
D．如图所示，频率恒定的声源按路线a→b→c→d→a逆时针做匀速圆周运动，观察者在圆心不动，则观察者接收到的声波频率始终与声源频率相同
E.同一机械波在不同介质中传播时，频率往往不同
6．周期为4.0S的简谐横波沿x轴传播．该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动．下列说法正确的是_____．
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的波速为v＝10m/s
C．质点P此刻的速度为v＝5m/s
D．当波源向着观测者运动时，观测者接受到该波的频率将大于波源的实际频率
E.当遇到直径为20m的圆形障碍物时，该波能够发生较明显的衍射现象
7．关于振动和波，下列说法正确的是（ ）
A．做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，加速度也相同
B．发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化
C．两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点
D．当驱动力频率等于振动系统的固有频率时，振动系统的振幅最大
E.机械波从一种介质传播到另一介质时，如果波速变大，波长一定变大
8．下列说法正确的是______
A．简谐运动的周期与振幅大小有关
B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与中摆的摆长无关
C．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
D．在波的传播方向上两相邻相对平衡位置的位移始终相冋的质点间距离等于波长
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的速度，这种方法俗称“彩超”
9．关于振动与波，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．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
B．军队士兵便步过桥，是为了避免桥发生共振
C．当接收看远离波源时，其接收到的波的频率比波源发出的频率低
D．简谐横渡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
E.一列水波遇到障碍物发生衍射，衍射后的水波频率不变
10．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0分）
A．简谐运动的物体每次经过同一位置具有相同的加速度和位移
B．做简谐运动的物体在四分之三周期内通过的路程一定等于三倍的振幅
C．单摆的回复力是摆线的拉力和重力的合力
D．在波的传播方向上，某个质点的振动频率等于波的频率
E. 当声音由钢轨传播到空气中时，声波的频率不变，波长变小
11．位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，波速为400 m/s.已知t＝0时，波刚好传播到x＝40 m处，如图所示，在x＝400 m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．波源的振动周期为T＝0.05 s
C．若波源向x轴负方向运动，则接收器接收到的波的频率小于波源的频率
D．该简谐横波在传播过程中只有遇到尺寸小于或等于20 m的障碍物时才会发生明显的衍射现象
12．下列说法正确的是_____________。（填正确答案标号，选对一个得2分，选对2分得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分）
A．竖直的弹簧振子的回复力，由弹簧的弹力提供
B．单摆振动的周期，一定等于它的固有周期
C．机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，波长一定变大
D．在干涉现象中，振动加强点的位移可能比振动减弱点的位移小
E. 发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化
13．下列说法正确的是_ ________
A．波的图象表示介质中“各个质点”在“在某一时刻”偏离平衡位置的位移
B．当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
E. 狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空中的光速都是相同的。
14．下列说法正确的是（）（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．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波比较容易产生衍射现象
B．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”利用多普勒效应原理
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场
E. 狭义相对论认为真空中的光速与光的频率、光源的运动状态有关
15．在铁路旁听行驶的火车汽笛声，你会发现汽笛声的音调发生了变化．设火车在静止时汽笛声的频率为f．在火车向你行驶又驶离你远去的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当火车向你驶来时，听到汽笛声的频率大于f
B．当火车向你驶来时，听到汽笛声的频率小于f
C．当火车驶离你远去时，听到的汽笛声的频率小于f
D．当火车驶离你远去时，听到的汽笛声的频率大于f
参考答案
1．C
【解析】A.建筑外装涂膜玻璃应用了光的薄膜干涉，不是光的全反射， 故A错误；
B. 赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故B错误；
C. 电磁波由空气进入水中传播时，频率不变，波速变大，由公式v=λf，知电磁波的波长变短。声波的波速变大，频率不变，波长变大，故C正确；
D. 声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率。故D错误。
故选：C。
2．D
【解析】A：只有横波才有波峰和波谷，故A项错误。
B：波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射，故B面错误。
C：根据多普勒效应可以知道，波源与观察者相互靠近时，观察者接收的波的频率会变大，故C项错误。
D：用惠更斯原理知道，波的折射是由于不同介质中波速不同。故D项正确。
3．C
【解析】音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍涉现象，故D错误。所以C正确，ABD错误。
4．C
【解析】A中现象为波的衍射现象，A错误；两列波在叠加过程中，不影响各自的传播，B错误；C选项中的现象为波的干涉引起的，C正确；D选项中的现象为多普勒效应，D错误．
5．ACD
【解析】
A.当受迫振动的频率与本身的固有频率相等时，振动最剧烈，称为共振，是受迫振动的一种特殊情况，故A正确；
B.据波的传播特点，在波的传播方向上各质点做受迫振动，由于相邻质点的相互作用力，所以介质中的单个质点的能量是不守恒的，故B错误；
C.发生明显的衍射条件是障碍物的尺寸比波长小得多或相差不大，故C正确；
D.据多普勒效应可知，当接受者与波源无相对运动时，接受的频率与波源的频率相同，故D正确；
E.同一机械波在不同介质中传播时，频率相同，故E错误。
6．ADE
【解析】
此时质点P沿y轴负方向运动，可知该波沿x轴正方向传播，选项A正确；由波形图可知λ=20m，则，选项B错误；波的传播速度和质点的振动速度是不同的物理量，大小不一定相等，选项C错误；根据多普勒效应可知，当波源向着观测者运动时，观测者接受到该波的频率将大于波源的实际频率，选项D正确；该波的波长为20m，则当波遇到直径为20m的圆形障碍物时，该波能够发生较明显的衍射现象，选项E正确；故选ADE.
7．ADE
【解析】
做简谐运动的质点，离开平衡位置的位移相同时，回复力相同，加速度相同，A正确；产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生相对运动，声源的频率没有变化，是接收到的频率发生了变化，B错误；两列频率相同的波相遇时，振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，C错误；在振动系统中，当驱动力频率与振动系统的固有频率相等时，振动系统发生共振，系统的振动幅度最大，D正确；机械波从一种介质传播到另一介质时，频率不变，由可知，波速变大，波长一定变大，E正确．
故选ADE．
8．BDE
【解析】
简谐运动的周期与振幅大小无关，选项A错误；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，故B正确；波在传播的过程中，质点不随波迁移，选项C错误；在波的传播方向上两相邻相对平衡位置的位移始终相同的质点间距离等于波长，选项D正确；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的速度，这种方法俗称“彩超”，选项E正确；故选BDE.
9．BCE
【解析】
根据可知，一个单摆在赤道上的振动周期为T，移到北极时，重力加速度g变大，则振动周期小于T，选项A错误； 军队士兵便步过桥，是为了避免桥发生共振，选项B正确；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，选项C正确；简谐横波在传播过程中，质点不随波迁移，选项D错误；一列水波遇到障碍物发生衍射，衍射后的水波频率不变，选项E正确；故选BCE.
10．ADE
【解析】A、作简谐运动的物体每次通过同一位置时都具有相同的加速度和位移，而速度有两种方向，可能不同．故A正确．B、简谐运动在一个周期内路程为4A，在内通过的路程一定是2A，在任意内通过的路程不一定等于3A，故B错误；C、单摆在运动过程中的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力，即摆线的拉力与重力的合力沿圆弧方向上切向分力，故C错误;D、在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫做波的周期或频率，故D正确；E、当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短，则E正确。故选ADE.
【点睛】简谐运动、机械波、多普勒效应，关键要明确接收频率与发射频率的区别．
11．BCD
【解析】简谐横波沿x轴正方向传播，根据波形的平移法可知图示时刻x=40m处质点的振动方向沿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．由图读出波长λ=20m，则周期，故B正确．若波源向x轴负方向运动，波源与接收器之间的距离增大，产生多普勒效应，则知接收器接收到的波的频率小于波源的频率．故C正确．该简谐横波的波长是20m，在传播过程中只有遇到尺寸小于或等于20m的障碍物时才产生明显的衍射现象．故D正确．故选BCD．
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．CDE
【解析】A、弹簧振动的回复力，由沿振动方向的合力提供，如果是沿竖直方向振动的弹簧振子，其回复力由重力和弹簧的弹力的合力提供，A项错误；B、当单摆做受迫振动时，它振动的周期等于驱动力的周期，不一定等于它的固有周期，B项错误；C、机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，如果波速变大，由可知，波长一定就变大，C项正确；D、在干涉现象中，振动加强点的位移某时会变为零，D项正确；E、发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化，只是观察者接收到频率发生了变化，E项正确。故选CDE.
【点睛】该题考查简谐振动与机械波的几个比较重要的知识点的内容，都是一些记忆性的知识点，在平时的学习中多加积累即可．
13．ABE
【解析】A、振动图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移，波动图象表示介质中“所有质点”在“某个时刻”的位移，故A正确；
B、当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小，这是多普勒效应，故B正确；
C、光的偏振现象说明光是横波，故C错误；
D、麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场，变化有均匀变化与非均匀变化之分，当均匀变化时，则产生稳定的；当非均匀变化时，则也会产生非均匀的．所以均匀变化的电场产生恒定的磁场，故D错误；
E、根据狭义相对论的理论的基本假设，相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同，光速不变原理；有相对论的基本公式，可知物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的，故E正确；
故选ABE。
【点睛】了解波动图象与振动图象、多普勒效应、光的偏振、麦克斯韦电磁场理论。
14．ABD
【解析】因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波比较容易产生衍射现象，选项A正确；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”利用多普勒效应原理，选项B正确； 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项C错误；麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场，选项D正确；狭义相对论基本假设是：不同的惯性参考系中光速是不变的；所有惯性系中基本规律都是等价的；故E错误；故选ABD.
15．AC
【解析】当火车向你驶来时，单位时间内接收到的波数会增加，故接收到的频率大于波源的频率f，故A正确，B错误；当火车驶离你远去时，单位时间内接收到的波数会减少，故接收到的频率小于波源的频率f，故C正确，D错误；故选AC．
点睛：当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高．音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关．这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”．