上海市海滨高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：2.6多普勒效应 课时练（含解析）

2.6多普勒效应
1．在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2．在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是（ ）
A．波1速度比波2速度大
B．在这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率可以相同
C．在这两列波传播的方向上，会产生稳定的干涉现象
D．相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象
2．下列说法正确的是
A．光波是横波，无线电波既有横波，又有纵波
B．多普勒效应说明波在传播过程中频率会发生变化
C．阴极射线是一种频率极高的电磁波
D．狭义相对论认为，不同惯性系中物理规律都是相同的
3．关于多普勒效应，以下说法正确的是（ ）
A．机械波、电磁波均能产生多普勒效应
B．波源的频率发生了变化所以产生多普勒效应
C．产生多普勒效应原因是因为观察者接收的频率变大了
D．只有机械波才能产生多普勒效应
4．近期，我国进行了一次高超音速导弹试验，目的是保持强大的威慑能力，有效遏制战争、保护自身安全．假设频率一定的点波源随导弹以超音速做匀速直线运动，且以相等的时间间隔向各个方向同时发出声波，图中各圆形均表示点波源振动产生的波面．关于该过程，下列图中正确的是 （ ）
A．B．C．D．
5．下列关于多普勒效应的说法不正确的是（　　）
A．彩超测血流速度是利用超声波的多普勒效应
B．交警经常利用超声波的多普勒效应测量行进中车辆的速度，来判断车辆是否超速
C．多普勒效应是声波特有的现象
D．多普勒效应是指波源与观察者互相靠近或远离时，接收到波的频率发生了变化的现象
6．下列说法正确的是
A．迈克耳逊莫雷实验结果表明：不论光源与观察者怎样相对运动，光速都是一样的
B．太阳光通过三棱镜形成彩色光带是光的干涉现象
C．波源与观察者互相靠近和互相远离时，观察者接收到的波的频率不同
D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大
7．下列说法正确的是________
A．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
B．肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的
C．某人在速度为0.5c的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5c
D．对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去
E. 声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率
8．对声波的各种现象，以下说法中正确的是（ ）
A．火车驶来，车站边的乘客感觉声音变尖，属于多普勒现象
B．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象
C．只有障碍物尺寸小于波长才能发生衍射现象
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
9．下列选项与多普勒效应有关的是 （ ）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
C．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
D．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
10．关于机械波的说法中，正确的是( )
A．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
B．产生干涉现象时，介质中振动加强的点振动能量最大，减弱点振动能量可能为零
C．振动图像和波动图像横坐标反映的意义是不同的
D．超声波比次声波更容易发生衍射
11．波源S在t=0时刻从平衡位置开始向上振动，形成向左、右两侧传播的简谐横波．S、a、b、c、和a'、b'、c'是沿波传播方向上的间距为1m的6个质点，t=0时刻各质点均处于平衡位置，如图所示．已知波的传播速度为8m／s，当t=0.125s时波源S第一次达最高点，则 ______．
A．任意时刻质点c与质点c'振动状态完全相同
B．t= 0.28s时质点a的速度正在减小
C．t=2.375s时质点b'处于波谷
D．波传到c点时，质点c开始向上振动
E.若波源S向距它40m的接收器匀速靠近，接收器接收到的频率将大于2Hz
12．根据多普勒效应，下列说法中正确的有 (　　 )
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．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，可以判断炮弹正向他靠近
C．根据光波的多普勒效应，由地球接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，可以判断此天体正远离地球
D．当波源和观察者间有相对运动时，观察者接收到的频率一定和波源发出的频率不同
13．下列说法中正确的是 ．
A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢
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相比增大
14．在高速公路上用超声波测汽车的速度，在某次测量中，该测速装置连接的计算机屏幕上显示如图所示的波形，图、是测速仪发出的超声波信号，、分别是、由汽车反射回来的信号，则下列说法中正确的是（ ）
A．汽车测速仪发出的脉中波频率为
B．汽车接收到的脉中波的频率为
C．汽车接收到的脉冲波的频率为
D．因汽车接收到的脉冲波的频率增大，故汽车远离测速仪
15．下列说法正确的是
A．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
C．地球上接收到离地球远去的遥远星球发出的光的波长要变长
D．全息照相利用了干涉原理
参考答案
1．D
【解析】两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同．故A错误．由于波2的频率大于波1的频率，在这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率不会相同．故B错误．由v=λf得到两波频率之比为f1：f2=1：2．耐两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象．故C错误．由图读出声波1和声波2波长之比为λ1：λ2=2：1．波长越长，波动性越强，所以相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象．故D正确．故选D.
点睛：本题考查基本的读图能力．对于波的三个物理量抓住：波速是由介质决定的，频率是由波源决定的．波长由介质和波源共同决定．
2．D
【解析】无线电波属于电磁波，只有横波，A错误；多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，B错误；阴极射线是高速电子流，不是电磁波，C错误；狭义相对论两个基本假设：一是在不同惯性参考系中，一切物理定律都是相同的，故D正确．
3．A
【解析】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，A正确D错误；产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致观察者接收的频率发生了变化，故BC错误．
4．D
【解析】
A.同心圆，表示波源的位置不动，故A错误；
B.不是同心圆，说明物体在运动；第一个波面传到最外层，而物体在小圆的圆心，故物体的速度小于波面的传播速度，故BC均错误；
D.第一个波面传播的距离小于波源传播的距离，故是超音速运动，故D正确．
5．C
【解析】
A．彩超测血流速度是利用超声波的多普勒效应，选项A正确，不符合题意；
B．交警经常利用超声波的多普勒效应测量行进中车辆的速度，来判断车辆是否超速，选项B正确，不符合题意；
C．多普勒效应是波特有的现象，并不局限声波特有的，选项C错误，符合题意；
D．多普勒效应是指波源与观察者互相靠近或远离时，接收到波的频率发生了变化的现象，选项D正确，不符合题意；
故选C。
【点睛】
本题考查了多普勒效应现象的特点、适用范围；对于多普勒效应，要知道在波源与观察者靠近时观察者接收到的波的频率变高，而在波源与观察者远离时接收频率变低；即高亢表示远离，低沉表示靠近。
6．AC
【解析】根据光速不变原理知，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，故A正确，太阳光通过三棱镜形成彩色光带是色散现象，B错误；当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大，如果二者远离，间距变大，观察者接收的频率减小，故C正确；光的双缝干涉实验中，光的双缝干涉条纹间距，若仅将入射光从红光改为紫光，由于红光波长大于紫光，则相邻亮条纹间距变小，故D错误；
7．BED
【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹证实了电磁波的存在，A错误；肥皂泡呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象造成的，故B正确；在速度为0.5c的飞船上打开一光源，根据光速不变原理，则这束光相对于地面的速度应为c，故C错误；发生明显衍射的条件是光的波长大于障碍物尺寸或者与障碍物尺寸相差不大；波长越长，波动性越明显，故对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去，故D正确；根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，故E正确．
8．AB
【解析】
A.火车靠近，乘客听到的声音变尖，说明频率变高，属于多普勒现象，A正确；
B. 绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是由于路程差为半个波长的偶数倍的点为振动加强点，若为奇数倍则为振动减弱点，这是声音的干涉结果，故B正确；
C.发生明显衍射的条件是波长比障碍物的尺寸小或差不多，不符合这个条件也能发生，只是衍射现象不明显，C错误；
D. 把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，是声音沿钢铁传播过来的，这属于声波在不同介质中传播速度与能量衰减规律的问题，故D错误．
故选AB．
【名师点睛】
频率相同的波才能发生干涉现象，振动方向相同时，相互加强；振动方向相反时，相互减弱；发生明显衍射的条件是波长比障碍物的尺寸小或差不多；耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波在不同介质中传播能量衰减规律的问题．
9．BCD
【解析】科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用光速快，故A错误；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；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C正确；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D正确。所以BCD正确，A错误。
10．BC
【解析】
产生多普勒效应的原因是波源频率不变，是因接收频率发生变化，故A错误；频率相同的波，发生干涉现象时，介质中振动方向相同，即为加强的点，则振动能量最大，同理，减弱点振动能量可能为零，故B正确；振动图象和波的图象中，横坐标所反映的物理意义是不同，振动图象横轴是表时间，而波动图象是表各质点平衡位置，故C正确；因频率高，波长小，则次声波的波长比超声波的波长长，因此次声波更容易发生衍射，故D错误．所以BC正确，AD错误．
11．ADE
【解析】
由图知，质点c与质点c'距离波源位移相同，所以振动状态完全相同，A正确；当t=0.125s时波源S第一次达最高点，可求周期T=0.5s，波长λ=vT=4 m/s
，在t=0.125s时质点a开始向上振动，在t=0.25s时，质点a到达波峰，所以t= 0.28s时质点a向平衡位置运动，速度正在增大，故B错误；在t=0.25s时质点b'开始振动，所以在t=2.375s时质点b'处于波峰，故C错误；由于波源开始向上振动，所以介质中所有质点开始振动的方向都是向上，故D正确；根据多普勒效应，若波源S向距它40m的接收器匀速靠近，接收器接收到的频率将大于波源发出的频率2Hz，E正确．
12．BC
【解析】
医院检查身体的“B超”仪没有用到多普勒效应，而彩超则是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故A错误．一位有经验的战士听到飞行的炮弹尖叫声越来越尖锐，说明频率逐渐变大，根据多普勒效应可以判断炮弹正向他靠近，故B正确．接收到遥远天体发出的光波的频率越来越小，因此遥远天体应正在远离地球，故C正确．当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率增加，反之，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率减小，而当沿着波源做圆周运动时，他们的间距没有变化，故D错误．故选BC．
点睛：考查多普勒效应，注意B超与彩超的区别，要知道在波源与观察者靠近时观察者接收到的波的频率变高，而在波源与观察者远离时接收频率变低；即高亢表示远离，低沉表示靠近．
13．CD
【解析】：全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，所以A错误；做受迫振动的物体，其频率等于驱动力的频率，与是否共振无关，所以B错误；地球相对高速飞离地球的飞船中的宇航员是高速运动的，所以宇航员认为地球上的时钟变慢，故C正确；根据多普勒效应，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相比增大，所以D正确．
14．AB
【解析】
试题分析：根据图可知，P1、P2的时间间隔为1秒，即周期为1s，与频率互为倒数，故汽车测速仪发出的脉冲波频率为1Hz，选项A正确；根据图可知，n1和n2之间间隔的刻度值，得时间间隔为0．9秒，即周期为0．9s，周期与频率互为倒数，汽车接收到的脉冲波的频率为1．05Hz；选项B正确，C错误；因汽车接收到的脉冲波的频率增大，根据多普勒效应可知汽车靠近测速仪，选项D错误；
考点：多普勒效应
【名师点睛】汽车在接收到信号之间的距离，要通过其与测速仪之间的距离的变化求出．如何确定汽车运动的时间，是此题的难点．两次信号的时间间隔虽然是1秒，但汽车在接收到两次信号时其通过的路程所对应的时间不是1秒．要从起第一次接收到超声波的信号开始计时，到第二次接收到超声波的信号结束，由此来确定其运动时间．通过的路程与通过这段路程所用的时间对应上是解决此题关键。
15．CD
【解析】
试题分析：在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率；当发生共振时，受迫振动的振幅最大；故A错误；拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了滤去反射光而不是增加透射光的强度，故B错误；地球上接受到离地球远去的遥远星球发出的光波，考虑多普勒效应会出现红移现象，即波长变大，故C正确；全息照相利用了激光的频率单一，具有相干性好的特点，利用了光的干涉现象．故D正确；故选CD．
考点：共振；光的偏振；多普勒效应；全息照相
【名师点睛】该题考查全息照相的原理、受迫振动的频率，光的偏振以及多普勒效应，这一类的知识点在平时的学习过程中要多加积累，多看书记忆即可得分．