2021-2022学年沪科版（2019）选择性必修第一册 3.6多普勒效应 课时练（word版含解析）

2021-2022学年沪科版（2019）选择性必修第一册
3.6多普勒效应课时练（解析版）
1．下面哪项物理知识的应用没有用到多普勒效应的知识（　　）
A．铁路工人用耳朵贴在铁轨上可判断附近有没有火车行驶
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．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
D．有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声判断飞行炮弹是接近还是远去
【答案】A
【分析】
多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的距离发生变化,使观察者收到的频率发生了变化。
【详解】
A． 铁路工人用耳朵贴在铁轨上可判断附近有没有火车行驶，,是因为声音在固体中传播的比空气中快，与多普勒效应无关，故A符合题意；
B．交通警察对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，根据接收到的频率发生变化，来知道汽车的速度，以便于进行交通管理，利用了多普勒效应；故B不符合题意；
C．利用地球上接收到遥远天体发出的原子光谱线的移动来判断遥远天体相对地球运动的速度，利用了多普勒效应，故C不符合题意；
D． 有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声来判断飞行炮弹是接近还是远去，频率变高表示靠近，频率降低表示远，利用了多普勒效应，故D不符合题意；
故选A。
2．如图所示，我爱发明节目松果纷纷落中的松果采摘机利用了机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。则（　　）
A．工作中，树干的振动频率可能小于采摘振动头的振动频率
B．为避免被落下的松果砸中，拾果工人快速远离采摘机，他会感到采摘机振动声调降低
C．采摘振动头振动频率增加，落果效果越好
D．采摘振动头停止振动，则树干的振动频率逐渐减小
【答案】B
【详解】
A．工作中，树干做受迫振动，所以振动频率等于采摘振动头的振动频率。故A错误；
B．根据多普勒效应，拾果工人快速远离采摘机，他会感到采摘机振动声调降低。故B正确；
C． 采摘振动头振动频率增加，落果效果不一定越好。采摘振动头振动频率与树干的固有频率相同时落果效果最好。故C错误；
D． 采摘振动头停止振动，则树干的振动频率不变，振幅减小。故D错误。
故B正确。
3．下列有关波的说法不正确的是（　　）
A．反射波的波长、频率和波速都与入射波相同
B．只有波才有衍射现象
C．当观察者与波源两者相互接近时，接收的频率将大于波源频率
D．只有频率相同的两列波在相遇区域才能叠加
【答案】D
【详解】
A．反射不改变波的性质，波长、频率和波速都与入射波相同，故A正确，但不符合题意；
B．粒子无衍射现象，衍射是波特有的性质，故B正确，但不符合题意；
C．根据多普勒效应，观察者与波源两者相互接近时，接收的频率将变大，故C正确，但不符合题意；
D．所有波与另一个波都可叠加，但只有频率相同时，才能形成稳定的干涉图像，故D错误，符合题意。
故选D。
4．下列说法正确的是（　　）
A．因衍射是波特有的特征，所以波遇到障碍物时一定能发生明显衍射现象
B．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大
C．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大
【答案】C
【详解】
A．一切波在任何条件下都能发生衍射现象，但只有障碍物的尺寸与波长相差不多，或比波长小时,衍射现象才明显，故A错误；
B．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B错误；
C．医生利用超声波探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C正确；
D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长增大，频率不变，故D错误。
故选C。
5．下列关于多普勒效应的说法中，不正确的是（　　）
A．多普勒效应是当波源和观测者相对介质运动时，观测频率与波源频率不同的现象
B．机械波和光波都能发生多普勒效应
C．当波源静止，观测者向着波源运动时，观测者接收的波速不变，波长变长
D．观测者静止，波源向着观测者运动时，观测者接收的波长变短，波速不变
【答案】C
【详解】
A．多普勒效应是当波源和观测者相对介质运动时，观测频率与波源频率不同的现象，A正确；
B．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应，B正确；
CD．根据多普勒效应可知，当波源靠近接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率高，波速不变，根据
波长变短，C错误D正确。
故选C。
6．“B超”可用于探测人体内脏的变化状况。如图为超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图。超声波在进入肝脏发生折射时遵循与光的折射规律类似，可表述为（式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度），超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同。已知v2=0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角为i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h为（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】
已知入射角为i，设折射角为α，根据题意有
可得
故选D。
7．根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到波的频率增大；反之，观察者接收到波的频率减小。天文观测到某遥远星系所生成的光谱呈现“红移”，即谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知（　　）
A．观察者接收到光波的波长增大，该星系正在靠近观察者
B．观察者接收到光波的波长减小，该星系正在靠近观察者
C．观察者接收到光波的波长增大，该星系正在远离观察者
D．观察者接收到光波的波长减小，该星系正在远离观察者
【答案】C
【详解】
科学家们发现了红移现象，即光谱线都向红色部分移动了一段距离，即接受到的光的波长增大，频率减小，根据多普勒效应的理论可知这些星球都在远离地球，即宇宙在膨胀。
故选C。
8．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　）
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低
D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同
E.天文学上根据星球上某些元素发出的光波的频率，可以算出星球靠近或远离我们的速度
【答案】BCE
【详解】
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，这是由于光速比声速大的缘故，与多普勒效应无关，故A不符合题意；
B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化，从而知道血流的速度，这是观察者相对波源运动时接收到波的频率发生变化的现象，所以利用了多普勒效应，故B符合题意；
C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低，这是观察者相对波源运动时接收到波的频率发生变化的现象，可以用多普勒效应解释，故C符合题意；
D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，这是由于波在不同介质中波速不同的缘故，与多普勒效应无关，故D不符合题意；
E．天文学上根据星球上某些元素发出的光波的频率，可以算出星球靠近或远离我们的速度，这是观察者相对波源运动时接收到波的频率发生变化的现象，所以利用了多普勒效应，故E符合题意。
故选BCE。
9．下列说法正确的是（　　）
A．只有频率相同的两列波才有可能发生稳定干涉
B．发生稳定干涉时，振动加强的质点的位移有时也会小于振动减弱的质点的位移
C．孔越大，衍射现象越明显
D．观察者相对介质不动，波源远离观察者时，观察者接收到的频率比波源的频率大
【答案】AB
【详解】
A．根据形成稳定干涉的条件知，只有频率相同的两列波在相遇区域才可能形成稳定的干涉图样，故A正确；
B．根据干涉的特点可知，发生稳定干涉时，振动加强的质点的振幅增大，但位移有时为零，也会小于振动减弱的质点的位移。故B正确；
C．波发生明显的衍射现象的条件是：当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小。孔越小，衍射现象越明显。故C错误；
D．若观察者相对介质不动，波源远离观察者时，间距变大，则观察者接收到的频率减小，故D错误。
故选AB。
10．如图甲所示，O、P为介质中的两点，O为波源，OP间距为6m。t=0时刻O点由平衡位置开始向上振动，向右产生沿直线传播的简谐横波，图乙表示t=0时刻开始P点振动的图象。则以下说法正确的是（　　）
A．该波的波长12m
B．该波的周期为4s
C．该波的波速为2m/s
D．若波源O向右靠近P点运动，则P点的观察者接收到的波的频率小于波源的频率
【答案】AB
【详解】
ABC．由图乙知，振动从O传播到P需要2s，则波的传播速度
由图乙知，质点振动的周期是4s，波的周期也是4s，根据可得波的波长
选项AB正确，C错误；
D．若波源O向右靠近P点运动，则P点的观察者接收到的波的频率大于波源的频率，选项D错误。
故选AB。
11．关于下列四幅图的说法，正确的是（　　）
A．图甲中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大
B．图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率一定相同
C．图丙是两种光现象图案，上方为光的干涉条纹、下方为光的衍射条纹
D．图丁中雷达测速仪是利用波的多普勒效应原理
【答案】BCD
【详解】
A．由单摆周期
可知，摆长越大，周期越大；又有C摆开始振动后，A、B、D三个摆做受迫振动，A摆和C摆周期相等，发生共振，振幅最大，故A错误；
B．由两波发生稳定干涉现象可得：两波频率相等，故B正确；
C．上方条纹间距相等，为干涉条纹；下方越往外，条纹越窄，越暗，为衍射条纹，故C正确；
D．雷达测速主要是利用多普勒效应原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射的频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射的频率。如此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度，故D正确。
故选BCD。
12．下列说法正确的是（　　）
A．鸣笛火车进站时，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高
B．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度相同
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
E.在用单摆测重力加速度实验中，若所测g值偏大，可能是把n次全振动误记为n+1次
【答案】ADE
【详解】
A．根据多普勒效应可知，鸣笛火车进站时，声波的传播速度变大，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高。故A正确；
B．声波的传播速度与介质有关，同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不相同。故B错误；
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加也相互加强，都属于振动加强点。故C错误；
D．根据多普勒效应，超声波被血管中的血流反射后，由于血液流动使探测器接收到的超声波频率发生变化。故D正确；
E．把n次全振动误记为n+1次，则带入计算得周期偏小，根据公式有
计算得到的加速度的值偏大。故E正确。
故选ADE。
13．下列说法中正确的是（　　）
A．若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小
B．声波击碎玻璃杯的实验原理是共振
C．超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多
D．“闻其声不见其人”是声波的干涉现象
【答案】BC
【详解】
A．由多普勒效应可知，若声波波源向观察者运动，则接收到的声波频率增大，A错误；
B．声波击碎玻璃杯是因为声波频率与玻璃杯的固有频率相同，发生共振导致玻璃杯破碎，B正确；
C．由于水对光波和无线电波的吸收比对声波吸收得多，所以超声波在水中传播的距离比光波和无线电波在水中传播的距离远得多，C正确；
D．“闻其声不见其人”是声波的衍射现象，D错误；
故选BC。
14．下列各仪器的分析中正确的是（　　）
A．偏光镜是利用纵波偏振特性的仪器
B．医学上用的内窥镜用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理
C．照相机镜头呈淡紫色是光的衍射引起的
D．雷达测速仪是利用波的多普勤效应原理
【答案】BD
【详解】
A．偏光镜是利用横波偏振特性的仪器，故A错误；
B．内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理，故B正确；
C．照相机镜头呈淡紫色是光的薄膜干涉引起的，故C错；
D．雷达测速主要是利用多普勒效应原理: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.如此即可借由频率的改变数值,计算出目标与雷达的相对速度，故D正确。
故选BD。
15．下列说法正确的是（　　）
A．由可知机械波的传播速率由波长和频率共同决定
B．机械波在经过不同介质的界面时会发生反射和折射
C．“彩超”利用多普勒效应比较反射波相对入射波频率的变化可测出人体血液流动的速度
D．在双缝干涉实验中，双缝间距和双缝到光屏距离一定时，干涉条纹间距与波长成正比
【答案】BCD
【详解】
A．机械波的传播速率由介质性质决定，与波的波长和频率无关，所以A错误；
B．机械波和光波一样，在界面处会发生反射和折射，所以B正确；
C．“彩超”原理即是利用多普勒效应比较反射波相对入射波频率的变化来检查身体状况和测定血液流速的，所以C正确；
D．由双缝干涉条纹间距可知，在双缝干涉实验中，双缝间距和双缝到光屏距离一定时，干涉条纹间距与波长成正比，所以D正确；
故选BCD。
16．一只汽船以4 m/s的速度在无风河面上航行，船上发出一声鸣笛，旅客在3 s后听到前方悬崖反射回来的声音，问悬崖离汽船原来的位置有多远？
【答案】516 m
【详解】
如图所示，设船发出鸣笛声于B处，旅客听到回声位置在A处，即3 s内汽船前进了A、B间距离l，则声波经过（2s－l）的距离。有
v声t＝2s－l＝2s－v船t
得
17．蝙蝠是通过声波的反射来判断前方是否有障碍物的。科学家在蝙蝠飞行的空间里横跨了很多系有铜铃的绳索，蝙蝠黑暗中在此空间飞行时不会碰撞这些绳索而导致铜铃发声。据此，你认为蝙蝠发出的声波频率应该具有怎样的特征？尽可能用数量级来描述你的估算。
【答案】见解析
【详解】
我们人耳能听见的声音频率范围在到之间，蝙蝠发出的是超声波，频率大于。
18．在网络搜索引擎上键入“多普勒效应”一词，查找多普勒效应的应用，并写出一篇介绍文章，全班同学进行交流。
【答案】见解析
【详解】
1.雷达测速仪
检查机动车速度的雷达测速仪是利用多普勒效应。交警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红外线，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车车辆的速度；
2.多普勒效应在医学上的应用
在临床上，多普勒效应用也不断增多，近年来迅速发展起来的超声波脉冲检查仪就是一个很好的例子。当声源或反射界面移动时，比如当红细胞流经心脏大血管时，从其表面散射的声音频率改变，由这种频率偏移就可以知道血流的方向和速度。
19．为了理解多普勒效应，可以设想一个抛球的游戏（如图）。设想甲每隔向乙抛一个球，如果甲、乙都站着不动，乙每隔接到一个球。如果甲抛球时仍然站着不动，而乙以一定速度向甲运动，这时乙接球的时间间隔是否还是？如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是否会有变化？
【答案】乙以一定速度向甲运动，乙接球的时间间隔小于，如果乙靠向甲的速度增大，乙接球的时间间隔是会有变化
【详解】
当甲乙均不动时，相当于观察者乙与波源甲相对静止，观察到的频率等于波源震动的频率，当乙以一定的速度向甲运动，相当于观察者向波源靠近，由于间距缩短，观察着接收到的波的频率增大，乙接到球的时间会缩短，乙接球的时间间隔小于，如果乙靠向甲的速度增大，相当于观察者向波源靠近的比较快，间距缩短的较快，观察者接受到的波的频率增大的较快，乙接到球的时间会继续减小。
20．在高速公路上常用超声波测速仪测量汽车的速度，测速仪是根据它发出并接收超声波脉冲信号时间差来测出汽车速度的。设超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔为，超声波在空气中传播的速度是。若汽车静止时，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为。问：
(1)当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于时，你能判定汽车是做怎样的运动吗？反之又怎样？
(2)若这一时间间隔为，则汽车行驶的速度是多少？
【答案】(1)当超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔大于时汽车在做远离测速仪的运动；反之，做接近测速仪的运动 (2)
【详解】
（1）设第一次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t1，第二次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t2，第一次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为
第二次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为

若汽车静止，则x1=x2，△t1=△t2，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为1s．
当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于1s时，△t2＞△t1，结合两式可得
x2＞x1
所以汽车远离超声波测速仪；
反之，当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔小于1s时，△t2＜△t1，结合两式可得
x2＜x1
所以汽车向超声波测速仪运动．
（2）超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔为1.2s时，两次脉冲运动的时间差：
△t2-△t1=1.2-1.0=0.2s
汽车运动的时间

则汽车在1.1s内的位移

所以汽车的速度