2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 3.4多普勒效应及其应用 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册
3.4多普勒效应及其应用 跟踪训练（解析版）
1．超声波是一种频率高于的声波，波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，因此有广泛的应用关于超声波，下列说法中正确的是（　　）
A．由于高频率超声波波长很短，因此衍射本领很强
B．空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
C．当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率
D．超声波测速主要是利用超声波相干性好的特点
2．下列说法正确的是（　　）
A．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象
B．受迫振动的振幅由驱动力的大小决定，与系统的固有频率无关
C．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
D．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
3．下列说法错误的是（　　）
A．弹簧振子运动半个周期的路程一定等于两倍振幅
B．通过超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的干涉
C．将摆钟从成都龙泉山的山脚移动到山峰，摆钟的周期将变大
D．“闻其声不见其人”是波的衍射现象
4．下列说法的错误是（　　）
A．泊松亮虹是光通过圆孔发生衍射时形成的
B．无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射时发生了薄膜干涉
C．增透膜的作用是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度
D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，可以判断该星球正在离我们远去
5．下列哪些现象属于多普勒效应（　　）
A．夏日雷声轰鸣不绝
B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声
C．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同
D．“未见其人，先闻其声”
6．根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“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．宇宙在膨胀 B．宇宙在收缩 C．宇宙部分静止不动 D．宇宙只发出红光光谱
7．关于多普勒效应的叙述，下列说法中正确的是（　　）
A．多普勒效应说明波源的频率发生了变化
B．多普勒效应是由于波的干涉引起的
C．多普勒效应是波共有的特征
D．科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱比较，波长均变小，说明该星系正在远离地球而去
8．下列说法中正确的是（　　）
A．发生多普勒效应时，波源的频率保持不变
B．要发生多普勒效应，波源和观察者间必须有相对运动
C．只有声波会发生多普勒效应
D．在障碍物后面的人可以听到别人说话的声音是多普勒观象
9．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是（　　）
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应
C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变
D．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低
E.当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低
10．站在火车站台上的旅客听到路过的火车鸣笛声的音调变化情况，以下说法正确的是（　 　）
A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低
B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高
C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低
D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高
11．生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为________m/s．
12．公路巡警开车在高速公路上以的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，结果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低．
（1）此现象属于__________
A．波的衍射 B．波的干涉
C．多普勒效应 D．波的反射
（2）若该路段限速为，则轿车是否超速？_______
（3）若轿车以的速度行进，反射回的频率应怎样变化？________
13．由于波源和观察者之间有________，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．
14．车以80km/h速度行驶，从对面开来超高速列车，向背后奔驶而去．此间超高速车所发出的汽笛声开始若听取“哆”音，后来听到的则是降低的“咪”音（假定“哆”音和“咪”音的频率之比为．设声速为1200km/h，则超高速列车的时速是________km/h．
15．下列说法正确的是________．
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理
B鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大
C．地面上的人观察在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变快
D．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰
E无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理
16．如图为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？
17．正在报警的警钟每隔响一声，声波在空气中的速度，警钟已响了很久，问在内：
（1）如果警钟不动，某人乘坐速度的汽车向警钟接近，能听到几次钟响；
（2）如果某人不动，汽车带着警钟以的速度向人接近，人能听到几次钟响；
（3）如果人和警钟都以的速度相互接近或远离，人分别能听到几次钟响。
18．如图所示，声源S和观察A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速率分别为Vs和vA，空气中声音传播的速率为vP，设vs＜vP, vA＜vP，空气相对于地面没有流动．若声源相继发出两个声信号，时间间隔为Δt，请根据发出的这两个声信号声从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt'．（假设两次听到声音的位置都在声源同一侧）
19．某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来．某一时刻雷达发射出一个雷达波脉冲，经过2×10-4s后收到反射波；再隔0.8s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10-4s收到反射波，问；
（1）雷达波是超声波还是电磁波？波速为多少？
（2）若雷达波的频率为1.5×1010Hz，此波的波长为多少？
（3）飞机的飞行速度为多少？
参考答案
1．C
【详解】
A．高频率超声波的波长短，其衍射本领弱，故A错误；
B．声波的传播速度由介质决定，与声波的频率无关，故空气中超声波传播速度与普通声波传播的速度相等，故B错误；
C．波传播的是振动的形式和能量，介质中各点做的都是受迫振动，其振动频率由波源的频率决定，故当超声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于超声波频率，故C正确；
D．超声波测速利用了多普勒效应，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．上下振动的小船是受迫振动，A错误；
B．受迫振动的频率由驱动力的频率决定，与系统的固有频率无关。B错误；
C．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。C正确；
D．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。D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程不一定等于一个振幅，弹簧振子从平衡位置向下运动的过程中，在二分之一个周期里运动的路程等于二倍振幅，故A正确，不符合题意；
B．利用多普勒效应，当间距变化时，接收的频率与发出的频率不相同，则可测量血流速度，故B错误，符合题意；
C．根据单摆周期公式
摆钟移动时，周期将变大，故C正确，不符合题意；
D．隔墙有耳与只听其声不见其人都是波的衍射现象，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．A
【详解】
A．泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，A错误；
B．肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色，是由于泡的内外表面反射光，进行相互叠加而成的，属于薄膜干涉，B正确；
C．根据薄膜干涉的原理，光学镜头上涂的增透膜的作用就是为了减少光的反射损失，增强透射光的强度，C正确；
D．我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长，根据
知频率变小，根据多普勒效应，该星球正在距离我们远去，D正确。
故选A。
5．C
【详解】
A．夏日雷声轰鸣不绝，属于声波的反射，故A错误；
B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声，这是声音的共振，故B错误；
C．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同的现象是多普勒效应，故C正确；
D．“未见其人，先闻其声”是波的衍射现象，故D错误。
故选C。
6．A
【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，红光波长长而频率小，根据多普勒效应的理论可知，物体靠近观察者时，接收到的波的频率会变大，远离观察者时，接收到的波的频率会变小，光谱线向红色部分移动说明，电磁波的频率变小了，这些星球都在远离地球。即宇宙在膨胀。
故选A。
7．C
【详解】
A．多普勒效应说明波源的相对运动，使观察者收到的频率发生了变化。故A错误；
B．根据上一选项分析，多普勒与波的干涉无关。故B错误；
C．多普勒效应是波共有的特征。故C正确；
D．根据多普勒现象，若波源不动，观察者远离波源，则观察者者接收到的频率变小。所以科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱比较，波长均变长，说明该星系正在远离地球而去。故D错误。
故选C。
8．AB
【详解】
A．波源的频率由波源的振动决定，发生多普勒效应时波源的频率保待不变，A正确；
B．要发生多普勒效应，波源和观察者间的距离一定变化，即波源和观察者间必须有相对运动，B正确；
C．只要是波都会发生多普勒效应，C错误；
D．在障碍物后面的人可以听到别人说话的声音是衍射观象，D错误。
故选AB。
9．CDE
【详解】
A．波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，A错误；
B．声源静止时，若观察者向声源运动，能发生多普勒效应，B错误；
CD．声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率增大，当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低，CD正确；
E．声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观察者接收到的频率可能变低，也可能变高，E正确；
故选CDE。
10．BC
【详解】
AB．音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低，火车进站时旅客接收到的频率会变大，故音调变高，故A错误；B正确；
CD．火车离站时，旅客接收到的频率会变小，故音调会变低，故C正确；D错误。
故选BC。
11．30
【详解】
由题给出的信息可知
代入数据可得
解得：
12．C 超速 变高
【详解】
(1)[1].选C．巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，此现象为多普勒效应．
(2)[2].因巡警车接收到的频率变低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定又在后面，可判断轿车车速比巡警车车速大，故轿车超速．
(3)[3].若轿车以20m/s的速度行进，此时巡|警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应变高．
13．相对运动
【解析】
【详解】
由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．
14．200
【分析】
多普勒效应中，观察者和发射源的频率关系为：f′=() f；f′为观察到的频率；f为发射源于该介质中的原始发射频率；v为波在该介质中的行进速度；v0为观察者移动速度，若接近发射源则前方运算符号为+号，反之则为-号；vS为发射源移动速度，若接近观察者则前方运算符号为-号，反之则为+号．
【详解】
当超高速列车迎面驶来时，有：f1=()f????①
当超高速列车驶过他身旁后，有：f2＝()f?? ②
又：?? ③
联立解得：vs=200km/h
15．ABD
【详解】
医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理，故A正确；当鸣笛汽车驶近路人的过程中，两者间距变小，则路人听到的声波频率与波源相比增加，故B正确；在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变慢，故C错误；照相机镜头的偏振滤光片，从而阻碍其它反射光的进入，使得所拍影像清晰，故D正确；无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端，是利用了衍射原理，E错误．
故选ABD。
16．19个
【详解】
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者接收到的频率。如果观察者不动，则1s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波。
17．（1）635次；（2）637次；（3）相互接近：675次；相互远离：533次
【详解】
（1）警钟每隔响一声，发出响声的等效频率
警钟不动，即波源静止，则响声的等效波长（两次响声间的距离）不变，即
不变，而响声相对于人的传播速度和人的运动方向相反，因此响声相对于人的速度变为，所以人接收到的响声的等效频率为
因此内听到的钟响次数
次次
（2）声源向前运动，运动方向和声波的传播方向相同，则响声的等效波长变短
若人静止不动，则响声相对于人的速度没有发生变化，则人接收到的响声的等效频率
因此内听到的钟响次数
次次
（3）人和警钟相互接近时，声源运动方向和响声传播方向相同，则响声的等效波长变短，
人的运动方向和响声的传播方向相反，则声速相对于人增大，为，则人接收到的响声的等效频率
因此内听到的钟响次数
次次
人和警钟相互远离时，声源运动方向和响声传播方向相反，则响声的等效波长变长，
人的运动方向和响声的传播方向相同，则声速相对于人减小，为，则人接收到的响声的等效频率
因此内听到的钟响次数
次次
18．；
【详解】
设、为声源发出两个信号的时刻，、为观察者接收到两个信号的时刻。
则第一个信号经过时间被观察者接收到，第二个信号经过时间
被观察者接收到。且
△，△
设声源发出第一个信号时，、两点间的距离为，两个声信号从声源传播到观察者的过程中，它们运动的距离关系如图所示，
可得
△
由以上各式，得
同理可得：当在前面时的
19．（1）3×108m/s；（2）；（3）
【详解】
（1）雷达波是电磁波（或微波、或无线电波）
波速即等于光速
c = 3×108m/s
（2）由
（3）由