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 课后作业（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 课后作业（解析版）
1．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当汽车向你驶来时，听到声音的频率等于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，听到声音的频率小于300 Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率大于300 Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率小于300 Hz
2．下列有关机械波的说法中不正确的是（　　）
A．我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果
B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长小得多
C．医院中的“B超”是利用超声波的反射来检查身体有无异常
D．根据听到的火车汽笛声的音调变化判断火车的行驶方向是多普勒效应的应用
3．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一定越来越小
B．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
C．水波绕过水面的小树枝继续传播的过程中发生了衍射
D．“闻其声不见其人”是声波的反射现象
4．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；③当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低；④雷声在云层里轰鸣不绝．这些物理现象分别属于波的（　　）
A．衍射、干涉、多普勒效应、反射 B．衍射、多普勒效应、干涉、折射
C．折射、干涉、多普勒效应、反射 D．衍射、折射、多普勒效应、干涉
5．如图所示，静止的雷达测速仪发射频率为的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车反射后，又被接收到。则（　　）
A．接收到的反射波频率等于
B．的发射波与的反射波相遇会发生干涉
C．反射波在空气中的传播速度与运动速度有关
D．根据接收到的反射波的频率可确定的速度
6．一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化正确的是（　　）
A．频率变高 B．频率不变 C．波速变大 D．波长不变
7．一辆大客车上有一个声源发出频率一定的乐音，当大客车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。当观察者坐上一辆小轿车后听到这个乐音的音调比原来低的是（　　）
A．小轿车静止，大客车向他驶来
B．小轿车静止，大客车离他驶去
C．大客车静止，小轿车向着大客车驶去
D．大客车在前、小轿车在后，且小轿车速度大于大客车速度
8．下列关于振动和波的说法中，正确的是（ ）
A．往复运动不一定是机械振动
B．受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率
C．介质随波一起由近及远向外传播，形成了机械波
D．两列波叠加，振动减弱的区域振幅始终为0
E.火车进站时，驻立在站台边的旅客听到火车鸣笛的音调变高
9．不列说法正确的是（　　）
A．空气中传播的声波是一种纵波
B．横波的振动方向与传播方向共线
C．当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸比波长大的多，将发生明显衍射现象
D．火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高
10．如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　）
A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高
B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
C．女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低
D．女同学从B向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
11．如图表示产生机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰，该图表示___________现象，观察到波的频率最高和最低的位置分别是________、________。
12．判断下列说法的正误。
（1）发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化。（____）
（2）当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。（____）
（3）当观察者远离波源运动时，观察者接收到的波的频率变大。（____）
13．利用光波的频率变化，计算星球________或________我们的速度。
14．利用超声波测血流速度
医生向人体发射频率已知的超声波，测出被血流反射后的波的________变化，就可知道血流的________。
15．警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化，思考下列问题：
（1）你听到警笛的音调有何不同？
（2）实际上警笛的音调会变化吗？
（3）听到音调发生变化的原因是什么？
16．如图是在公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪指向车辆发出超声波脉冲信号，并接收经车辆反射的超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。在某次测速过程中，超声波测速仪对某一汽车共发射两次信号，接收两次信号，数据如下：（测速仪固定不动），已知超声波在空气中传播的速度是340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶。
（1）求汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离；
（2）若该路段汽车限速60km/h，则该汽车的行驶速度是否合法？
（3）从测速仪发出的第一个超声波脉冲时作为计时起点，在图中作出超声波的位移—时间图像。
时刻/s 0 0.5 1 1.6
事件 发生第一次
超声波信号 接收第一次
超声波信号 发生第二次
超声波信号 接收第二次
超声波信号
17．公路巡警驾驶巡警车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，该路段限速为100km/h。巡警车向前方在同一直车道上行驶的轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波的频率比发出时的低，该轿车是否超速？请说明理由。
18．一般渔船向鱼群发出超声波。若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与渔船发出的超声波相比，其频率如何变化？请说明理由。
19．以速度u＝20m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275 Hz，已知常温下空气中的声音传播速度v＝340m/s。
(1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
(2)当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
参考答案
1．D
【详解】
AB．汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，当汽车向你驶来时，两者间距变小，则听到喇叭声音的频率大于300Hz，故AB错误；
CD．汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，当汽车和你擦身而过后，两者间距变大，则听到喇叭声音的频率小于300Hz，故C错误，D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．我们能够听到墙外的声音是声波发生衍射的结果，选项A错误，符合题意；
B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长小得多，选项B正确，不符合题意；
C．医院中的“B超”是利用超声波的反射来检查身体有无异常，选项C正确，不符合题意；
D．根据听到的火车汽笛声的音调变化判断火车的行驶方向是多普勒效应的应用，选项D正确，不符合题意；
故选A。
3．C
【详解】
A. 根据多普勒效应，若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率增大，故A错误；
B. 当声波的频率等于玻璃杯的固有频率时玻璃杯震荡最剧烈，最容易被击碎，即声波击碎玻璃杯的实验原理是共振，故B错误；
C. 水波绕过水面的小树枝继续传播的过程是因为水波的波长与小树枝的大小差不多或更长，水波发生了衍射，故C正确；
D. “闻其声不见其人”是声波绕过障碍物继续传播的现象，是声波的衍射现象，故D错误；
故选C。
4．A
【详解】
“空山不见人，但闻人语响”即听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，音叉发出两个相同频率的声波相互叠加，从而出现加强区于减弱区，这是声音的干涉；当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低，因此这是多普勒效应；雷声在云层里轰鸣不绝这是由于波的反射，由于传播距离不同，传到人耳的时间不同导致，故A正确，BCD错误。
故选A。
5．D
【详解】
AB．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生了变化；若声源和观察者靠近时，频率会变大，所以接收到的反射波频率大于，由于频率发生变化，的发射波与的反射波相遇不会发生干涉，故AC错误；
C．同一介质中波的传播速度相等，故C错误；
D．设接收到的反射波的频率为，a发射的波的频率为f，波在空气中的速度为v，车的速度为，由
可知根据接收到的反射波的频率可确定的速度，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
根据多普勒效应，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，波长变短，波速不变，则一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化是频率变高，波长变短，波速不变，所以A正确；BCD错误；
故选A。
7．B
【详解】
根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高。当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低。?由于观察者听到这个乐音的音调比原来降低，即接收到的声波频率减小，说明波源和观察者之间的距离在增大。
故选B。
8．ABE
【详解】
A．只有在平衡位置附近做复运动的物体才叫振动，A正确；
B．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，B正确；
C．波的传播中介质中的质点不随波迁移，C错误；
D．若两列波的振幅不相等，则两列波叠加，振动减弱的区域振幅始终不为0，D错误；
E．音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低，火车进站时由多普勒效应可知旅客接收到的频率会变大，故音调变高，E正确。
故选ABE。
9．AD
【详解】
A．空气中粒子振动方向与传播方向相同，在空气或液体中传播的声波是一种纵波，故A正确；
B．横波的振动方向与传播方向相互垂直，故B错误；
C．波的波长大于障碍物的尺寸时能发生明显衍射现象，所以当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸比波长大的多，将不能发生明显衍射现象，故C错误；
D．由多普勒效应可知当火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高，故D正确。
故选AD。
10．ACD
【详解】
女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到哨声音调变低，故ACD正确，B错误。
故选ACD。
11．多普勒效应 A B
【详解】
略
12．错误 错误 错误
【详解】
略
13．靠近 远离
【详解】
略
14．频率 速度
【详解】
略
15．（1）警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低；（2）实际上警笛的音调不会变化；（3）见解析
【详解】
（1）警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低
（2）实际上警笛的音调不会变化
（3）警车与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增加；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小，因此会感觉警笛音调变化
16．（1）17m；（2）合法；（3）
【详解】
（1）由题意可知，零时刻发出第一次超声波，经过0.5s接收到，则汽车距离发射源的距离为
从1s时刻发出的第二次超声波，经过0.6s接收到，则汽车距离发射源的距离为
则汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为
（2）汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为
则汽车的速度为
因为58.3km/h＜60km/h，所以汽车的行驶速度合法。
（3）从测速仪发出的第一个超声波脉冲时作为计时起点，在图中作出超声波的位移—时间图像如图
17．超速，见解析
【详解】
巡警车接收到的超声波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离。又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100 km/h，已经超速。
18．变高，见解析
【详解】
被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高
理由是：渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，波速由介质决定，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比波速不变，根据声音的多普勒效应，声源移向观察者时接收频率变高，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高。
19．(1)292 Hz；(2)260 Hz
【详解】
(1)火车驶来，以观察者为参考系，观察者接收到的频率增大
(2)火车驶去，以观察者为参考系，观察者接收到的频率减小