物理选择性必修 第一册第4节 多普勒效应及其应用测试题

3.4多普勒效应及其应用同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．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声波的干涉

C．声呐的工作原理是超声波的反射

D．“闻其声不见其人”是声波的反射现象

2．两辆汽车甲与乙，在时刻，分别距十字路O处的距离为和。两车分别以速率和沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率鸣笛，则在任意时刻t汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化（已知声速为u，且有、）（　　）

A．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低

B．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率可能等于波源发出的频率

C．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低

D．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高

3．下列说法正确的是（　　）

A．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射

B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的干涉现象

C．光学镜头上的增透膜是利用光的色散

D．用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象

4．下列说法正确的是（　　）

A．对于受迫振动，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大

B．眼睛眯成一条线看到发光的电灯周围有彩色条纹属于光的衍射现象

C．只有障碍物的尺寸比波的波长小或相差不多的时候才会发生衍射现象

D．火车向我们驶来鸣笛时，听到的笛声频率将比声源的频率低

5．交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，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辆的速度，其工作原理利用的是（　　）

A．波的干涉 B．波的衍射 C．波的折射 D．多普勒效应

6．下列说法正确的是(       )

A．做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关

B．“隔墙有耳”现象是指声波发生了明显衍射现象

C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象

D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理

7．医院有一种先进的检测技术﹣﹣彩超，就是向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速，这一技术利用了物理学中的下列哪一原理（　　）

A．回声 B．波的衍射 C．波的干涉 D．多普勒效应

8．下列关于机械振动和机械波说法正确的是（        ）

A．简谐波一定是横波，波上的质点均做简谐运动

B．两个完全相同的振源产生的波相遇时，振动振幅最大的质点是发生了共振

C．在平直公路上一辆警车鸣着笛匀速驶过一站在路边的观察者，警车发出的笛声频率恒定，观察者听到的笛声频率先逐渐变小，后逐渐变大

D．可闻声波比超声波更容易发生明显的衍射，是因为可闻声波的波长比超声波的波长更长

9．在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v＝200m/s，已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，如图所示。在x=400m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．从t＝0开始经0.15s，x＝40m处的质点运动的路程为0.5m

C．接收器在t＝2s时才能接收到此波

D．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为11Hz

10．某人站在地面上某处，一架飞机由远而近从人的头顶上方匀速飞过，则人听到飞机发出声音的频率（　　）

A．越来越低 B．越来越高

C．先变高后变低 D．先变低后变高

11．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

12．在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v＝200 m/s，已知t＝0时波刚好传到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．波源的起振方向沿y轴正方向

B．接收器在t＝2 s时才能接收到此波

C．从t＝0开始经0.15 s，x＝40 m处的质点运动的路程为30cm

D．若波源向x轴正方向移动，接收器收到的波的频率可能为12Hz

13．两列机械波在同种介质中相向而行，、为两列波的波源，以、连线和中垂线为轴建立如图所示的坐标系，、的坐标如图所示。某时刻的波形如图所示。已知波的传播速度为，点有一个观察者，下列判断正确的是（　　）

A．两波源、的起振方向相同

B．经过足够长的时间的振幅为

C．波源产生的波比波源产生的波更容易发生衍射现象

D．当观察者以的速度向点运动时，观察者接收到波的频率为

14．在某种介质中，一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，此时质点A在波峰位置，质点D刚要开始振动，A、B、C、D四个质点中某个质点的振动图像如图乙所示。时刻在D点有一台机械波信号接收器（图中未画出），正以的速度沿x轴正向匀速运动下列说法正确的是（　　）

A．质点C的起振方向沿y轴负方向

B．无法判断图乙所示为四个质点中哪一个质点的振动图像

C．信号接收器可以接收到该机械波

D．如果只改变该信号接收器的速度的大小，使它能接收到该机械波，则它接收到该机械波的频率大于

15．在天文学上，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度。这是利用了波的（　　）

A．折射 B．干涉 C．衍射 D．多普勒效应

二、填空题（共4题）

16．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．

17．利用多普勒测速仪测速

交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，测量反射波的________，根据反射波________变化的多少，就能知道车辆的速度。

18．如图所示，一名观察者站在桥上观察一列复兴号高铁列车鸣笛通过桥梁向远处驶去。已知复兴号高铁列车通过桥梁所在路段时的速度为280km/h，列车发声器发出的笛声频率为500Hz，声音在空气中传播的速度为340m/s，则列车发声器发出的笛声的波长为___________m，在列车远去时站在桥上的观察者听到笛声的波长___________（填“大于”“等于”或“小于”）上述计算值。

19．阅读短文，回答下列问题：

超声测速仪

如图甲所示是公路旁边的超声波测速仪，它向行驶的车辆发射频率为f0（一般为30kHz～100kHz）的超声波，当车辆向它靠近时，车辆反射回来的超声波频率f增大；当车辆远离时，反射回来的超声波频率f减小，变化的频率Δf=|f0-f|与车辆速度v关系如图乙所示．

超声波测速仪内部工作原理如图丙所示，P、Q是压电超声换能器，在外力作用下发生形变时会产生电压，形变消失后，电压随之消失；反之，当在其上加一定电压就会发生形变，电压消失后，形变随之消失．超声波测速仪内部振荡电路产生高频交流电压加到P上，P产生相同频率的超声波；被车辆反射回来的超声波在Q上产生交流电压，其频率与反射波的频率相同，比较电路将振荡电路和放大电路的两种频率的交流电压进行比较，计算出它们的差值Δf=|f0-f|，由Δf就能知道车辆的速度．

（1）车辆靠近超声波测速仪时，反射回来的超声波频率f____f0(填：大于/等于/小于)；

（2）超声小测速仪工作时，压电超声换能器_____．

A．均将形变转换成电压       B．P将形变转换成电压，Q将电压转换成形变

C．均将电压转换成电流       D．P将电压转换成形变，Q将形变转换成电压

（3）为使超声波测速仪正常工作，振荡电路中产生交流电的图像可能是下图中

     的_____．

（4）汽车先后以v1和v2的速度远离超声波测速仪时，反射回来超声波的频率分别为f1和f2，且f1大于f2，则v1______v2(填：大于/等于/小于)．

三、综合题（共4题）

20．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？

21．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？

22．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。

23．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？

参考答案：

1．C

2．C

3．A

4．B

5．D

6．B

7．D

8．D

9．D

10．A

11．C

12．D

13．D

14．C

15．D

16．相对运动

17．     频率     频率

18．     0.68m     大于

19．     大于     D     D     小于

20．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

21．（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

22．超速，

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。

23．(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)