物理鲁科版 (2019)第4节 多普勒效应及其应用练习

3.4多普勒效应及其应用基础巩固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．机械波和电磁波都能产生多普勒效应。下列现象中不属于利用多普勒效应的是（　　）

A．交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速

B．医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常

C．发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离

D．天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度

2．下列说法正确的是（选项C、D中声源与观察者在同种介质中）（　　）

A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉的结果

B．因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象

C．声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率

D．声源与观察者相互靠近时，声波波速变大，故观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率

3．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　）

A．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象

B．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低

C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应

D．只要是性质相同的波，都可以发生干涉

4．下列说法正确的是（     ）

A．一切波的传递都需要介质

B．机械波传递过程中各质点的振动是受迫振动

C．波从一种介质进入另一种介质波速不变

D．波源与接受者距离靠近时波源频率变高

5．下列说法不正确的是（     ）

A．若声波波源远离观察者，则观察者接收到的声波频率增大

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远得多

D．“闻其声而不见其人”是声波的衍射现象

6．下列说法正确的是（　　）

A．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

B．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

C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大

D．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

7．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（       ）

A．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化

B．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动

C．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高

D．机械波不能发生多普勒效应

8．关于多普勒效应，下列说法正确的是（     ）

A．多普勒效应是由波的干涉引起的

B．多普勒效应是由波源和观察者之间有相对运动而产生的

C．多普勒效应说明波源的频率发生了变化

D．只有波长较大的声波才可以产生多普勒效应

9．下列说法正确的是（　　）

A．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

B．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

C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大

D．树荫下的太阳光斑大多成圆形是因为光的衍射

10．处于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，波刚传播到x=40m处，波形如图所示。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．x=10m处质点每秒向右移动200m

C．若波源向x轴正方向匀速运动，接收器接收到波的频率大于10Hz

D．当t=0.1s时，x=40m处的质点恰好到达波谷的位置

11．下列关于机械波的说法正确的是（   ）

A．机械波可以在真空中传播

B．声波是纵波，声音从空气进入水中，频率变大，波长变小

C．医生利用超声波探测病人血液的流速利用了多普勒效应

D．机械波只能传递能量，不能传递信息

12．关于机械振动和机械波的以下说法中，正确的是(　　   )

A．单摆运动的回复力就是摆球受到的合力

B．波动过程是介质质点由近及远移动的过程

C．波动过程是能量由近及远传递的过程

D．当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，这是由于声波发生了衍射现象导致的

13．如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰，下列说法正确的是（　　）

A．该图表示的是衍射现象 B．该图表示的是多普勒效应

C．该图表示波源正在向B点移动 D．观察者在图中的A点接收到的波的频率最低

14．关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）

A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化

B．产生多普勒效应的原因是观察者或波源发生运动

C．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率

D．甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率高于他听到的乙车笛声频率

15．下列物理现象：①闻其声而不见其人；②当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到音调变高。这两种现象分别属于声波的（　　）

A．衍射、多普勒效应 B．干涉、衍射

C．共振、干涉 D．衍射、共振

二、填空题（共4题）

16．新型列车动车组速度可达300 km/h，与该车汽笛声的音调相比，

(1)站在车前方路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)，站在车后方路旁的人听起来音调_______ (选填“偏高”或“偏低”)．

(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样___？此时列车汽笛发出的声波频率变化了吗_____？

(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样____？

17．如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。

（1）该图表示的是___________。

A．干涉现象   　　　B．衍射现象

C．反射现象   　　　D．多普勒效应

（2）波源正在移向___________（选填A、B、C、D点）。

（3）观察到波的频率最低的点是___________（选填A、B、C、D点）。

18．某物体发出的声音在空气中的波长为1 m，波速为340 m/s，在海水中的波长为4.5 m。

(1)该波的频率为___________Hz，在海水中的波速为___________m/s。

(2)若物体在海面上发出的声音经0.5 s听到回声，则海水深为多少___________？

(3)若物体以5 m/s的速度由海面向海底运动，则经过多长时间听到回声___________？

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．蝙蝠有完善的发射和接收超声波的器官，一只蝙蝠以的速度垂直于墙飞行，且以的频率发超声波，并经接收到回声。若声速是，求蝙蝠发射超声波时离墙的距离及蝙蝠所发出的超声波的波长？

21．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20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，则观察者在这1 s内接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？

22．一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。

23．正在报警的警钟每隔0.5 s响一声。一个人正坐在以60 km/h的速度向着警钟行驶的车中。已知声音在空气中的速度为330 m/s，则这个人在每分钟内能听到几声警钟？

参考答案：

1．C

2．C

3．C

4．B

5．A

6．D

7．B

8．B

9．B

10．C

11．C

12．C

13．B

14．B

15．A

16．     偏高     偏低     偏高     不变     不变

17．     D     A     B

18．     340     1530     382.5 m     0.498 s

19．     大于     D     D     小于

20．，

21．19个，340m

22．变高，

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。

23．126次