高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 多普勒效应精练

3.5 多普勒效应

知识点01  多普勒效应

1．多普勒效应

波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象．

2．多普勒效应产生的原因

(1)当波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观测到的频率等于波源振动的频率．

(2)当波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加(选填“增加”或“减小”)，观测到的频率增加(选填“增加”或“减小”)；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率减小(选填“增加”或“减小”)．

【即学即练1】(多选)一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发出的超声波相比(　　)

A． 波速变大

B． 波速不变

C． 频率变高

D． 频率不变

知识点02  多普勒效应的应用

1．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，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．

2．利用超声波测血流速度

医生向人体内发射频率已知的超声波，测出被血管中的血流反射后的波的频率变化，就可知道血流的速度．

3．利用光波的频率变化，计算星球靠近或远离我们的速度．

【即学即练2】(多选)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，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，她感受哨声音调变高

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C点向右运动时，她感觉哨声音调不变

D． 女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低

考法01多普勒效应

1．相对位置变化与频率的关系

2．成因归纳

根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动，且两者间距发生变化．

【典例1】如图表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为f0，该图表示波源正在向______(填“A”“B”“C”或“D”)点移动；观察者在图中A点接收波的频率将______f0(填 “大于”“等于”或“小于”)．

题组A  基础过关练

一、单选题

1．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

2．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

3．如图所示，表示的是产生机械波的波源O正在做匀速直线运动的情况，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布．为了使静止的频率传感器能接收到的波的频率最低，则应该把传感器放在（    ）

A．A点

B．B点

C．C点

D．D点

4．波源的振动频率为f，当波源运动时，波源前方的静止观察者接收到的频率为，波源后方的静止观察者接收到的频率，则有　　

A． B． C． D．

5．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

6．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”

7．下列四种声现象，哪一种属于声波的干涉（　　）

A．火车驶来，车站边的乘客感觉声音变尖

B．隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声

C．环绕正在发声的音叉走一周，会觉得声音有强弱的变化

D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声

8．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、多选题

9．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，振幅最大的质点是发生了共振

C．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

D．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大，后逐渐变小

10．下列说法正确的是（　　）

A．声速与介质有关

B．电磁波只能传递信息，不能传递能量

C．用肥皂膜做干涉实验时，呈现的是等间距竖直条纹

D．彩超可以检查心脏、大脑和血管的病变，它应用了多普勒效应

11．下列关于波的说法中符合实际的有（  ）

A．电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机

B．根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度

C．可见光和医院“B超”中的超声波在空气中的传播速度相同

D．电磁波和声波均能产生干涉、衍射、反射和折射现象

12．如图所示表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为，则下列说法正确的是

A．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但大于

B．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于

C．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于

D．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于

13．火车鸣笛，当观察者听到鸣笛声的音调比声源发出来的音调降低时，下列判断可能正确的是

A．观察者静止，火车向他驶来

B．观察者静止，火车离他远去

C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动

D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动

14．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．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化

15．下列关于波的说法正确的是（　　）

A．波在任何情况下都能发生明显的衍射现象

B．多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的

C．不同频率的两列波，能形成稳定的干涉图样

D．机械波的传播必须依赖介质

16．如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，关于女同学的感受，下列说法正确的是（　　）

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C点向右运动时，她感觉哨声音调不变

D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低

题组B  能力提升练

一、单选题

1．关于波的衍射、干涉，下列说法正确的是（　　）

A．超声波定位利用了波的衍射

B．“闻其声不见其人”中的“闻其声”是声波发生明显衍射的结果

C．两列波叠加时一定可以观察到稳定的干涉图样

D．两列波发生稳定干涉时，介质中某点的振动可能时而加强时而减弱

2．下列说法正确的是（　　）

A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速

B．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度

C．机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长大的障碍物一定不能发生衍射

D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的是多普勒效应原理

3．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动，以u表示声源的速度，V表示声波的速度，v表示接收器收到的频率。若u增大（u＜V），则（　　）

A．v增大，V增大 B．v增大，V不变 C．v不变，V增大 D．v减少，V不变

4．两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

5．在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为0.5m/s，沿x轴相向传播，t 0时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．两列波相遇时能发生稳定的干涉

B．一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，两波的频率可能相同

C．x轴上第一个位移达到6cm的质点的横坐标为x2.75m

D．t0时刻，处质点的振动方向与x5.1m处质点的振动方向相反

6．下列关于机械波的说法，正确的是（　　）

A．两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样

B．在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移

C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射

D．当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低

7．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

8．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

9．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

10．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（　　）

A．当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应

B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应

C．只有机械波才能发生多普勒效应

D．只要波源运动，就一定会发生多普勒效应

二、多选题

11．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

12．一个观察者在铁路旁，当火车迎面驶来时，他听到的汽笛声的频率为；当火车驶过他身旁后，他听到的汽笛声的频率为．若大气中声速约为，则（　　）

A．火车的速度为 B．火车的速度为

C．火车汽笛声的频率为 D．火车汽笛声的频率为

13．上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端后迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是（　  　）

A．旋转时蜂鸣器发出的频率变化了

B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率

C．蜂鸣器音调变高时，一定是向靠近观察者的方向运动

D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的

14．如图所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则（　　）

A．该波源正在移向a点

B．该波源正在移向b点

C．在a处观察，波的频率变高

D．在b处观察，波的频率变低

E.在b处观察波的频率变高

15．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

16．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

17．如图所示，小球P一边贴着水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动。x=0处是它的初始位置。图示为恰经10个周期时观察到的水面波。则下列说法正确的是（　　）

A．位于x轴正方向一侧的观测者，接收频率大于5Hz

B．位于x轴负方向一侧的观测者，接收频率大于5Hz

C．水面波的传播速度是0.2m/s，小球匀速移动的速度是0.1m/s

D．水面波的传播速度是0.4m/s，小球匀速移动的速度是0.2m/s

18．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