物理选择性必修 第一册5 多普勒效应当堂达标检测题

这是一份物理选择性必修 第一册5 多普勒效应当堂达标检测题，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(时间25分钟 满分60分)
一、选择题(本题共5小题，每题8分，共40分)
1．装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比( D )
A．频率不变，波速变小 B．波速不变，频率变小
C．频率不变，波速变大 D．波速不变，频率变大
解析：波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比波速不变，根据波的多普勒效应，声源和观察者靠近时接收到的频率变大，所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大，故D正确。
2．轮船在进港途中的x－t图像如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个( A )
解析：匀速靠近港口的过程中，测量到的频率不随时间变化，但速度大时频率大，由x－t图像可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，故A正确。
3．(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( BC )
A．波速变大 B．波速不变
C．频率变高 D．频率不变
解析：渔船与鱼群相互靠近，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高。故选项B、C正确。
4．(多选)关于多普勒效应，下列说法中正确的是( BD )
A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应
B．当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应
C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高
D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低
解析：若波源和观察者都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒效应的，故A错误；由定义可知，当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应，故B正确；若声源远离观察者，观察者会感到声音频率变低，故C错误；声源和观察者靠近时，音调会变高；若两者远离，则频率减小，音调变低；故D正确。
5．(多选)如图所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400 m/s。为了接收信号，在x＝400 m处设有一接收器A(图中未标出)。已知t＝0时，波已经传播到x＝40 m处，则下列说法中正确的是( AD )
A．波源振动的周期为0.05 s
B．x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时位移最大
C．接收器在t＝1.0 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz
解析：波源振动的周期T＝eq \f(λ,v)＝eq \f(20,400) s＝0.05 s，A正确；x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时仍在平衡位置，B错误；接收器接收到此波的时间t＝eq \f(400－40,400) s＝0.9 s，C错误；波源振动的频率f＝eq \f(1,T)＝20 Hz，由多普勒效应的知识知，若波源向x轴负方向移动，观察者与波源间距离变大，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz，D正确。
二、非选择题(共20分)
6．(8分)如图分别反映了飞机以三种速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生声波的情况。图中一系列圆表示声波的传播情况，A表示飞机的位置。请你利用给出的图，确定飞机飞行速度最大的是_丙__(选填“甲”“乙”或“丙”)。
解析：题图甲中，飞机飞到A点时，声波已传播到前面了，即飞机慢于声音，题图乙中飞机与声音速度相同，题图丙中，飞机运动到A点时，声波还在后面，故飞机运动快于声音。
7．(12分)一声源的发声频率为100 Hz，当观察者以10 m/s的速度向声源运动时，观察者感觉到的声音频率为多大？设声音在空气中的传播速度为330 m/s。
答案：103 Hz
解析：当观察者静止不动时，观察者在1 s内接收到的完全波为100个，当观察者以10 m/s的速度向声源运动时，观察者在1 s内多接收到的完全波个数为n＝eq \f(10,330)×100≈3，观察者感觉到的声音频率为103 Hz。
能力提升练
(时间20分钟 满分40分)
一、选择题(本题共3小题，每题8分，共24分)
1．(多选)下列选项与多普勒效应有关的是( ABD )
A．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度
B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度
解析：科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，是利用光的多普勒效应，故A正确；医生利用超声波探测病人血管中血液的流速利用声波的多普勒效应，故B正确；技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡利用的是超声波的穿透能力强，与多普勒效应无关，故C错误；交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度是利用超声波的多普勒效应，故D正确。
2．(多选)(2024·浙江高二阶段练习)2022年4月，NASA利用“毅力”号火星车录下火星声音，以探测火星细微气压变化及火星车健康状况。图中已标出“毅力”号上两个麦克风的位置。新研究发现，火星直升机叶片以2 500 r/min的速度旋转产生84 Hz的低音，测得该低音的传播速度为240 m/s。以下说法正确的是( AC )
A．研究发现，火星大气稀薄，只有地球大气层密度的1%，这是火星声音传播速度比在地球上慢的原因
B．声音在真空中也能传播，只是速度很小
C．在火星车的右侧有一声源向火星车靠近，火星车两个麦克风收录的声音频率比声源高
D．在声音可传播范围内，相比于地球，同频声音在火星上更容易发生衍射现象
解析：声波的传播速度由介质本身的性质决定，火星大气稀薄，只有地球大气层密度的1%，这是火星声音传播速度比在地球上慢的原因，故A正确；声音属于机械波，传播需要介质，不能在真空中传播，故B错误；在火星车的右侧有一声源向火星车靠近，根据多普勒效应可知火星车两个麦克风收录的声音频率比声源高，故C正确；只有障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，根据λ＝eq \f(v,f)可知在声音可传播范围内，相比于地球，同频声音在火星上的波长更小，更不容易发生衍射现象，故D错误。
3．(2023·梅河口市第五中学期末预测)两列机械波在同种介质中相向而行，P、Q为两列波的波源，以P、Q的连线和中垂线为轴建立坐标系，P、Q的坐标如图所示。某时刻的波形如图所示。已知P波的传播速度为10 m/s，O点有一个观察者，下列判断正确的是( B )
A．两波源P、Q的起振方向相同
B．经过足够长的时间，O的振幅为45 cm
C．波源Q产生的波比波源P产生的波更容易发生衍射
D．当观察者以2 m/s的速度向Q点运动时，观察者接收到Q波的频率小于2.5 Hz
解析：两波源P、Q的起振方向与波最前面质点的起振方向相同，由波形平移法可知，波源P的起振方向沿y轴负方向，波源Q的起振方向沿y轴正方向，即两波源P、Q的起振方向相反，故A错误；根据对称性可知，两波的波峰与波峰或波谷与波谷同时到达O点，所以两波在O点相遇后，O点振动加强，振幅等于两波振幅之和，为45 cm，故B正确；两波的波长相等，波源Q产生的波与波源P产生的波发生衍射现象的难易程度相同，故C错误；当观察者以2 m/s的速度向Q点运动时，相当于观察者不动，Q波向左传播的速度v＝vQ＋v观＝10 m/s＋2 m/s＝12 m/s，观察者接收到Q波的频率为f＝eq \f(v,λ)＝eq \f(12,4) Hz＝3 Hz，故D错误。
二、非选择题(共16分)
4．(8分)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2×10－4 s后收到反射波；再隔0.8 s后再发出一个脉冲波，经过1.98×10－4 s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1.5×1010 Hz，此波的波长为多少？
(3)飞机的飞行速度为多少？
答案：(1)3×108 m/s (2)2.0×10－2 m
(3)375 m/s
解析：(1)雷达波是电磁波(或微波、或无线电波)
波速即等于光速c＝3×108 m/s。
(2)由λ＝eq \f(c,ν)＝eq \f(3×108,1.5×1010) m＝2.0×10－2 m。
(3)由v＝eq \f(x2－x1,Δt)＝eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(t2,2)－\f(t1,2))),Δt)＝375 m/s。
5．(8分)以速度u＝20 m/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＝340 m/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？
答案：(1)292 Hz (2)260 Hz
解析：(1)火车驶来，以观察者为参考系，观察者接收到的频率增大
f1＝eq \f(v,v－u) f＝eq \f(340,340－20)×275 Hz≈292 Hz。
(2)火车驶去，以观察者为参考系，观察者接收到的频率减小
f2＝eq \f(v,v＋u)f＝eq \f(340,340＋20)×275 Hz≈260 Hz。