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高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 多普勒效应精品精练
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这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 多普勒效应精品精练，文件包含第4节多普勒效应分层练习原卷版docx、第4节多普勒效应分层练习解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共21页， 欢迎下载使用。
一、单选题
1．关于多普勒效应的说法正确的是（ ）
A．若波源向观察者靠近，则波源发出的频率变小
B．若波源向观察者靠近，则观察者接收到的频率变大
C．若观察者远离波源，则波源发出的频率变小
D．若波源向观察者靠近，则波源发出的频率变大
【答案】B
【详解】ABD．若波源向观察者靠近，波源发出的频率不变，观察者接收到的频率会变大，故AD错误，B正确；
C．若观察者远离波源，波源发出的频率也不变，故C错误。
故选B。
2．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，她听到的哨声音调变低
B．女同学从E向D运动过程中，她听到的哨声音调变高
C．女同学在点C向右运动时，她听到的哨声音调不变
D．女同学在点C向左运动时，她听到的哨声音调变低
【答案】D
【详解】根据多普勒效应 ，当声源不动时，观察者向着声源运动时，听到的哨声音调变高，远离声源运动时，听到的哨声音调变低。
A．女同学从A向B运动过程中，她向着声源运动，听到的哨声音调变高，故A错误；
B．女同学从E向D运动过程中，她远离声源运动，听到的哨声音调变低，故B错误；
C．女同学在点C向右运动时，她向着声源运动，听到的哨声音调变高，故C错误；
D．女同学在点C向左运动时，她远离声源运动，听到的哨声音调变低，故D正确。
故选D。
3．图(a)中医生正在用“彩超”技术给病人检查身体；图(b)是某地的公路上拍摄到的情景，在路面上均匀设置了41条减速带，从第1条至第41条减速带之间的问距为100m。上述两种情况是机械振动与机械波在实际生活中的应用。下列说法正确的是（ ）
A．图(a)“彩超”技术应用的是共振原理
B．图(b)中汽车在行驶中顛簸是多普勒效应
C．图(b)中汽车在行驶中颠簸是自由振动
D．如果图(b)中某汽车的固有频率为1.5Hz，当该汽车以3.75m/s的速度匀速通过减速带时颠簸最厉害
【答案】D
【详解】A．图(a)“彩超”技术应用的原理是波的多普勒效应，故A错误；
BC．图(b)中汽车在行驶中顛簸是受迫振动，故BC错误；
D．相邻两个减速带之间的距离为
当汽车颠簸最厉害时，汽车发生共振现象，速度为，故D正确。
故选D。
4．根据高中物理所学知识，分析下列现象，这些物理现象分别属于（ ）
A．干涉、衍射、共振、多普勒效应B．干涉、多普勒效应、共振、干涉
C．衍射、多普勒效应、共振、干涉D．反射、共振、折射、多普勒效应
【答案】A
【详解】两列水波相遇产生稳定的花纹属于波的干涉现象；《红楼梦》中王熙凤出场闻其声不见其人属于波的衍射现象；“狮吼功”吼破玻璃杯属于共振现象；鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高属于多普勒效应。
故选A。
5．如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，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。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（ ）
A．频率不变，波速不变B．频率变小，波速不变
C．频率变小，波速变小D．频率变大，波速变大
【答案】B
【详解】根据多普勒效应可知，当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比，频率变小，波速不变。
故选B。
二、多选题
6．下列选项与多普勒效应有关的是（ ）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
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．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
【答案】BD
【详解】A．科学家用激光测量月球与地球间的距离，月球与地球的相对距离保持不变，与多普勒效应无关，故A错误；
B．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；
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡，是利用超声波的穿透能力强，与多普勒效应无关，故C错误；
D．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，是光的多普勒效应，故D正确。
故选BD。
7．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．周期为4s
B．波速为10m/s
C．处的质点在时位于波峰
D．若位于处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变小
【答案】BC
【详解】AB．波沿x轴正方向传播，且周期大于0.3s，由图可知波传播的距离为，可知波速为
由图可知波长为，则周期为，故A错误，B正确；
C．波沿x轴正方向传播，时刻，处的质点在平衡位置且沿y轴负方向振动，由于，所以经时位于波峰处，故C正确；
D．若位于处的观察者沿x轴负方向靠近波源，根据多普勒效应可知观察者接收到的频率变大，故D错误。
故选BC。
8．静止在站台上的火车鸣笛，站在远处的人听到了汽笛声。后来他又听到这列火车行驶时的汽笛声。他根据听到的汽笛声音判断火车行驶的方向。以下判断正确的是（ ）
A．当听到的声音频率减小，则火车离他远去
B．当听到的声音频率减小，则火车向着他驶来
C．当听到的声音频率增大，则火车离他远去
D．当听到的声音频率增大，则火车向着他驶来
【答案】AD
【详解】AB．当听到的声音频率减小，根据多普勒效应可知，火车离他远去，故A正确，B错误；
CD．当听到的声音频率增大，根据多普勒效应可知，火车向着他驶来，故C错误，D正确。
故选AD。
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=340m处有一接收器（图中未画出），则下列说法中正确的是（ ）
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的质点运动的路程为60cm
C．接收器在t=1.5s时才能接收此波
D．若波源向x轴正方向运动，接收器收到波的频率可能为14Hz
【答案】BCD
【详解】A．根据“同侧法”，可知x=40m处质点开始振动时方向沿y轴负方向，由于所有质点的起振方向均与波源的起振方向相同，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，A错误；
B．波的周期为，则有
则从t=0开始经0.15s，x=40m的质点运动的路程为，B正确；
C．波传播到计时器的时间，即接收器在t=1.5s时才能接收此波，C正确；
D．波的频率，，当波源向x轴正方向运动时，波源与接收器相对靠近，根据多普勒效应的规律可知，接收器接受到的频率将大于10Hz，即若波源向x轴正方向运动，接收器收到波的频率可能为14Hz，D正确。
故选BCD。
三、填空题
10．如图所示，图甲是多普勒效应的图像，B处的观察者接收到波的频率 （选填“大于”“等于”或“小于”）波源发出的频率；图乙是 振动的振幅随驱动力频率变化的图像，当驱动力的频率等于 频率时振幅最大。
【答案】 大于 受迫 固有
【详解】[1]图甲是多普勒效应的图像，由图可知波源向B处靠近，则在B处的观察者接收到波的频率大于波源发出的频率；
[2][3]图乙是受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图像，当驱动力的频率等于固有频率时振幅最大。
11．当波源与观察者发生 时，观察者接收到的波的频率高于或低于波源频率的现象称为多普勒效应。若波源向着观察者运动时，波被压缩，波长减小，观察者接收到的波的频率 波源的频率。（选填“高于”或“低于”）。
【答案】 相对运动 高于
【详解】[1]当波源与观察者发生相对运动时，观察者接收到的波的频率高于或低于波源频率的现象称为多普勒效应。
[2]若波源向着观察者运动时，波被压缩，波长减小，观察者接收到的波的频率高于波源的频率。
12．多普勒效应产生的原因：
（1）当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目是 的，观测到的频率 波源振动的频率。
（2）当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目 （选填“增加”或“减小”），观测到的频率 （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 （选填“增加”或“减小”）。
【答案】 一定 等于 增加 增加 减小
【详解】略
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度相同
B．鸣笛火车进站时，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D．机械波传播过程中各质点沿波的传播方向迁移
【答案】B
【详解】A．声音的传播速度与介质有关，同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，故A错误；
B．鸣笛火车进站时，声源相对于人越来越近，根据多普勒效应，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高，故B正确；
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互加强，故C错误；
D．机械波传播过程中，各质点在平衡位置上下振动，不随波迁移，故D错误。
故选B。
2．固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可以形成水波。当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图照片，显示出此时波的图样。由照片可知。下列说法正确的是（ ）
A．振动片正在向图中M一侧移动
B．相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多
C．图中振动片右侧的水波频率更高
D．图中振动片左侧的水波传播速度更快
【答案】C
【详解】A．由图像可知，波源右边的波纹较密集，则说明振动片正在向图中Ｎ一侧移动，故A错误；
B．波源向右运动，则波传到右边的时间小于左边，所以在相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧少，故B错误；
C．图中振动片右侧单位时间内接收到完全波的个数较多，则振片右侧的水波频率更高，故C正确；
D．波的传播速度取决于介质，所以振动片两侧水波传播的速度一样大，故D错误。
故选C。
3．如图a所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（ ）
A．该波正在向x轴负方向传播，波速为20m/s
B．经过0.35s后，质点Q经过的路程为1.4m，且速度最大，加速度最小
C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，不能发生明显的衍射现象
D．若波源向x轴负方向运动，在x=10m处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为6Hz
【答案】B
【详解】A．质点P在时刻向上振动，根据上下坡法可知该波正在向x轴正方向传播，波速为
，故A错误；
B．经过0.35s后，质点Q经历了，位于平衡位置，此时速度最大，加速度最小，经过的路程为
，故B正确；
C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，小于该波的波长，故能发生明显的衍射现象，故C错误；
D．该波的频率为，根据多普勒效应可知，若波源向x轴负方向运动，在x=10m处放一接收器，接收器接收到的波源频率小于，不可能为6Hz，故D错误。
故选B。
4．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是2m/s和4m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图中A、C两点的竖直高度差为20cm
B．从甲图所示时刻开始经0.5s，B点通过的路程为20cm
C．乙图所表示的是波的衍射现象
D．在E点观察到的频率比在F点观察到的频率低
【答案】A
【详解】A．甲图中A、B都是振动加强点，其中A在波峰，C在波谷位置，则A、C两点的竖直高度差为
，故A正确；
B．波的周期为，从甲图所示时刻开始经，B点通过的路程为，故B错误；
C．乙图所表示的是波的多普勒效应，故C错误；
D．在E点单位时间内接收到的波面比F点多，则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高，故D错误。
故选A。
5．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法不正确的是（ ）
A．周期为1.2s
B．波速为10m/s
C．x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰
D．若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大
【答案】A
【详解】A．波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，t=0时刻坐标原点处质点沿y轴负方向运动，则有
（n=0，1，2，3…）
由于，则有，即n取0，解得，故A错误，符合题意；
B．根据图像可知波长为4m，则波速为，故B正确，不符合题意；
C．根据同侧法可知，x=4m处的质点在t=0时沿y轴负方向运动，由于，可知，x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰，故C正确，不符合题意；
D．根据多普勒效应可知，若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大，故D正确，不符合题意。
故选A。
二、多选题
6．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．女同学在从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低
C．女同学在从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调不变
D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变低
【答案】ABD
【详解】本题考查多普勒效应，当观察者靠近波源的过程中，听到的频率变高，而当观察者远离波源的过程中，听到的频率变低。女同学从A向B运动过程中，靠近波源，她感觉哨声音调变高；从点C向左运动过程中，远离波源，她感觉哨声音调变低；从点C向右运动过程中，靠近波源，她感觉哨声音调变高；从E向D运动过程中，远离波源，她感觉哨声音调变低。
故选ABD。
7．如图所示是用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上，下列说法中正确的是（ ）
A．A处波速等于B处波速B．A处波速小于B处波速
C．波源向x轴负方向运动D．波源向x轴正方向运动
【答案】AC
【详解】AB．机械波传播速度与介质有关，A、B位于同一介质，故波速相等，选项A正确，B错误；
CD．在A点单位时间内接收到的波面比在B点多，则在A点观察到的频率比在B点观察到的频率高，因此波源向x轴负方向运动，选项C正确，D错误。
故选AC。
8．关于下列四幅图的说法中，正确的是（ ）
A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，盆在做受迫振动
B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显
C．图丙中，周期越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显
D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点的振幅为零
【答案】ABC
【详解】A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动，故A正确；
B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，线速度越大，相当于声源相对人耳的速度变大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显，故B正确；
C．图丙中，相同介质中传播速度相等，周期越大，则波长越大，衍射现象越明显，水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显，故C正确；
D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点振幅叠加，在零到最大振幅间周期性变化，故D错误。
故选ABC。
9．渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该波的波速为1.5m/s
B．该波沿x轴正方向传播
C．若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率大于105Hz
D．若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率小于105Hz
【答案】BC
【详解】A．根据题图可知，该波的波长为
周期为
则该波的波速为，故A错误；
B．t=0时刻质点P沿y轴正方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故B正确；
CD．鱼群反射超声波的频率，若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率应大于105Hz，故C正确，D错误。
故选BC。
10．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（ ）
A．甲图中A、B两点的竖直高度差为10cm
B．从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为20cm
C．乙图所表示的是波的衍射现象
D．在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率低
【答案】AB
【详解】A．甲图中A点是峰峰相遇点，则位移为10cm，C点是谷谷相遇点，则位移为-10cm，B点在平衡位置，则AB两点的竖直高度差为10cm，选项A正确；
B．波的周期，B点振动加强，振幅为10cm，甲图所示时刻B在平衡位置，经0.25s，即半个周期，B点通过的路程为20cm，选项B正确；
CD．乙图所表示的是波的多普勒现象，因为波源向E点观察者靠近，则接受到的频率较高；波源远离F点观察者靠近，则接受到的频率较低，即在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率高，选项CD错误。
故选AB。
三、解答题
11．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20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？
【答案】19个
【详解】观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者接收到的频率。如果观察者不动，则1s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波。
12．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？
【答案】(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
1．（2023·广东·统考高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度为，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（ ）
A．两列声波相遇时一定会发生干涉
B．声波由水中传播到空气中，波长会改变
C．该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射
D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
【答案】B
【详解】AD．根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干涉，故AD错误；
B．声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确；
C．根据波长的计算公式可得，当遇到尺寸约1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误；
故选B。
2．（多选）（2023·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．热量能自发地从低温物体传到高温物体
B．液体的表面张力方向总是跟液面相切
C．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的
D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率
【答案】BD
【详解】A．根据热力学第二定律可知热量能不可能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B正确；
C．由狭义相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C错误；
D．根据多普勒效应可知当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率，故D正确。
故选BD。
3．（上海·统考高考真题）生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为 m/s．
【答案】30
【详解】由题给出的信息可知，
代入数据可得，解得：
一、单选题
1．关于多普勒效应的说法正确的是（ ）
A．若波源向观察者靠近，则波源发出的频率变小
B．若波源向观察者靠近，则观察者接收到的频率变大
C．若观察者远离波源，则波源发出的频率变小
D．若波源向观察者靠近，则波源发出的频率变大
【答案】B
【详解】ABD．若波源向观察者靠近，波源发出的频率不变，观察者接收到的频率会变大，故AD错误，B正确；
C．若观察者远离波源，波源发出的频率也不变，故C错误。
故选B。
2．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，她听到的哨声音调变低
B．女同学从E向D运动过程中，她听到的哨声音调变高
C．女同学在点C向右运动时，她听到的哨声音调不变
D．女同学在点C向左运动时，她听到的哨声音调变低
【答案】D
【详解】根据多普勒效应 ，当声源不动时，观察者向着声源运动时，听到的哨声音调变高，远离声源运动时，听到的哨声音调变低。
A．女同学从A向B运动过程中，她向着声源运动，听到的哨声音调变高，故A错误；
B．女同学从E向D运动过程中，她远离声源运动，听到的哨声音调变低，故B错误；
C．女同学在点C向右运动时，她向着声源运动，听到的哨声音调变高，故C错误；
D．女同学在点C向左运动时，她远离声源运动，听到的哨声音调变低，故D正确。
故选D。
3．图(a)中医生正在用“彩超”技术给病人检查身体；图(b)是某地的公路上拍摄到的情景，在路面上均匀设置了41条减速带，从第1条至第41条减速带之间的问距为100m。上述两种情况是机械振动与机械波在实际生活中的应用。下列说法正确的是（ ）
A．图(a)“彩超”技术应用的是共振原理
B．图(b)中汽车在行驶中顛簸是多普勒效应
C．图(b)中汽车在行驶中颠簸是自由振动
D．如果图(b)中某汽车的固有频率为1.5Hz，当该汽车以3.75m/s的速度匀速通过减速带时颠簸最厉害
【答案】D
【详解】A．图(a)“彩超”技术应用的原理是波的多普勒效应，故A错误；
BC．图(b)中汽车在行驶中顛簸是受迫振动，故BC错误；
D．相邻两个减速带之间的距离为
当汽车颠簸最厉害时，汽车发生共振现象，速度为，故D正确。
故选D。
4．根据高中物理所学知识，分析下列现象，这些物理现象分别属于（ ）
A．干涉、衍射、共振、多普勒效应B．干涉、多普勒效应、共振、干涉
C．衍射、多普勒效应、共振、干涉D．反射、共振、折射、多普勒效应
【答案】A
【详解】两列水波相遇产生稳定的花纹属于波的干涉现象；《红楼梦》中王熙凤出场闻其声不见其人属于波的衍射现象；“狮吼功”吼破玻璃杯属于共振现象；鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高属于多普勒效应。
故选A。
5．如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，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。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（ ）
A．频率不变，波速不变B．频率变小，波速不变
C．频率变小，波速变小D．频率变大，波速变大
【答案】B
【详解】根据多普勒效应可知，当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比，频率变小，波速不变。
故选B。
二、多选题
6．下列选项与多普勒效应有关的是（ ）
A．科学家用激光测量月球与地球间的距离
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．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
【答案】BD
【详解】A．科学家用激光测量月球与地球间的距离，月球与地球的相对距离保持不变，与多普勒效应无关，故A错误；
B．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；
C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡，是利用超声波的穿透能力强，与多普勒效应无关，故C错误；
D．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，是光的多普勒效应，故D正确。
故选BD。
7．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．周期为4s
B．波速为10m/s
C．处的质点在时位于波峰
D．若位于处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变小
【答案】BC
【详解】AB．波沿x轴正方向传播，且周期大于0.3s，由图可知波传播的距离为，可知波速为
由图可知波长为，则周期为，故A错误，B正确；
C．波沿x轴正方向传播，时刻，处的质点在平衡位置且沿y轴负方向振动，由于，所以经时位于波峰处，故C正确；
D．若位于处的观察者沿x轴负方向靠近波源，根据多普勒效应可知观察者接收到的频率变大，故D错误。
故选BC。
8．静止在站台上的火车鸣笛，站在远处的人听到了汽笛声。后来他又听到这列火车行驶时的汽笛声。他根据听到的汽笛声音判断火车行驶的方向。以下判断正确的是（ ）
A．当听到的声音频率减小，则火车离他远去
B．当听到的声音频率减小，则火车向着他驶来
C．当听到的声音频率增大，则火车离他远去
D．当听到的声音频率增大，则火车向着他驶来
【答案】AD
【详解】AB．当听到的声音频率减小，根据多普勒效应可知，火车离他远去，故A正确，B错误；
CD．当听到的声音频率增大，根据多普勒效应可知，火车向着他驶来，故C错误，D正确。
故选AD。
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=340m处有一接收器（图中未画出），则下列说法中正确的是（ ）
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的质点运动的路程为60cm
C．接收器在t=1.5s时才能接收此波
D．若波源向x轴正方向运动，接收器收到波的频率可能为14Hz
【答案】BCD
【详解】A．根据“同侧法”，可知x=40m处质点开始振动时方向沿y轴负方向，由于所有质点的起振方向均与波源的起振方向相同，则波源开始振动时方向沿y轴负方向，A错误；
B．波的周期为，则有
则从t=0开始经0.15s，x=40m的质点运动的路程为，B正确；
C．波传播到计时器的时间，即接收器在t=1.5s时才能接收此波，C正确；
D．波的频率，，当波源向x轴正方向运动时，波源与接收器相对靠近，根据多普勒效应的规律可知，接收器接受到的频率将大于10Hz，即若波源向x轴正方向运动，接收器收到波的频率可能为14Hz，D正确。
故选BCD。
三、填空题
10．如图所示，图甲是多普勒效应的图像，B处的观察者接收到波的频率 （选填“大于”“等于”或“小于”）波源发出的频率；图乙是 振动的振幅随驱动力频率变化的图像，当驱动力的频率等于 频率时振幅最大。
【答案】 大于 受迫 固有
【详解】[1]图甲是多普勒效应的图像，由图可知波源向B处靠近，则在B处的观察者接收到波的频率大于波源发出的频率；
[2][3]图乙是受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图像，当驱动力的频率等于固有频率时振幅最大。
11．当波源与观察者发生 时，观察者接收到的波的频率高于或低于波源频率的现象称为多普勒效应。若波源向着观察者运动时，波被压缩，波长减小，观察者接收到的波的频率 波源的频率。（选填“高于”或“低于”）。
【答案】 相对运动 高于
【详解】[1]当波源与观察者发生相对运动时，观察者接收到的波的频率高于或低于波源频率的现象称为多普勒效应。
[2]若波源向着观察者运动时，波被压缩，波长减小，观察者接收到的波的频率高于波源的频率。
12．多普勒效应产生的原因：
（1）当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目是 的，观测到的频率 波源振动的频率。
（2）当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目 （选填“增加”或“减小”），观测到的频率 （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 （选填“增加”或“减小”）。
【答案】 一定 等于 增加 增加 减小
【详解】略
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度相同
B．鸣笛火车进站时，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱
D．机械波传播过程中各质点沿波的传播方向迁移
【答案】B
【详解】A．声音的传播速度与介质有关，同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，故A错误；
B．鸣笛火车进站时，声源相对于人越来越近，根据多普勒效应，站台上旅客接收到笛声的频率比火车鸣笛频率高，故B正确；
C．两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互加强，故C错误；
D．机械波传播过程中，各质点在平衡位置上下振动，不随波迁移，故D错误。
故选B。
2．固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可以形成水波。当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图照片，显示出此时波的图样。由照片可知。下列说法正确的是（ ）
A．振动片正在向图中M一侧移动
B．相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多
C．图中振动片右侧的水波频率更高
D．图中振动片左侧的水波传播速度更快
【答案】C
【详解】A．由图像可知，波源右边的波纹较密集，则说明振动片正在向图中Ｎ一侧移动，故A错误；
B．波源向右运动，则波传到右边的时间小于左边，所以在相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧少，故B错误；
C．图中振动片右侧单位时间内接收到完全波的个数较多，则振片右侧的水波频率更高，故C正确；
D．波的传播速度取决于介质，所以振动片两侧水波传播的速度一样大，故D错误。
故选C。
3．如图a所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（ ）
A．该波正在向x轴负方向传播，波速为20m/s
B．经过0.35s后，质点Q经过的路程为1.4m，且速度最大，加速度最小
C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，不能发生明显的衍射现象
D．若波源向x轴负方向运动，在x=10m处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为6Hz
【答案】B
【详解】A．质点P在时刻向上振动，根据上下坡法可知该波正在向x轴正方向传播，波速为
，故A错误；
B．经过0.35s后，质点Q经历了，位于平衡位置，此时速度最大，加速度最小，经过的路程为
，故B正确；
C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，小于该波的波长，故能发生明显的衍射现象，故C错误；
D．该波的频率为，根据多普勒效应可知，若波源向x轴负方向运动，在x=10m处放一接收器，接收器接收到的波源频率小于，不可能为6Hz，故D错误。
故选B。
4．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是2m/s和4m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图中A、C两点的竖直高度差为20cm
B．从甲图所示时刻开始经0.5s，B点通过的路程为20cm
C．乙图所表示的是波的衍射现象
D．在E点观察到的频率比在F点观察到的频率低
【答案】A
【详解】A．甲图中A、B都是振动加强点，其中A在波峰，C在波谷位置，则A、C两点的竖直高度差为
，故A正确；
B．波的周期为，从甲图所示时刻开始经，B点通过的路程为，故B错误；
C．乙图所表示的是波的多普勒效应，故C错误；
D．在E点单位时间内接收到的波面比F点多，则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高，故D错误。
故选A。
5．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法不正确的是（ ）
A．周期为1.2s
B．波速为10m/s
C．x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰
D．若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大
【答案】A
【详解】A．波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，t=0时刻坐标原点处质点沿y轴负方向运动，则有
（n=0，1，2，3…）
由于，则有，即n取0，解得，故A错误，符合题意；
B．根据图像可知波长为4m，则波速为，故B正确，不符合题意；
C．根据同侧法可知，x=4m处的质点在t=0时沿y轴负方向运动，由于，可知，x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰，故C正确，不符合题意；
D．根据多普勒效应可知，若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大，故D正确，不符合题意。
故选A。
二、多选题
6．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．女同学在从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低
C．女同学在从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调不变
D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变低
【答案】ABD
【详解】本题考查多普勒效应，当观察者靠近波源的过程中，听到的频率变高，而当观察者远离波源的过程中，听到的频率变低。女同学从A向B运动过程中，靠近波源，她感觉哨声音调变高；从点C向左运动过程中，远离波源，她感觉哨声音调变低；从点C向右运动过程中，靠近波源，她感觉哨声音调变高；从E向D运动过程中，远离波源，她感觉哨声音调变低。
故选ABD。
7．如图所示是用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上，下列说法中正确的是（ ）
A．A处波速等于B处波速B．A处波速小于B处波速
C．波源向x轴负方向运动D．波源向x轴正方向运动
【答案】AC
【详解】AB．机械波传播速度与介质有关，A、B位于同一介质，故波速相等，选项A正确，B错误；
CD．在A点单位时间内接收到的波面比在B点多，则在A点观察到的频率比在B点观察到的频率高，因此波源向x轴负方向运动，选项C正确，D错误。
故选AC。
8．关于下列四幅图的说法中，正确的是（ ）
A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，盆在做受迫振动
B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显
C．图丙中，周期越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显
D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点的振幅为零
【答案】ABC
【详解】A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动，故A正确；
B．图乙中，蜂鸣器转动的半径不变，其转动角速度越大，线速度越大，相当于声源相对人耳的速度变大，不远处的同学听到蜂鸣器音调变化越明显，故B正确；
C．图丙中，相同介质中传播速度相等，周期越大，则波长越大，衍射现象越明显，水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显，故C正确；
D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动相位相同点振幅叠加，在零到最大振幅间周期性变化，故D错误。
故选ABC。
9．渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t=0时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该波的波速为1.5m/s
B．该波沿x轴正方向传播
C．若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率大于105Hz
D．若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率小于105Hz
【答案】BC
【详解】A．根据题图可知，该波的波长为
周期为
则该波的波速为，故A错误；
B．t=0时刻质点P沿y轴正方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故B正确；
CD．鱼群反射超声波的频率，若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的回声频率应大于105Hz，故C正确，D错误。
故选BC。
10．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1m/s和0.5m，B是A、C连线的中点；乙图为一机械波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。两幅图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（ ）
A．甲图中A、B两点的竖直高度差为10cm
B．从甲图所示时刻开始经0.25s，B点通过的路程为20cm
C．乙图所表示的是波的衍射现象
D．在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率低
【答案】AB
【详解】A．甲图中A点是峰峰相遇点，则位移为10cm，C点是谷谷相遇点，则位移为-10cm，B点在平衡位置，则AB两点的竖直高度差为10cm，选项A正确；
B．波的周期，B点振动加强，振幅为10cm，甲图所示时刻B在平衡位置，经0.25s，即半个周期，B点通过的路程为20cm，选项B正确；
CD．乙图所表示的是波的多普勒现象，因为波源向E点观察者靠近，则接受到的频率较高；波源远离F点观察者靠近，则接受到的频率较低，即在E点观察者接收到的频率比在F点观察者接收到的频率高，选项CD错误。
故选AB。
三、解答题
11．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20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？
【答案】19个
【详解】观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者接收到的频率。如果观察者不动，则1s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波。
12．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？
【答案】(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
1．（2023·广东·统考高考真题）渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物．声波在水中传播速度为，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（ ）
A．两列声波相遇时一定会发生干涉
B．声波由水中传播到空气中，波长会改变
C．该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射
D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
【答案】B
【详解】AD．根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干涉，故AD错误；
B．声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确；
C．根据波长的计算公式可得，当遇到尺寸约1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误；
故选B。
2．（多选）（2023·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．热量能自发地从低温物体传到高温物体
B．液体的表面张力方向总是跟液面相切
C．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的
D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率
【答案】BD
【详解】A．根据热力学第二定律可知热量能不可能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B正确；
C．由狭义相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C错误；
D．根据多普勒效应可知当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率，故D正确。
故选BD。
3．（上海·统考高考真题）生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为 m/s．
【答案】30
【详解】由题给出的信息可知，
代入数据可得，解得：
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