人教版 (2019)选择性必修 第一册5 多普勒效应优秀当堂达标检测题

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3.5 多普勒效应
基础知识梳理

1.多普勒效应
波源与观察者互相 或者互相 时，接收到的波的 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 时，1 s内通过观察者的 (或密部)的数目是一定的，观察到的频率等于 的频率.
(2)当波源与观察者 时，1 s内通过观察者的 (或密部)的数目增加，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互相 时，观察到的频率 .
3.应用
(1)测车辆速度.
(2)测星球速度.
(3)测血流速度.
典型例题分析

考点一：根据多普勒效应判断波源和观察者的运动
【例1】下列关于多普勒效应的说法正确的是（　　）
A．医院检查身体的“彩超”仪运用了多普勒效应
B．大风中，远处人的说话声时强时弱
C．由地球上接收到的遥远天体发出的光波发生“红移”现象（各条谱线的波长均变长），可以判断遥远天体正靠近地球
D．静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高，说明声源正在远离观察者
【变式练习】
1．关于多普勒效应的应用，下列说法中错误的是（　　）
A．发现星系谱线的“红移”现象
B．利用多普勒效应可以从火车的鸣笛声中判断其运动方向
C．利用多普勒效应可以判断遥远的天体相对地球的运动速度
D．目前在技术上人们只能利用声波发生的多普勒效应
2．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）
A．只要波源在运动，就一定能观测到多普勒效应
B．只要观测者在运动，就一定能观测到多普勒效应
C．只要波源与观测者之间有相对运动且两者间距发生变化，就一定能观测到多普勒效应
D．当发生多普勒效应时，观测者感觉到的频率一定增大
考点二：利用多普勒效应计算观察者接收到的频率
【例2】关于声音的产生和传播，下列说法正确的是（　　）
A．换用木锤替代橡胶锤敲击音叉，音叉发出声音的音调变高
B．当声波在介质中传播时，介质参与振动的频率等于声波频率
C．空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
D．超声波测速仪迎着汽车行驶方向发射超声波，测速仪接收到的反射回波的频率小于超波源的频率
【变式练习】
1．假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．当汽车向你驶来时，听到声音的频率等于300 Hz
B．当汽车向你驶来时，听到声音的频率小于300 Hz
C．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率大于300 Hz
D．当汽车和你擦身而过后，听到声音的频率小于300 Hz
2．下列关于多普勒效应的说法中，不正确的是（　　）
A．多普勒效应是当波源和观测者相对介质运动时，观测频率与波源频率不同的现象
B．机械波和光波都能发生多普勒效应
C．当波源静止，观测者向着波源运动时，观测者接收的波速不变，波长变长
D．观测者静止，波源向着观测者运动时，观测者接收的波长变短，波速不变
考点三：利用多普勒效应计算观察者接收到的频率
【例3】多普勒效应在生产生活中有广泛应用，下面关于多普勒效应的相关叙述中，错误的是（　　）
A．当观察者与波源相互靠近时，观察者接收到的波的频率一定越来越大
B．当人听到声音的频率越来越低时，原因可能是声源振动频率不变，人静止，声源远离人做匀加速直线运动
C．仪器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”，它利用了多普勒效应
D．测量某是球上某些元素的发光须率，与地球上这些元素静止时的发光频率对照，就可以得出该星球靠近或者远离地球的速度大小，这是利用了光的多普勒效应
【变式练习】
1．平直公路上，汽车正在匀速远离，用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．雷达是利用无线电波的回波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波。测速雷达主要是利用多普勒效应原理，可由回波的频率改变数值，计算出目标与雷达的相对速度，以下说法错误的（　　）
A．雷达发射的是不连续的电磁波
B．雷达用的是微波波段的无线电波
C．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率
D．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率
方法探究

多普勒效应产生的原因分析
1.相对位置变化与频率的关系(规律)
相对位置
图示
结论
波源S和观察者A相对静止，如图所示

f观察者＝f波源音调不变
波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示

若靠近波源，由A→B，则f观察者>f波源，音调变高；若远离波源，由A→C，则f观察者 观察者A不动，波源S运动，由S→S′，如图所示

f观察者>f波源音调变高

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.
课后小练

一、单选题
1．关于多普勒效应，以下说法正确的有（　　）
A．只有机械波才能产生多普勒效应
B．电磁波不能产生多普勒效应
C．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
D．产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化
2．交通电子警察向行驶中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化就能得出车辆的速度。这一技术主要利用的物理现象为（    ）
A．共振 B．波的衍射 C．波的干涉 D．多普勒效应
3．轮船在进港途中与港口间的距离随时间变化规律如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是下列选项图中的（  ）

A． B．
C． D．
4．下列选项与多普勒效应无关的是（　　）
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．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
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
5．分析下列物理现象，属于多普勒效应的是（　　）
A．夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝
B．“闻其声而不见其人”
C．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
D．当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高
6．下列说法中正确的是（　　）
A．树枝在风的作用下运动是简谐运动
B．受迫振动的频率由物体的固有频率决定
C．孔的宽度越大波的衍射就越明显
D．当观察者远离波源运动时可以观察到多普勒效应现象
7．下列说法正确的是（　　）
A．当观察者靠近波源运动时，观察者观测到的频率变小
B．“未见其人，先闻其声”是声波发生干涉的结果
C．“回声”是声波的衍射现象
D．集体列队经过桥梁时要便步走，以防止桥梁发生共振垮塌
8．下面哪些应用不是利用了多普勒效应（　　）
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C．铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
二、多选题
9．下列说法正确的是（　　）
A．若宇航员把摆钟由地球搬到月球表面，摆钟会变慢
B．做简谐运动的弹簧振子，当它每次经过同一位置时，加速度与速度一定相同
C．机械波在介质中的传播速度仅由介质本身的性质决定，而与机械波的频率无关
D．交通警察向远离警车的车辆发送频率为f的超声波，测得返回警车的超声波频率将大于f
10．关于教材中出现的以下四张图片，下列说法正确的是（　　）

A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于波的叠加引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的
11．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＝100m/s。已知t＝0时，波刚好传播到x＝40m处，如图所示，在x＝200m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轴负方向
B．从t＝0开始经过0.15 s，x＝40m处的质点运动路程为0.3m
C．接收器在t＝1.8 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为6Hz
12．波速均为1.0m/s的两列简谐横波，分别从波源、处沿x轴相向传播。时的波形图如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．时，两列波相遇
B．两列波相遇过程中，处和处的质点振动减弱
C．时，处的质点位移为0
D．当波源从处沿x轴正向运动时，在处的观察者观察到该简谐横波的频率变大
三、填空题
13．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。

14．当波源相对于介质不动，观测者向波源运动时，观测者接收到的频率________（填“大于”“小于”或“等于”）波源频率；当观测者远离波源时，观测者接收到的频率______（填“大于”“小于”或“等于”）波源频率；当观测者相对于介质不动，而波源做远离观测者的运动时，观测者接收到的频率________。
15．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。

16．二十世纪二十年代，天文学家哈勃从星光谱的观测中发现宇宙中所有的星系都在彼此远离退行，距离越远，退行速度越大，两者成正比，这个规律称为哈勃定律。一个遥远的超新星以速度v远离地球观察者，地球观察者测量的星系光谱波长____（选填“大于”、“等于”或“小于”）超新星发出光谱波长；地球观察者测量超新星发出光的传播速度为_____（光在真空中传播速度为c）。