3.5 多普勒效应 课时作业-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）

人教版高中物理选择性必修第一册课时作业5多普勒效应一、单项选择题1、上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，同学们听到蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是()A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了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，一定是向远离观察者的方向运动D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的2、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3、近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍．当战机在法定上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动．这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆．关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近()A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话4、如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2＞v1．设甲听到的笛声频率为f1，乙听到的笛声频率为f2，司机自己听到的笛声频率为f3，则此三人听到笛声的频率关系正确的是()A．f1＞f2＞f3B．f1＜f3＜f2C．f1＞f3＞f2D．f3＞f1＞f25、蝙蝠在洞穴中飞来飞去时,它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲的频率高于20000Hz,能持续1ms或不到1ms的短促发射,且每秒重复发射数次。假定蝙蝠发射超声脉冲的频率为39000Hz,在它朝着表面平直的墙壁飞扑时,下列说法正确的是 ()A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000HzB.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率C.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz6、近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机在法定上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动。这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近()A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话7、如图是一张蜻蜓点水的俯视照片，该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，其形状如图所示．由图中可以得出：①蜻蜓的飞行方向向左②蜻蜓的飞行方向向右③蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大④蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小()A．①③B．①④C．②③D．②④8、汽车无人驾驶技术已逐渐成熟,最常用的是ACC自适应巡航控制系统,它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要是毫米波雷达,该雷达会发射和接收调制过的无线电波,再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标与雷达的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f,接收到的回波的频率为f',则 ()A.当f=f'时,表明前车与无人车速度相同B.当f=f'时,表明前车一定处于静止状态C.当f'>f时,表明前车在加速行驶D.当f'<f时,表明前车在减速行驶9、一架低空飞行的飞机,从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空,若飞机振动的频率始终不变,从听到声音至飞机飞临该同学头顶上空时刻前,他听到的飞机声音的音调(即频率) ()A.不变,且一直与飞机实际发出的声音音调相同B.不变,且一直比飞机实际发出的声音音调低C.不变,且一直比飞机实际发出的声音音调高D.一直比飞机实际发出的声音音调高,但音调逐渐变低二、多项选择题10、下列说法中正确的是 ()A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了B.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化C.多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的11、下面哪些应用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，根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去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f0，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f0B．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于f0C．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于f0D．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于f013、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 (深度解析)A.女同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高B.女同学从点C向左运动过程中,她感觉哨声音调变低C.女同学从点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,她感觉哨声音调变高14、有两个静止的声源，分别发出声波1和声波2，在同一空间的空气中传播。如图所示为某时刻这两列波的波动图象。则下列说法正确的是()A．声波1的波速比声波2的波速大B．相对于同一障碍物，波1比波2的衍射现象更明显C．这两列波相遇时，不会产生干涉现象D．远离两个声源运动的观察者，听到这两列波的频率均比从声源发出的频率大三、非选择题15、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____(选填“甲”“乙”或“丙”)。16、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，则观察者在这1s内接收到多少个完全波？设波速为340m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？17、如图所示,在某公路的十字路口,甲以速度v1向东行走,乙站在路边,一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛,已知汽车笛声的频率为f0,车速v2>v1。甲听到的笛声的频率为f1,乙听到的笛声的频率为f2,司机自己听到的笛声的频率为f3,请将此三人听到笛声的频率由高至低排序。18、公路巡警开车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查,在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出已知频率的超声波,结果该超声波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的超声波频率比发出的低。(1)此现象属于()A.波的衍射B.波的干涉C.多普勒效应D.波的反射(2)若该路段限速100km/h,则该轿车是否超速?(3)若该轿车以25m/s的速度行进,反射回的超声波频率应怎样变化?答案与解析1、B解析：旋转时蜂鸣器发声的频率没有变化，故A错误；旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故B正确，D错误；当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误．2、B【解析】解析：根据波速、波长和频率的关系式v＝λf，由于同一种介质中波速相同，A点位置附近波长最短，B点位置附近波长最长，故传感器在A点接收到波的频率最高，在B点接收到波的频率最低，故B正确，A、C、D错误．3、C解析：音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍射现象，故D错误．4、C解析：由于v2＞v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即f1＞f0．由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变小，即f2＜f0．由于司机和声源相对静止，所以司机听到的频率不变，即f3＝f0．综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为：f1、f3、f2．即f1＞f3＞f2，故C正确，A、B、D错误．5、C解析：由于蝙蝠向墙壁靠近,所以墙壁接收的超声脉冲频率大于39000Hz,蝙蝠接收到的墙反射的超声脉冲频率大于墙接收的超声脉冲频率,故选C。6、C解析：音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍射现象，故D错误。7、C解析：根据题图所示，蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，圆圈越小，则时间越短，所以飞行方向为从大圆到小圆，即蜻蜓的飞行方向向右；若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上，而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动，所以每个圆都应该是内切的，然而图中则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大，故C正确．8、A解析：当波源和观察者之间的距离不变化时,观察者接收到的频率和波源发出的频率相等,故当f=f'时,说明两者之间的距离不变,表明前车与无人车的速度相同,但不一定静止,故A正确,B错误;当f'>f时,接收到的回波频率大,说明两车之间的距离减小,表明前车在减速行驶,故C错误;当f'<f时,接收到的回波频率小,说明两车之间的距离增大,表明前车在加速行驶,故D错误。9、D解析：飞机和人的关系如图所示,其中S为飞机,P为该同学,利用运动的分解把飞机的速度分解为两个速度,得到v1=vcosθ,v为飞机水平速度,v1为靠近速度,飞机逐渐靠近该同学,θ角逐渐增大,v1逐渐减小,所以他听到的飞机声音的音调是变低的,但始终比飞机实际发出的声音音调高,故A、B、C错误,D正确。10、BCD解析：多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的;当波源与观察者之间有相对运动时,会发生多普勒效应;发生多普勒效应时,观察者接收到的波的频率发生了变化,但波源的频率没有变化。故B、C、D正确,A错误。11、ABD解析：凡是波都具有多普勒效应，因此可以利用光波的多普勒效应测定遥远天体相对地球的运动速度，故A正确；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时，交通警察接收到的波的频率会发生变化，根据频率的变化可知汽车的速度，利用了波的多普勒效应，故B正确；铁路工人用耳贴在铁轨上是根据振动的强弱而对列车的运动情况做出判断，利用了声波在固体中传播得更快，故C错误；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，利用了波的多普勒效应，故D正确。12、BC解析：当波源和观察者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，故其频率小于f0；当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高，故其频率大于f0，故A、D错误，B、C正确．13、AB解析：女同学从A向B运动过程中,她逐渐靠近声源,根据多普勒效应可知她感觉到哨声音调变高,故A正确;女同学从C点向左运动过程中,她逐渐远离声源,感觉到哨声音调变低,故B正确;女同学从C点向右运动过程中,她逐渐靠近声源,根据多普勒效应可知她感觉到哨声音调变高,故C错误;女同学从E向D运动过程中,她逐渐远离声源,感觉到哨声音调变低,故D错误。故选A、B。14、BC解析：两列声波在同一空间的空气中传播，波速大小相同，故A错误。由图可知声波1和声波2波长之比为λ1∶λ2＝2∶1，波长越长，相对于同一障碍物衍射现象越明显，故B正确。由v＝λf得到两波频率之比为f1∶f2＝1∶2；因两列波发生干涉的必要条件之一是频率相同，所以这两列波相遇时，不会产生干涉现象，故C正确。观察者远离波源时，听到的声波频率比从声源发出的低，故D错误。15、答案：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