3.5多普勒效应 综合训练 -2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）

3.5多普勒效应一、选择题（共15题）1．下列运动属于机械振动的是（）①乒乓球在地面上的自由来回上下运动②弹簧振子在竖直方向的上下运动③秋千在空中的来回运动④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动A．①② B．②③C．③④ D．②④2．下列关于多普勒效应的说法中，不正确的是（）A．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变B．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应C．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低3．下列关于波的说法正确的是()A．当波长比孔的宽度小得越多时，波的衍射越明显B．只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样C．当波源与观察者相互接近时，观察到的频率变小，音调变低D．一切种类的波都能产生干涉和衍射现象4．处于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．已知时，波刚传播到x=40m处，波形如图所示．在x=400m处有一接受器(图2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轴正方向B．接受器在t=2s时才能接受此波C．从t=0开始经0.15s，x=40m的质点运动的路程为0.6mD．若波源向x轴正方向匀速运动，接受器收到波的频率为10Hz5．如图所示，一频率为600Hz的声源以一定角速度绕圆心O点做匀速圆周运动一圈。某观察者站在离圆心O很远的P点观察。若观察者接收到声音频率小于600Hz，则可能是声源在图中哪点发出的（）A．A点 B．B点 C．C点 D．D点6．关于多普勒效应，下列说法正确的是（）A．多普勒效应是由波的干涉引起的B．多普勒效应说明波源的频率发生改变C．当警车向你驶来时，你听到警笛声的音调会变低D．机械波和电磁波都可以产生多普勒效应7．如图所示，机械波的波源O的频率为f，正沿左右方向做匀速直线运动，图中的若干个圆环表示同一时刻的波峰分布．下列说法正确的是A．波源O正在向右运动B．若静止的波接收器放置在上方，接收到该波的频率小于fC．若静止的波接收器放置在下方，接收到该波的频率等于fD．无论静止的波接收器放置何处，接收到该波的频率都是f8．关于机械波的特性，下列说法正确的是（）A．只要是性质相同的波，都可以发生干涉B．只有在障碍物，孔或缝的尺寸比波长小或者相差不多的情况下波才能发生衍射C．在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以穿透墙壁传播，而光波不能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，测出反射波的频率信号就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应。9．一列简谐横波沿x轴传播，波速为1.0m/s，t=0时波形如图甲所示，此时质点a位于波峰，质点c位于波谷，质点b、d位于平衡位置。图乙是波上质点b的振动图象。下列说法中正确的是（）A．质点b与质点d的速度总是相同的B．经t=4.0s质点a沿波传播方向运动4.0mC．当质点a在波谷时，质点c可能在平衡位置D．一观察者沿着x轴靠近波源运动时，其观测到的该波的频率将大于0.25Hz10．如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，下列说法正确的是（）A．从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置B．从图示时刻开始，经0.01s质点a通过的路程为0.8mC．若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=2000m处接收到的波的频率将小于50HzD．若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象11．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12．分析下列物理现象，这些物理现象分别属于声波的（

）①“闻其声而不见其人”；②夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；③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；④围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音．A．衍射、折射、干涉、多普勒效应B．折射、反射、干涉、多普勒效应C．衍射、反射、多普勒效应、干涉D．折射、衍射、多普勒效应、干涉13．列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音．当列车与观察者都静止时，观察者记住了这个乐音的音调．在以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是（）A．观察者静止，列车向他驶来 B．观察者静止，列车离他驶去C．列车静止，观察者靠近声源 D．列车静止，观察者远离声源14．关于多普勒效应的叙述，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和波源之间发生了相对运动C．甲、乙两列车相向行驶正在接近，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率D．哈勃太空望远镜发现所接受到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），这说明该星系正在远离我们而去15．如右图为一列简谐横波的波形图，其中虚线是t1=0.01s时的波形，实线是t2=0.02s时的波形，已知t2−t1=．关于这列波，下列说法中正确的是A．该波的传播速度可能是600m/sB．从t1时刻开始，经0.1s质点P通过的路程为0.8mC．若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=200m处的观测者接收到的波的频率将大于25HzD．遇到宽约3m的障碍物时，该波能发生明显的衍射现象二、填空题16．蝙蝠在喉内产生超声波通过口或鼻孔发射出来，超声波遇到猎物会反射回来，回波被蝙蝠的耳廓接收，根据回波判断猎物的位置和速度．在洞穴里悬停在空中的蝙蝠对着岩壁发出频率为34kHz的超声波，波速大小为340m/s，则该超声波的波长为________

m，接收到的回波频率________（选填“大于”、“等于”或“小于”）发出的频率．17．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.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，则此三人听到笛声的频率由高至低顺序为________.18．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=50m/s。为了接收信号，在x=400m处设有一接收器（图中未标出）。已知t=0时，波的图象如图所示（波刚好传播到x=40m处的A点），则在t=0.9s时A点已运动的路程为________cm；接收器在t=_____s时才能接收到此波；若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将________（填“大于”“等于”或“小于”）波源的频率。19．公路巡警开车在高速公路上以的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，结果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低．（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）若该路段限速为，则轿车是否超速？_______（3）若轿车以的速度行进，反射回的频率应怎样变化？________三、综合题20．蝙蝠是通过声波的反射来判断前方是否有障碍物的。科学家在蝙蝠飞行的空间里横跨了很多系有铜铃的绳索，蝙蝠黑暗中在此空间飞行时不会碰撞这些绳索而导致铜铃发声。据此，你认为蝙蝠发出的声波频率应该具有怎样的特征？尽可能用数量级来描述你的估算。21．如图所示是某弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的图象，求：（1）振子在从计时时刻起内通过的路程．（2）在末，振子的位移．22．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一个已知频率的超声波，如果该超声波被那辆轿车反射回来时：(1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低．(2)巡警车接收到的超声波频率比发出的高．以上两种情况说明了什么问题？23．声源向观察者运动和观察者向声源运动，都会产生音频增高的多普勒效应，这两种情形有没有区别？参考答案：1．D【详解】机械振动的特点是物体在平衡位置附近做往复运动，ABC错误，D正确。故选D。2．B【详解】A．不论声源如何运动，声源的频率是不变的，故A正确；B．波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定发生多普勒效应，故B错误；C．声源远离观察者运动时，声源频率不变，但观察者接收到的频率就低，故C正确；D．声源相对观察者运动时，二者距离可能增大，也可能减小，故观察者接收到的频率可能变低，也可能变高，故D正确。本题选择错误的，故选B。3．D【详解】A．当波长比孔的宽度大得越多时，波的衍射越明显，故A错误；B．只要是两列频率相同的波叠加，都能产生稳定的干涉图样，故B错误；C．当波源与观察者相互接近时，观察到的频率变大，音调变高，故C错误；D．干涉和衍射是波特有的，一切种类的波都能产生干涉和衍射现象，故D正确。故选D。4．C【详解】A．波沿轴正方向传播，运用波形平移法可知，图中处的质点的起振方向为沿轴负方向，则波源开始振动的方向沿轴负方向，故A错误；B．接收器与的距离为波传动接收器的时间为故B错误；C．由图读出波长为则周期为由于则时的质点运动的路程为故C正确；D.该波的频率为若波源向轴正方向运动，波源与接收器间的距离减小，根据多普勒效应可知，接收器收到的频率增大，将大于，故D错误。故选C。5．C【详解】根据多普勒效应，当声源和观测者靠近时，观测者接受的频率高于声源；当声源和观测者远离时，观测者接受的频率低于声源。把速度方向标出来，A点有接近的趋势，频率变大；C点有远离的趋势，频率变小；B、D点速度方向垂直，频率不变。故选C。6．D【详解】AB．多普勒效应是指观察者与波源有相对运动时，观察者接收到的波的频率发生变化，但波源的频率不变，故AB错误；C．根据多普勒效应，当警车向你驶来，你听到警笛声的音调会变高，故C错误；D．多普勒效应适用于所有类型的波，故D正确。故选D。7．B【详解】根据多普勒效应，在波源接近观察者时，波的接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低，根据图像可知波源向左边移动，远离右边，则右边的接收频率最低，静止的波接收器放置在上方或下方，接收到该波的频率小于f，故B正确，ACD错误；故选B．8．D【详解】A．产生稳定干涉图样的条件是频率相同、相差恒定。A错误；B．只有在障碍物，孔或缝的尺寸比波长小或者相差不多的情况下波才能发生明显的衍射，B错误；C．在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波比光容易发生衍射现象。C错误；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，测出反射波的频率信号就能知道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应。D正确。故选D。9．D【详解】A．根据图乙b质点在t=0开始的振动图像可得振动方向向下，由波形的同侧法原理可知波沿x轴负方向传播，而d质点在平衡位置向上振动，则质点b与质点d的速度方向相反，速度不同，故A错误；B．由振动图可读出则经t=4.0s，波形传播的距离为而质点始终在平衡位置上下振动而不随波形传播，故B错误；C．质点a和c相差半个波长的距离，故质点a在波谷时，质点c一定在波峰位置，故C错误；D．由周期和频率的关系可知，波的频率为而观察者沿着x轴靠近波源运动时，由多普勒效应可知，观察者接收到的该波的频率将大于波源的实际频率0.25Hz，故D正确。故选D。10．D【详解】A．根据上下坡法则，b点处于上坡阶段，所以b点先沿y轴负方向运动到最低点再向沿y轴正方向运动到平衡位置，则从图示时刻开始，质点b比质点a慢到平衡位置，A错误；B．根据则从图示时刻开始，经0.01s质点a振动了半个周期，其通过的路程为B错误；C．据多普勒效应可知，该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=3000m处接收到的波的频率将大于50Hz，C错误；D．波的波长若该波传播中遇到宽约3m的障碍物时，波长与障碍物的宽度接近，所以能发生明显的衍射现象，D正确。故选D。11．B【详解】A．当波源与观察者有相对运动时，会发生多普勒效应，可以是波源运动，观察者静止，也可以是波源静止，观察者运动，也可以是同时运动，但速度不能相等，故A错误；BD．当波源与观察者运动的速度相同时，无相对运动，相当于二者相对静止的情况，不会发生多普勒效应，故B正确，D错误；C．多普勒效应是波动过程共同有的特征，这里的波动包括一切波的传播过程，故C错误。故选B。12．C【详解】闻其声而不见其人”属于声音的衍射；夏天里在一次闪电过后,有时雷声轰鸣不绝,属于声音的反射；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,属于波的多普勒效应；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音,属于声音的干涉故C正确；ABD错误；故选C13．BD【详解】根据多普勒效应可知，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．当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低．观察者听到这个乐音的音调比原来降低，即接收到的声波频率降低．说明观察者和火车之间的距离在变大．所以AC均不正确，BD正确．故选BD．14．BD【详解】AB.产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致接收到的波频发生变化，故A错误，B正确；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，因乙车中的乘客相对甲车靠近，而相对乙车静止，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，故C错误；D.哈勃太空望远镜发现所接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），即频率变小，说明该星系正在远离我们而去，故D正确；15．CD【详解】A、由图读出这列波的波长为λ=8m，周期T=（0.02﹣0.01）×4=0.04s，所以波速为：v=，故A错误；B、由图读出这列波的振幅A=10cm，t=0.1s=2.5T，所以P通过的路程为：s=4A•2.5=1m，故B错误；C、该波的频率为f==25Hz．若该波波源从0点沿x轴正向运动，则在x=200m处接收到的波的频率将增大，即频率大于25Hz．故C正确．D、该波的波长为8m，若该波传播中遇到宽约3m的障碍物能发生明显的衍射现象．故D正确．故选CD．16．

0.01

等于【详解】根据；由于波源和物体都是静止的，所以接收到的回波频率等于发出的频率。17．f1＞f3＞f2【详解】由于，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的频率变大，即，由于乙静止不动，则汽车和乙的相对距离增大，乙听到的频率变低，即.由于司机和汽车相对静止，所以司机听到的频率不变，即.综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为.即18．

36

7.2