高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第3章 机械波第4节 多普勒效应及其应用复习练习题

3.4多普勒效应及其应用同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共13题）

1．下列说法正确的是（　　）

A．公共场合使用的非接触式测温仪利用的是紫外线

B．在地球上利用接收遥远天体发出光波的频率判断遥远天体相对于地球的运动速度，利用的是多普勒效应

C．军队过桥需要迈着整齐的步伐，防止共振对桥造成伤害

D．在机械波的干涉现象中，振动加强点始终位于波峰位置

2．在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为0.5m/s，沿x轴相向传播，t 0时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．两列波相遇时能发生稳定的干涉

B．一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，两波的频率可能相同

C．x轴上第一个位移达到6cm的质点的横坐标为x2.75m

D．t0时刻，处质点的振动方向与x5.1m处质点的振动方向相反

3．2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布，有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家MichelMayor和DidierQueloz，以表彰他们“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星"。由于行星自身不发光，所以我们很难直接在其他恒星周围找到可能存在的系外行星，天文学家通常都采用间接的方法来侦测太阳系外的行星，视向速度法是目前为止发现最多系外行星的方法。行星自身的质量使得行星和恒星围绕着他们共同的质量中心在转动，在地球上用望远镜就有可能看到行星引力对于恒星的影响。在视线方向上，恒星受行星引力作用，时而远离时而靠近我们，这种细微的摇摆反应在光谱上，就会造成恒星光谱不断地红移和蓝移。我们称这种探测系外行星的方法为视向速度法。结合以上信息，下列说法正确的是（　　）

A．在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，恒星和行星做圆周运动的线速度大小一定相等

B．在绕着共同的质量中心转动的恒星和行星组成的双星系统中，由于恒星质量大，转动半径小，所以恒星做圆周运动的周期比行星的周期小

C．若某恒星在靠近我们，该恒星发出光的频率将变高，因此接收到的频率就会变高，即恒星光谱会出现蓝移

D．若某恒星在远离我们，该恒星发出光的频率不变，但我们接收到的频率会比它发出时的频率低，即恒星光谱会出现红移

4．如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　）

A．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高

B．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高

C．女同学从点向右运动时，她感觉哨声音调不变

D．女同学从点向左运动时，她感觉哨声音调变高

5．关于机械波，下列说法正确的有（　　）

A．两列波相遇时，只要频率相等就一定能够观察到稳定的干涉现象

B．缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象

C．当观察者与波源间产生相对运动时，一定会发生多普勒效应

D．根据公式，机械波的频率越高时，其传播速度越快

6．下列说法中正确的是（     ）

A．蝙蝠是利用自身的超声定位系统来发现食物---昆虫的

B．当机械波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小

C．医生对病人进行“彩超”检查，实际上是利用了超声波的干涉现象

D．观察者相对于频率一定的静止声源运动时，接受到声波的频率一定发生变化

7.根据多普勒效应，下列说法中正确的是（　　）

A．多普勒效应只适用于声波

B．当波源和观察者同向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低

C．当波源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高

D．当波源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高

8．下列说法正确的是

A．波源与接收者相互靠近会使波源的发射频率变高

B．α粒子散射实验证实了原子核的结构

C．贝克勒尔发现的β射线为核外电子流

D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢，原子核越稳定

9．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　）

A．频率不同的同类机械波相遇时，可以叠加，但不会发生干涉现象

B．机械波在进入两种不同介质界面前后，波速不变，频率随波长变化

C．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象

D．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低，声音变得低沉

10．下列四种声现象，哪一种属于声波的干涉（　　）

A．火车驶来，车站边的乘客感觉声音变尖

B．隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声

C．环绕正在发声的音叉走一周，会觉得声音有强弱的变化

D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声

11．下列说法中正确的是(        )

A．一切种类的波都能产生干涉和衍射现象

B．波只要遇到障碍物就能够发生明显的衍射现象

C．多普勒效应是机械波特有的现象

D．在较大的空房子里讲话，有时会余音缭绕，这是声波的衍射现象

12．两辆汽车甲与乙，在时刻，分别距十字路O处的距离为和。两车分别以速率和沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率鸣笛，则在任意时刻t汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化（已知声速为u，且有、）（　　）

A．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低

B．当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率可能等于波源发出的频率

C．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低

D．当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高

13．关于多普勒效应，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或波源发生运动

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，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率

D．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，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

二、填空题（共4题）

14．如图所示为机械波的波源O做匀速直线运动的情况，图中的圆表示波峰，则该图中表示的__________现象；波源正在移向________点，观察到波的频率最低的点是_______．

15．如图所示，一架宇航飞机在太空中高速飞行返回地球，并保持与地球上观测站R的正常联系，设宇航员每隔t0时间与地球联系一次，发送频率为f0的电磁波，在地球上观测者看来，宇航员连续两次发送联系信号的时间间隔t___t0(选填“等于”或“不等于”)；地面观测站接收到该电磁波频率f ____f0（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

16．如图所示，一束激光频率为， 传播方向正对卫星飞行方向，已知真空中光速为c，卫星速度为u，则卫星上观测到激光的传播速度是______，卫星接收到激光的频率ν______（选填“大于”、“等于”或“小于”）．

17．阅读短文，回答下列问题：

超声测速仪

如图甲所示是公路旁边的超声波测速仪，它向行驶的车辆发射频率为f0（一般为30kHz～100kHz）的超声波，当车辆向它靠近时，车辆反射回来的超声波频率f增大；当车辆远离时，反射回来的超声波频率f减小，变化的频率Δf=|f0-f|与车辆速度v关系如图乙所示．

超声波测速仪内部工作原理如图丙所示，P、Q是压电超声换能器，在外力作用下发生形变时会产生电压，形变消失后，电压随之消失；反之，当在其上加一定电压就会发生形变，电压消失后，形变随之消失．超声波测速仪内部振荡电路产生高频交流电压加到P上，P产生相同频率的超声波；被车辆反射回来的超声波在Q上产生交流电压，其频率与反射波的频率相同，比较电路将振荡电路和放大电路的两种频率的交流电压进行比较，计算出它们的差值Δf=|f0-f|，由Δf就能知道车辆的速度．

（1）车辆靠近超声波测速仪时，反射回来的超声波频率f____f0(填：大于/等于/小于)；

（2）超声小测速仪工作时，压电超声换能器_____．

A．均将形变转换成电压       B．P将形变转换成电压，Q将电压转换成形变

C．均将电压转换成电流       D．P将电压转换成形变，Q将形变转换成电压

（3）为使超声波测速仪正常工作，振荡电路中产生交流电的图像可能是下图中

     的_____．

（4）汽车先后以v1和v2的速度远离超声波测速仪时，反射回来超声波的频率分别为f1和f2，且f1大于f2，则v1______v2(填：大于/等于/小于)．

三、综合题（共4题）

18．如图所示，声源S和观察A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速率分别为Vs和vA，空气中声音传播的速率为vP，设vs＜vP, vA＜vP，空气相对于地面没有流动．若声源相继发出两个声信号，时间间隔为Δt，请根据发出的这两个声信号声从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt'．（假设两次听到声音的位置都在声源同一侧）

19．一固定的超声波源发出频率为的超声波，一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来，在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波，并测出接收到的超声波频率为，设空气中声音的传播速度是，计算汽车的行驶速度．

20.正在报警的警钟每隔响一声，声波在空气中的速度，警钟已响了很久，问在内：

（1）如果警钟不动，某人乘坐速度的汽车向警钟接近，能听到几次钟响；

（2）如果某人不动，汽车带着警钟以的速度向人接近，人能听到几次钟响；

（3）如果人和警钟都以的速度相互接近或远离，人分别能听到几次钟响。

21．公路巡警驾驶巡警车在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，该路段限速为100km/h。巡警车向前方在同一直车道上行驶的轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波的频率比发出时的低，该轿车是否超速？请说明理由。

参考答案：

1．B

2．C

3．D

4．A

5．B

6．A

7．C

8．D

9．A

10．C

11．A

12．C

13．B

14．     多普勒     A     B

15．     不等于     大于

16．          大于

17．     大于     D     D     小于

18．；

19．

20（1）635次；（2）637次；（3）相互接近：675次；相互远离：533次

21．超速，

巡警车接收到的超声波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离。又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100 km/h，已经超速。