高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册第三章 机械波5 多普勒效应当堂达标检测题

第三章　5　

A组·基础达标

1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是(　　)

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变化

C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的

D．只有声波才可以产生多普勒效应

【答案】C　【解析】在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化．多普勒效应是波动过程共有的特征，电磁波和光波也会发生多普勒效应，故C正确．

2．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

【答案】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．

3．(多选)关于多普勒效应，下列说法中正确的是(　　)

A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应

B．当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应

C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高

D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低

【答案】BD　【解析】若波源和观察者都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒效应的，故A错误；由定义可知，当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应，故B正确；若声源远离观察者，观察者会感到声音频率变低，故C错误；声源和观察者靠近时，观察者听到的声音音调会变高；若两者远离，则观察者听到的声音音调变低，故D正确．

4．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

【答案】B　【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．

5．(多选)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，听到喇叭声音的频率大于300 Hz

B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz

C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz

D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz

【答案】AD　【解析】根据多普勒效应规律，当汽车向你驶过来时，听到的喇叭声音的频率大于300 Hz，A正确，B错误；当汽车和你擦身而过后，听到的喇叭声音的频率小于300 Hz，C错误，D正确．

6．下图表示平直公路上，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，其中正确的是(　　)

A B

C D

【答案】D　【解析】汽车正在匀速远离，速度恒定，接收到的反射波的频率也是恒定的．由于是远离，汽车反射波的频率应该小于发出波的频率，D正确．

7．如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则(　　)

A．f1＜f，f2＜f 　 B．f1＜f，f2＞f

C．f1＞f，f2＞f 　 D．f1＞f，f2＜f

【答案】D　【解析】波源朝向观察者运动时，感受到的频率大于静止感受到的频率，波源远离观察者运动时，感受到的频率小于静止时感受到的频率，D正确．

8．一频率为600 Hz 的声源以20 rad/s 的角速度沿一半径为0.8 m的圆周(圆心为O点)做匀速圆周运动．一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到(　　)

A．声源在A点时发出声音的频率等于600 Hz

B．声源在B点时发出声音的频率等于600 Hz

C．声源在C点时发出声音的频率等于600 Hz

D．声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz

【答案】B　【解析】根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者反向运动时观察者接收到的频率小于声源的频率．将声源运动到A、B、C、D四个点时，相对于观察者的速度方向画出来，可以得到A点有接近观察者的趋势，C点有远离观察者的趋势，声源在B、D两点的速度方向，垂直O点与观察者的连线，所以在B、D两点，观察者接收到的频率就等于声源的频率，而在A点观察者接收到的频率大于声源的频率，在C点观察者接收到的频率小于声源的频率．

9．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射几次．假定蝙蝠的超声脉冲的发射频率为39 000 Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑期间，下列判断正确的是(　　)

A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz

B．蝙蝠接收到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39 000 Hz

【答案】C　【解析】由于蝙蝠向墙壁靠近，所以墙壁接收的频率大于39 000 Hz，蝙蝠接收到墙壁反射的频率也大于墙壁接收的频率，故C正确．

B组·能力提升

10．一架低空飞行的飞机，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

【答案】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，不难得到v1＝vcos θ，v为飞机水平速度，v1为靠近该同学的速度，随着飞机飞临该同学头顶，θ角逐渐增大，容易看出v1逐渐减小，所以他听到的飞机声音的音调是变的，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．

11．轮船在进港途中的x－t图像如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率与时间的关系图像正确的是(　　)

C　　　　　　　　　D

【答案】A　【解析】匀速靠近港口的过程中，测量到的频率不随时间变化，但速度大时频率大，由x－t图像可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，故A正确．

12．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．①③　 B．①④　

C．②③　 D．②④

【答案】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．