沪科版 (2019)选择性必修 第一册3.6 多普勒效应达标测试

这是一份沪科版 (2019)选择性必修 第一册3.6 多普勒效应达标测试，共12页。试卷主要包含了6多普勒效应同步练习，75m，1m处质点的振动方向相反等内容，欢迎下载使用。

1．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；③当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低；④雷声在云层里轰鸣不绝．这些物理现象分别属于波的（ ）
A．衍射、干涉、多普勒效应、反射B．衍射、多普勒效应、干涉、折射
C．折射、干涉、多普勒效应、反射D．衍射、折射、多普勒效应、干涉
【答案】A
【详解】
“空山不见人，但闻人语响”即听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，音叉发出两个相同频率的声波相互叠加，从而出现加强区于减弱区，这是声音的干涉；当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低，因此这是多普勒效应；雷声在云层里轰鸣不绝这是由于波的反射，由于传播距离不同，传到人耳的时间不同导致，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．如图所示，静止的雷达测速仪发射频率为的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车反射后，又被接收到。则（ ）
A．接收到的反射波频率等于
B．的发射波与的反射波相遇会发生干涉
C．反射波在空气中的传播速度与运动速度有关
D．根据接收到的反射波的频率可确定的速度
【答案】D
【详解】
AB．多普勒效应是指波源或观察者发生移动而使两者间的位置发生变化，使观察者收到的频率发生了变化；若声源和观察者靠近时，频率会变大，所以接收到的反射波频率大于，由于频率发生变化，的发射波与的反射波相遇不会发生干涉，故AC错误；
C．同一介质中波的传播速度相等，故C错误；
D．设接收到的反射波的频率为，a发射的波的频率为f，波在空气中的速度为v，车的速度为，由
可知根据接收到的反射波的频率可确定的速度，故D正确。
故选D。
3．一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化正确的是（ ）
A．频率变高B．频率不变C．波速变大D．波长不变
【答案】A
【详解】
根据多普勒效应，波在波源移向观察者接近时接收频率变高，波长变短，波速不变，则一列迎面驶来的火车发出鸣笛，则静止的观察者听到声波变化是频率变高，波长变短，波速不变，所以A正确；BCD错误；
故选A。
4．一辆大客车上有一个声源发出频率一定的乐音，当大客车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调。当观察者坐上一辆小轿车后听到这个乐音的音调比原来低的是（ ）
A．小轿车静止，大客车向他驶来
B．小轿车静止，大客车离他驶去
C．大客车静止，小轿车向着大客车驶去
D．大客车在前、小轿车在后，且小轿车速度大于大客车速度
【答案】B
【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。 由于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减小，说明波源和观察者之间的距离在增大。
故选B。
5．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
【答案】C
【详解】
A．多普勒效应适用于各种类型的波，故A错误；
B．当波源和观察者同向运动时，观察者不一定远离波源，所以观察者接收到的频率不一定比波源发出的频率低，故B错误；
C．当波源和观察者相向运动时，观察者逐渐靠近波源，接收到的频率一定比波源发出的频率高，故C正确；
D．当波源和观察者反向运动时，观察者逐渐远离波源，接收到的频率一定比波源发出的频率低，故D错误。
故选C。
6．下列说法正确的是（ ）
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波波速大于声源发出的声波波速
B．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度
C．机械波传播过程中遇到尺寸比机械波波长大的障碍物一定不能发生衍射
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，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，利用的是多普勒效应原理
【答案】D
【详解】
A．声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波频率大于声源发出的声波频率，而接收到的波速不变，A错误；
B．质点的做简谐振动，而波在同种介质中，匀速传播，因此振动速度与波的传播速度是不同的两个概念，B错误；
C．机械波传播过程中即使遇到尺寸比机械波波长大的障碍物也能发生衍射，只是不明显，C错误；
D．“彩超”利用的是多普勒效应原理，D正确。
故选D。
7．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
【答案】C
【详解】
A．由
可得
发生稳定干涉的条件是频率相同，故A错误；
B．由多普勒效应可知，一观察者正经x=2m处沿x轴正向运动，在他看来，甲波的频率在降低，乙波的频率增大，由A选项可知，两波的频率不可能相同，故B错误；
C．要使质点的位移第一次达到6cm，必定是两列波相距最近的两个波峰相遇，t=0时这两个波峰相距
故从此时开始到两者相遇，两波峰移动的距离均为
因甲波的第一个波峰t=0的横坐标为，想x轴正方向移动3.75m后横坐标为2.75m，故C正确；
D．由同侧法可得处质点向下振动，x5.1m处质点也是向下振动，故D错误。
故选C。
8．如图所示，在坐标原点的波源S产生了一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=40m/s，已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，在x=80m处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（ ）
A．波源S开始振动的方向为y轴正方向
B．该波的波长为20m，周期为0.5s
C．x=40m处的质点在t=0.5s时第一次处于波峰位置
D．若波源S向x正方向运动，则接收器接收到的波的频率大于2Hz
【答案】BD
【详解】
A．波传播过程中，各质点的起振方向与波源一致，由于此时x=40m处的质点向下振动，故波源开始振动的方向为y轴负方向，A错误；
B．由图可知，该波的波长为20m，周期为
B正确；
C．x=40m处的质点在t=0.5s（一个周期）时，又回到平衡位置且向下振动，C错误；
D．该列波的频率为
由多普勒效应可知，若波源S向x正方向运动，则接收器接收到的波的频率大于2Hz，D正确。
故选BD。
9．下列关于振动和波的说法中，正确的是（ ）
A．往复运动不一定是机械振动
B．受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率
C．介质随波一起由近及远向外传播，形成了机械波
D．两列波叠加，振动减弱的区域振幅始终为0
E.火车进站时，驻立在站台边的旅客听到火车鸣笛的音调变高
【答案】ABE
【详解】
A．只有在平衡位置附近做复运动的物体才叫振动，A正确；
B．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，B正确；
C．波的传播中介质中的质点不随波迁移，C错误；
D．若两列波的振幅不相等，则两列波叠加，振动减弱的区域振幅始终不为0，D错误；
E．音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低，火车进站时由多普勒效应可知旅客接收到的频率会变大，故音调变高，E正确。
故选ABE。
10．不列说法正确的是（ ）
A．空气中传播的声波是一种纵波
B．横波的振动方向与传播方向共线
C．当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸比波长大的多，将发生明显衍射现象
D．火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高
【答案】AD
【详解】
A．空气中粒子振动方向与传播方向相同，在空气或液体中传播的声波是一种纵波，故A正确；
B．横波的振动方向与传播方向相互垂直，故B错误；
C．波的波长大于障碍物的尺寸时能发生明显衍射现象，所以当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸比波长大的多，将不能发生明显衍射现象，故C错误；
D．由多普勒效应可知当火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高，故D正确。
故选AD。
11．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（ ）
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E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
C．女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低
D．女同学从B向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
【答案】ACD
【详解】
女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到哨声音调变低，故ACD正确，B错误。
故选ACD。
12．如图所示，小球P一边贴着水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动。x=0处是它的初始位置。图示为恰经10个周期时观察到的水面波。则下列说法正确的是（ ）
A．位于x轴正方向一侧的观测者，接收频率大于5Hz
B．位于x轴负方向一侧的观测者，接收频率大于5Hz
C．水面波的传播速度是0.2m/s，小球匀速移动的速度是0.1m/s
D．水面波的传播速度是0.4m/s，小球匀速移动的速度是0.2m/s
【答案】AC
【详解】
AB．小球每秒振动5次，所以波的频率为5Hz，小球沿x轴正方向匀速移动，根据多普勒效应规律可知，位于x轴正方向一侧的观测者，接收频率大于5Hz，位于x轴负方向一侧的观测者，接收频率小于5Hz，所以A正确；B错误；
CD．小球的振动周期为
小球振动10个周期所用的时间为
小球的速度为
水面波的传播速度为
所以C正确；D错误；
故选AC。
13．关于波的特有现象，下列说法正确的是（ ）
A．只有频率相同的两列波才有可能发生干涉
B．干涉时，振动加强的质点始终处于最大位移处
C．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象
D．医生用“彩超”对病人身体的检查是多普勒效应的应用
【答案】AD
【详解】
A．由波的干涉定义可知，只有频率相同的两列波才有可能产生干涉，A正确；
B．干涉时，振动加强的质点振幅最大，其位移随时间做周期性变化，不会始终处于最大位移处，B错误；
C．波遇到障碍物时，只有障碍物的尺寸与波的波长相差不多，或比波长更小时，会产生明显的衍射现象，C错误；
D．医生用“彩超”对病人身体的检查是多普勒效应的应用，D正确。
故选AD。
14．地震是一种极其普通和常见的自然现象，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波。地震波是一种机械波，下列有关波的表述中正确的是（ ）
A．地震波中的横波成分可以发生干涉现象，纵波成分不能发生干涉现象
B．机械横波在介质中传播时，介质中的质点也会沿波的传播方向运动，只是比波传播地慢
C．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并不发生变化
D．两列传播方向相反的机械波相遇时，也可能发生干涉现象
E.当障碍物的尺寸比波长大得多时，也会发生衍射现象
【答案】CDE
【详解】
A．横波和纵波都可以发生干涉现象，故A错误；
B．机械横波在介质中传播时，介质中的质点只会在垂直于波传播的方向上振动，不会沿波的传播方向迁移，故B错误；
C．发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并不发生变化，故C正确；
D．两列传播方向相反的机械波相遇时，若两列波的频率相同且相位差恒定，则也能发生稳定的干涉，故D正确；
E．当障碍物的尺寸比波长大得多时，也会发生衍射现象，只是衍射现象不明显而已，故E正确。
故选CDE。
15．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（ ）
A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化
C．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同
D．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化
【答案】BD
【详解】
A．看到闪电后，过一会儿才能听到雷声，是光和声音在空气中的传播速度不同造成的，故A错误；
B．探测器接收到光的超声波频率发生变化，是由于血液发生流动，探测器与血液的观测点的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，故B正确；
C．声波在空气中和水中的传播速度不同，是由于进入不同介质，波长发生变化引起的，故C错误；
D．观察者与双星的距离发生变化，接收到的频率发生变化，产生周期性变化的光谱，属于多普勒效应，D正确。
故选BD。
16．如图是在公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪指向车辆发出超声波脉冲信号，并接收经车辆反射的超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。在某次测速过程中，超声波测速仪对某一汽车共发射两次信号，接收两次信号，数据如下：（测速仪固定不动），已知超声波在空气中传播的速度是340m/s，若汽车是沿直线匀速行驶。
（1）求汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离；
（2）若该路段汽车限速60km/h，则该汽车的行驶速度是否合法？
（3）从测速仪发出的第一个超声波脉冲时作为计时起点，在图中作出超声波的位移—时间图像。
【答案】（1）17m；（2）合法；（3）
【详解】
（1）由题意可知，零时刻发出第一次超声波，经过0.5s接收到，则汽车距离发射源的距离为
从1s时刻发出的第二次超声波，经过0.6s接收到，则汽车距离发射源的距离为
则汽车在反射两个超声波信号之间的时间内前进的距离为
（2）汽车从第一次接收到信号到第二次接收到信号时间为
则汽车的速度为
因为58.3km/h＜60km/h，所以汽车的行驶速度合法。
（3）从测速仪发出的第一个超声波脉冲时作为计时起点，在图中作出超声波的位移—时间图像如图
17．如图所示，天文学家观察到，来自遥远星体的光比来自较近星体同物质发出的光，波长会变长。由此，天文学家得出结论:遥远星体正在远离地球。请据多普勒效应解释一下这是为什么。
【答案】见解析
【详解】
多普勒效应指的时波源和接收者相对靠近时，会使接收到的频率升高，波源和接收者相对远离时，会使接收到的频率降低，若遥远星体正在远离地球，则两者相对远离，我们接收到的频率降低，由可知，波长会变长，故来自遥远星体的光比来自较近星体同物质发出的光，波长会变长就能说明遥远星体正在远离地球。
18．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。
【答案】超速，见解析
【详解】
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。
19．一般渔船向鱼群发出超声波。若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与渔船发出的超声波相比，其频率如何变化？请说明理由。
【答案】变高，见解析
【详解】
被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高
理由是：渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，波速由介质决定，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比波速不变，根据声音的多普勒效应，声源移向观察者时接收频率变高，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高。
20．以速度u＝20m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275 Hz，已知常温下空气中的声音传播速度v＝340m/s。
(1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
(2)当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？
【答案】(1)292 Hz；(2)260 Hz
【详解】
(1)火车驶来，以观察者为参考系，观察者接收到的频率增大
(2)火车驶去，以观察者为参考系，观察者接收到的频率减小
时刻/s
0
0.5
1
1.6
事件
发生第一次
超声波信号
接收第一次
超声波信号
发生第二次
超声波信号
接收第二次
超声波信号