物理选择性必修 第一册第三章 机械波5 多普勒效应精练

3.5多普勒效应提升优化（含解析）

一、单选题

1.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、乙两列火车相向行驶，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. 甲、乙两列火车相向行驶，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等于他所听到的乙车笛声频率

2.下列说法正确的是(   )           

A. 机械波的振幅与介质有关，与波源无关                   B. 机械波的传播速度与波源有关，与介质无关

C. 医院用的“彩超”利用的是超声波的多普勒效应     D. 形成纵波的质点，随波一起发生迁移

3.分析下列物理现象： 

⑴夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)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。这些物理现象分别属于波的(   )

A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应                         B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉

C. 反射、折射、干涉、多普勒效应                         D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应

4.有经验的铁路养护人员可以从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向．他所利用的应是   (     )           

A. 声波的干涉现象            B. 声波的衍射现象            C. 声波的多普勒效应            D. 声波的反射现象

5.关于机械波、电磁波，以下说法正确的是（   ）           

A. 公路上的超声波测速仪向迎面驶来的汽车发射一个已知频率的超声波，根据汽车接收到的反射波频率变化的多少，就可知汽车运动的速度大小，其原理是波的多普勒效应

B. 赫兹从理论上预言了电磁波的存在，麦克斯韦观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，麦克斯韦还测得电磁波在真空中具有与光相同的传播速度

C. 均匀变化的电场，会在其周围空间激发均匀变化的磁场

D. 对于机械波，只有当障碍物或孔的尺寸跟机械波的波长相等时，才能发生衍射

6.如图所示，M、N、P、Q是一个圆周上等间距分布的四个位置，当波源从圆心O向M点移动时，M、N、P、Q四个位置中，接收到的频率最大的是（   ） 

A. M                                          B. N                                          C. P                                          D. Q

7.医院有一种先进的检测技术——彩超，向病人体内发射频率已精确掌握的超声波。超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可以知道血液的流速。这一技术主要体现了哪一种物理现象(　　)

A. 多普勒效应                             B. 波的衍射                             C. 波的干涉                             D. 共振

8.波源所发出的机械波的频率为180 Hz，观察者所接收到的频率也为180 Hz，则下列判断中正确的是(　　)

A. 若波源静止不动，则观察者一定静止不动           B. 波源和观察者之间的相对  距离不变

C. 波源和观察者之间的相对距离增大                      D. 波源和观察者之间的相对距离减小

9.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航。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，则下列判断正确的是(　　)

A. 墙壁接收到超声脉冲频率等于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

10.频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以u表示声源的速度，v表示声波的速度(u<v)，f表示接收器接收到的频率。若u增大，则(　　)

A. f增大，v增大                   B. f增大，v不变                   C. f不变，v增大                   D. f减小，v不变

11.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[来                   C. f1>f  ， f2>f                   D. f1>f  ， f2<f

12.下列说法正确的是（   ）           

A. 车辆匀速驶向停在路边的警车，警车上测速仪探测到反射波的频率升高

B. 电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应

C. 双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱

D. 在用单摆测重力加速度的实验中，某学生所测g值偏小，可能是把n次单摆全振动误记为n+1次

13.如图所示，装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波，并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比（   ） 

A. 频率不变，波速变小                                           B. 波速不变，频率变小

C. 频率不变，波速变大                                           D. 波速不变，频率变大

14.下列关于声波的说法正确的是（   ）           

A. 我们有时能听到墙外的声音是由于声波干涉的结果

B. 超声波的波长比人耳能听到的波长大很多

C. 体检中使用的“B超”是利用次声波的反向现象

D. 有经验的铁路工人可通过火车的汽笛变化判断火车的行驶方向及快慢

15.下列说法不正确的是（   ）           

A. 夏日雷声轰鸣不绝，属于声波的干涉现象

B. 闻其声而不见其人，属于声波的衍射现象

C. 如果在两个完全相同的声源周围走动，时而感到有声，时而感到无声，这是属于声波的干涉现象

D. 听到远离的汽笛声音调变低，这是声波的多普勒效应

16.关于机械波的下列说法正确的是（   ）           

A. 干涉是波所特有的性质，因此任意两列机械波叠加都能发生稳定的干涉

B. 同一列机械波在不同介质中传播速度不同

C. 在间谐波中，质点的振动速度等于波的传播速度

D. 只有机械波才能发生多普勒效应

二、填空题

17.正在铁路边工作的工人，听到一列火车的汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种现象在物理学中叫________，由此可判断这列火车正在________（选填“背离”、“向着”）他行驶．   

18.下列三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中（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点表示飞机的位置．请你利用给出的图，确定飞机飞行速度最大的是________（填a、b、c） 

19.如图为声波干涉演示仪的原理图，两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔．声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率________的波．当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅________；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅________． 

答案解析

一、单选题

1.【答案】 B  

【解析】解：A、多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，故A错误；

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，故B正确；

C、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，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率变大，他所听到的乙车笛声频率不变，故该旅客听到的甲车笛声频率大于他所听到的乙车笛声频率，故C错误，D错误；

故选：B．

【分析】振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象．这就是频移现象．因为，声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化．当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高．音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关．这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”．

2.【答案】 C  

【解析】A．机械波的振幅与波源有关，与介质无关，A不符合题意；

B．机械波的传播速度与波源无关，与介质有关，B不符合题意；

C．医院用的“彩超”利用的是超声波的多普勒效应，C符合题意；

D．形成纵波的质点，不随波一起发生迁移，D不符合题意.

故答案为：C

 【分析】波在波源移向观察者接近时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低，根据器官的振动产生微弱的多普勒效应，从而赋予一定的颜色。

3.【答案】 A  

【解析】雷声轰鸣不绝是因为反射产生了回声；闻其声而不见其人是因为声音发生了衍射，绕过了障碍物；音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音是因为声音相遇产生叠加发生干涉现象，有的地方振动加强有的地方振动减弱；听到汽笛声的音调变高是因为接收到的频率逐渐增大发生了多普勒效应.

故答案为：A

 【分析】干题目考查的是关于横波的反射、衍射、干涉、多普勒效应等若干现象的判断，结合题目中的现象分析求解即可。

4.【答案】 C  

【解析】当听到的声音音调变低，说明接收到的声音的频率变小，表明火车离他远去，当听到的声音音调变高，说明接收到的声音的频率变大，则火车向着他驶来，利用声波的多普勒效应，C符合题意．

故答案为：C

 【分析】声音的多普勒效应结合频率的变化可以判别火车的行驶方向。

5.【答案】 A  

【解析】解：A、对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，根据接收到的频率发生变化，来知道汽车的速度，利用了多普勒效应，故A正确； 

B、麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，而赫兹证实了电磁波的存在；故B错误；

C、均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，不会激发均匀变化的磁场；故C错误；

D、对于机械波，当障碍物或孔的尺寸跟机械波的波长相差不多时，即可以发生明显的衍射现象；故D错误；

故选：A．

【分析】解答本题应明确：电磁波理论的提出和证实的物理学史；多普勒效应的应用；知道发生明显衍射现象的条件．

6.【答案】 A  

【解析】解：由题，当波源向左运动时，波源靠近M点，所以在单位时间内，观察者接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大；同时，波源远离N、P、Q各点，所以在单位时间内，观察者接收到的完全波的个数减小，即接收到的频率减小．故A正确，BCD错误． 

故选：A

【分析】根据多普勒效应，当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会改变；

当观察者靠近波源，在单位时间内，观察者接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大；

当观察者远离波源，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小．

7.【答案】 A  

【解析】仪器接收到的波的频率发生变化，是因为血液的流动使波源与接收仪器间距离发生变化，从而发生了多普勒效应，选项A对，B、C、D错。

【分析】多普勒效应与“红移”

光波与声波的不同之处在于，光波频率的变化使人感觉到的是颜色的变化。如果恒星远离我们而去，则光的谱线就向红光方向移动，称为“红移”;如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为“蓝移”。

“红移现象”是宇宙大爆炸理论的一个有力证据。

8.【答案】 B  

【解析】接收频率等于波源频率，观察者与波源的距离不 变，故B正确．

【分析】题考查多普勒效应的原理，熟记多普勒的定义即可求解，同时掌握频率变化与运动间的关系。

9.【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  ， 蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲的频率也大于墙壁接收的频率。所以C正确。

【分析】多普勒效应中，当声源和观察者相互靠近时，接收到的频率增加；当声源和观察者相互远离时，接收到的频率降低．

10.【答案】 B  

【解析】当声源向着接收器运动的速度增大时，声源的频率不变，声波的传播速度不变，接收器接收到的频率增大，因此B正确。

【分析】解答本题应明确以下三点:(1)声源向静止的接收器运动，接收器接收到的频率变大。(2)接收的频率随相对运动速度的增大而变大。(3)在同一温度下，在同一介质中，机械波的传播速度不变。

11.【答案】 D  

【解析】由于波源向A靠近，所以 ；而波源相对B远离，所以 ，所以选D．

【分析】题考查多普勒效应的原理，熟记多普勒的定义即可求解，同时掌握频率变化与运动间的关系。

12.【答案】 A  

【解析】A. 车辆匀速驶向停在路边的警车 ，靠近波源，探测到的频率升高，故A正确。

 B.电磁波和机械波都可以发生多普勒效应，故B错误。

 C. 双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰、波谷与波谷叠加都是相互加强 ，故C错误。

 D. 在用单摆测重力加速度的实验中，某学生所测g值偏小 ，可能是把单摆全振动次数计少，故D错误。

 故答案为：A。

 【分析】本题主要考查多普勒效应和波的干涉，电磁波和机械波都可以发生多普勒效应，靠近波源运动探测到的频率升高；远离波源运动，探测到的频率降低。波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇均为加强点，波峰与波谷相遇为减弱点。

13.【答案】 D  

【解析】波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射超声波与测速监视器发出的超声波相比波速不变；根据声音的多普勒效应，声源和观察者靠近时接收频率变高，所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大。

故答案为：D

 【分析】利用声音的多普顿效应可以判别接收的频率变大，但是波速不变。

14.【答案】 D  

【解析】解：A、我们能够听到墙外的声音是声波发生衍射的结果．故A错误． 

B、超声波的频率大于声波的频率，所以在同一均匀介质中，超声波的波长比人耳能听到的声波的波长小．故B错误．

C、超声波的穿透能力，而“B超”是利用超声波，故C错误．

D、观察者与频率一定的声源相互靠近过程中，产生多普勒效应，观察者听到声波的频率会升高．听到的火车汽笛声的音调变化判断火车的行驶方向及快慢，是多普勒效应的应用，故D正确．

故选：D．

【分析】当观察者与声源的距离减小时，听到声波的频率会升高．声波能绕过障碍物传播，这种现象叫声波的衍射．频率相同的两列才能发生干涉时，相遇区域形成稳定的图样；“彩超”是利用超声波的穿透能力．

15.【答案】 A  

【解析】解：A、夏日里在一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，这是声波的多次反射造成的，故A错误； 

B、闻其声而不见其人，是由于声波容易发生衍射，属于声波的衍射现象，故B正确；

C、如果在两个完全相同的声源周围走动，时而感到有声，时而感到无声，这是属于声波的干涉现象，使有些位置的振动加强，有些位置的振动减弱造成的．故C正确；

D、听到远离的汽笛声音调变低，这是声波的多普勒效应，故D正确；

本题选择错误的，故选：A．

【分析】声音的传播需要介质，真空不能传声，声波可以发生干涉、衍射、反射．根据声源与观察者间距来确定音调的高低．

16.【答案】 B  

【解析】解：A、任意的两列波相遇，不一定都能产生稳定的干涉现象，只有两列波频率完全相同，才会出现稳定的干涉现象．故A错误 

B、机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，同一列机械波在不同介质中传播速度不同，故B正确；

C、质点的振动速度与波的传播速度无关，故C错误；

D、根据多普勒效应，当两者间距减小时，接收频率变高，当两者间距增大时，接收频率变低，一切波都能发生多普勒效应，故D错误；

故选：B

【分析】干涉与衍射是波特有的现象；

机械波传播速度与介质有关；

干涉时，振动加强点是振动方向相同，并不是总处于波峰或波谷；

由多普勒效应：两者间距变化，则接收频率变化

二、填空题

17.【答案】 多普勒效应；向着  

【解析】解：路边工作的工人，听到一列火车的汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种现象在物理学中叫多普勒效应． 

根据多普勒效应得知，当物体振动频率不变时，远离声源时，声音的音调越低，靠近声源越时，声音的音调越高，所以可知这列火车正在向着该工人行驶．

故答案为：多普勒效应，向着

【分析】根据多普勒效应进行判断：

当火车向你驶来的时候，笛的音调变高；当火车离开你向远处驶去时，音调在降低，但若你是坐在火车上，所听到的笛声的音调却始终一样，也就是说实际上笛的频率并没有改变，只是当听者和声源之间发生相对运动时，听者感觉到频率的改变，这种现象称为多普勒效应．

18.【答案】 c  

【解析】解：当飞机运动到某圆圆心时，在周围激发起声波，声波从圆心运动r和飞机从圆心运动到A点所用的时间相同．设A点离某圆圆心距离为x，该圆半径为r，则v=340 ，x和r都可在图中量出．因此，从图上可以看出，a图飞机速度小于声速，b图等于声速，c图大于声速． 

故答案为：c．

【分析】abc三个图可分别理解为：a、飞机运动到A点时，声波已传播到前面了，即飞机运动慢于声音；飞机运动与声音同步；飞机运动到A点时，声波还在后面，即飞机运动快于声音．

19.【答案】 相同；减小；增大  

【解析】解：声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率相同的波且相位差固定．若波程相差为半波长的偶数倍，则干涉相长；若波程相差为半波长的奇数倍，则干涉相消．所以两列波传播的路程相差半个波长（奇数倍），则此处声波的振幅减小；若传播的路程相差一个波长（半波长的偶数倍），则此处声波的振幅增大． 

故答案为：相同，减小，增大．

【分析】声波的为纵波，但其干涉原理与横波叠加时相同，条件是频率相同，根据路程差为半个波长的偶数倍时，振幅增大；半个波长的奇数倍时，振幅减小，从而即可求解．