高中物理第三章 机械波5 多普勒效应达标测试

课时分层作业(十五)　多普勒效应

(建议用时：25分钟)

考点一　多普勒效应

1．关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　)

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、观察者也静止时，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

D　[波源运动，观察者也运动，当他们运动的速度相等时，由于他们之间的相对位置保持不变，所以不能观察到多普勒效应，故A错误；当声源静止、观察者也静止时，波源自身的频率不会变化，观察者也观察不到多普勒效应，B错误；在波源与观察者靠近时观察者接收到的波的频率变高，听到的音调变高，在波源与观察者远离时观察者接收到的波的频率变低，听到的音调变低，故C错误，D正确．]

2．关于声波的多普勒效应，下列说法正确的是(　　)

A．当观察者和声源相互靠近时，观察者接收到的声波频率比声源发出的声波频率大

B．当观察者和声源相互靠近时，观察者接收到的声波频率比声源发出的声波频率小

C．当观察者和声源相互靠近时，声源振动的频率变大

D．当观察者和声源相互靠近时，声源振动的频率变小

A　[多普勒效应是指波源相对于观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者接收到的频率发生了变化．若声源和观察者相互靠近，观察者接收到的声波频率比声源发出的声波频率大，A正确，B错误；声源的频率由声源决定，不会随着距离的变化而变化，C、D错误．]

3．当正鸣笛的火车向我们疾驶而来时，我们听到的汽笛声的音调变高了，这是因为(　　)

A．声源振动的频率变大了

B．声波传播的速度变大了

C．耳膜振动的频率变大了

D．耳膜振动的频率变小了

C　[声波被观察者接收时，观察者接收到的波的频率变大，耳膜振动的频率也变大．]

4．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f

C．若静止的波接收器放置在下方，接收到该波的频率等于f

D．无论静止的波接收器放置何处，接收到该波的频率都是f

B　[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，左边位置附近波长最短，右边位置附近波长最长，故在左边接收到波的频率最高，在右边接收到波的频率最低，由题图中的若干个圆表示同一时刻的波峰分布可知，波源向左运动，A错误；若静止的波接收器放置在上方或下方，接收器在远离波源，依据多普勒效应，可知，接收到该波的频率小于f，B正确，C错误；静止的波接收器任意放置，接收到该波的频率不可能都等于f，D错误．]

5．在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＝200 m/s，已知t＝0时波刚好传播到x＝40 m处，如图所示．在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是(　　)

A．波源开始振动的方向沿y轴正方向

B．从t＝0开始经0.15 s，x＝40 m处的质点运动的路程为0.6 m

C．接收器在t＝2 s时才能接收到此波

D．若波源向x轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 Hz

B　[由题图知，x＝40 m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向也向下(y轴负方向)，选项A错误；由题图知λ＝20 m，A＝10 cm，T＝＝0.1 s，而Δt1＝0.15 s＝T，所以x＝40 m处的质点0.15 s运动的路程为s＝×4A＝6A＝60 cm＝0.6 m，选项B正确；波由x＝40 m处传到x＝400 m处所需时间Δt＝＝ s＝1.8 s，选项C错误；当波源向x轴正方向运动时，波源将靠近接收器，由多普勒效应知，接收器接收到的频率将大于波源频率，而波源频率为f＝＝10 Hz，选项D错误．]

考点二　多普勒效应的应用

6．(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

AD　[当汽车向你驶来时，两者距离减小，单位时间内你接收到的声波个数增多，频率升高，将大于300 Hz，故选项A正确；当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，单位时间内你接收到的声波个数减少，频率降低，将小于300 Hz，故选项D正确．]

7．(多选)如图所示，S为波源，P点有一观察者，已知波源发声的频率为20 Hz，声音在空气中的传播速度为340 m/s，则关于人听到的声音的频率说法正确的是(　　)

A．当波源S以17 m/s的速度远离观察者运动时，频率为19 Hz

B．当波源S以17 m/s的速度靠近观察者运动时，频率为21 Hz

C．当观察者以17 m/s的速度靠近波源运动时，频率为21 Hz

D．以上说法均不正确

ABC　[当波源以17 m/s的速度远离观察者运动，观察者接收的频率f′1＝＝ Hz＝19 Hz，故A项正确；当波源S以17 m/s的速度靠近观察者运动时，观察者接收到的频率f′2＝＝ Hz＝21 Hz，故B项正确；当观察者以17 m/s的速度靠近波源S运动时，观察者接收到的频率f′3＝＝ Hz＝21 Hz，故C项正确．]

8．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，且每秒连续发射几次．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滑的墙壁飞扑的期间，下列判断中正确的是(　　)

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

C　[由于蝙蝠和墙壁发生相对运动，且相互靠近，因此墙壁接收到的频率f1大于39 000 Hz.频率为f1的波经墙壁反射后，与蝙蝠相互靠近，因此蝙蝠接收到反射波的频率f2＞f1，C选项正确．]

9．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些飞机的速度超过了声音在空气中的传播速度．假设某爆炸声在空气中的传播速度为340 m/s，一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员恰好听不到爆炸声，飞机飞行的速度应为多大？

[解析]　要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，那么他随飞机运动的速度应与声波的速度一样，即飞机应以340 m/s的速度飞行远离爆炸点．

[答案]　340 m/s

(建议用时：15分钟)

10．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处静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处静止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

D　[由题意可知，声源靠近A处的人，由多普勒效应可知，A处的人接收到声波的频率变大，即f1>f；声源远离B处的人，同理可知B处的人接收到声波的频率变小，即f2<f.选项D正确．]

11．轮船在进港途中x­t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是图中的哪一个？(　　)

A　[由x­t图像可知，轮船靠近港口时的速度v1＞v3＞v2，由f′＝可知，f1＞f3＞f2，故A项正确．]

12．某人乘火车由甲地去乙地，途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车后听到货运列车发出的汽笛声频率为f1；此人乘坐的列车又与迎面驶来的另一列货运列车会车，听到货运列车驶近时的汽笛声频率为f2，已知两列货运列车发出的汽笛声频率相同，则f1与f2间的大小关系是f1________f2(选填“>”“＝”或“<”)．

[解析]　乘客与被超的货运列车逐渐远离，由多普勒效应可知，此时他听到货运列车发出的汽笛声的频率f1较其实际频率低，同样根据多普勒效应可知，乘客听到对面驶来货运列车的汽笛声的频率f2较其实际频率高，又两列货运列车发出的汽笛声频率相同，故f1<f2.

[答案]　＜

13．正在报警的警钟每隔0.5 s响一声，一个人正坐在以60 km/h的速度向着警钟行驶的车中，已知声音在空气中的速度为330 m/s，则这个人每分钟能听到几声警钟？

[解析]　首先根据题意，画出示意图(如图所示)．若人坐在以速度v行驶的车内向M点运动，在相同的时间t内人向声源移动的距离s2＝vt，声波在时间t内通过人的相对距离应为s1＋s2.于是，在这段时间内人听到的警钟响的次数就应为n′＝＝

[答案]　126声