物理选择性必修 第一册第三章 机械波第四节 多普勒效应课时练习

第四节 多普勒效应

A级　基础巩固

1.关于多普勒效应，以下说法正确的有（　　）

A.只有机械波才能发生多普勒效应

B.当波源和观察者都运动时就发生多普勒效应

C.发生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化

D.发生多普勒效应的结果是观察者接收到的频率发生了变化

解析：多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发生多普勒效应；发生多普勒效应的原因是波源和观察者有相对运动，导致观察者接收到的波的频率发生了变化，而波源的频率不变.综上所述，D正确，A、B、C错误.

答案：D

2.波源和观察者相向运动，则观察者单位时间内感觉到的波的个数（　　）

A.增加   B.减少 

C.不变   D.不一定

解析：由多普勒效应知当观察者与波源间距离减小时，接收到波的频率增加，A正确.

答案：A

3.（多选）下列关于多普勒效应的说法，正确的是（　　）

A.医院检查身体的“彩超”仪运用了多普勒效应

B.不仅机械波会发生多普勒效应，电磁波也会

C.由地球上接收到的遥远天体发出的光波发生“红移”现象（各条谱线的波长均变长），可以判断遥远天体正靠近地球

D.静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高，说明声源正在远离观察者

解析：医院检查身体的“彩超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应，故A正确；多普勒效应是波特有的现象，故B正确；当波源与观测者相互靠近时，观测到的频率增大，反之，当波源与观测者相互远离时，观测到的频率减小，故D错误；“红移”现象中光波频率变小，因此遥远天体应正在远离地球，故C错误.

答案：AB

4.（多选）下列哪些现象是多普勒效应（　　）

A.远去的汽车声音越来越小

B.炮弹迎面飞来，声音刺耳

C.火车向你驶来时，音调变高；离你而去时，音调变低

D.大风中，远处人的说话声时强时弱

解析：A项和D项中所说的现象是能量传递的问题，不是多普勒效应.B、C两项所发生的现象是多普勒效应.

答案：BC

5.（多选）火车上有一个声源发出频率一定的音乐.当火车静止，观察者也静止时，观察者听到并记住了这个音乐的音调.以下情况中，观察者听到这个音乐的音调比原来降低的是（　　）

A.观察者静止，火车向他驶来

B.火车静止，观察者乘汽车向着火车运动

C.观察者静止，火车离他远去

D.火车静止，观察者乘汽车远离火车运动

解析：根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距离变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高.当波源和观察者间距离变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低.观察者听到这个音乐的音调比原来降低，即接收到的声波频率降低，说明观察者和火车之间的距离在变大.所以A、B错误，C、D正确.

答案：CD

B级　能力提升

6.（多选）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C点向右运动时，她感觉哨声音调不变

D.女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低

解析：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，她都能感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低，A、D正确，B、C错误.

答案：AD

7.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

解析：波速由介质决定，所以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D正确，A、B、C错误.

答案：D

8.汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去.汽车使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度.若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f′，则（　　）

A.当 f′＝f 时，表明前车一定做匀速直线运动

B.当f′＝f 时，表明前车一定处于静止状态

C.当f′>f 时，表明前车相对于无人车正在减速行驶

D.当f′<f 时，表明前车相对于无人车正在减速行驶

解析：当声源和观察者之间的距离不变时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当f＝f′时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定做匀速直线运动，也不一定静止，故A、B错误；当f′＞f时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小，表明前车相对于无人车在减速行驶，故C正确；当f′＜f时，说明接收到的频率减小，说明两车距离增大，表明前车相对于无人车在加速行驶，故D错误.

答案：C

9.（多选）如图所示，为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则（　　）

A.该波源正在移向A点

B.该波源正在移向B点

C.在A处观察波的频率变低

D.在B处观察波的频率变低

解析：波源在某一位置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源.波面半径大，表示产生时间早，传播时间长.对照图示，可确定出波源由右向左移动，选项A正确，选项B错误.由于观察者不动，故波面经过观察者的速度等于波速，而在A处观察时，相邻波面间距比波源不动时间距小，因而经过观察者时间间隔短，频率大，同理在B处时间间隔长，频率小，选项C错误，选项D正确.

答案：AD

10.轮船在进港途中的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选项图中的（　　）

解析：轮船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xt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，A正确.

答案：A

C级　　拓展创新

11.如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2＞v1.甲听到的笛声的频率为f1，乙听到的笛声的频率为f2，司机自己听到的笛声的频率为f3，则此时三人听到笛声的频率由高至低依次为　　　　　　.

解析：由于v2＞v1，所以汽车和甲的相对距离减小，甲听到的笛声的频率变大，即f1＞f0.由于乙静止不动，汽车和乙的相对距离增大，乙听到的笛声的频率变小，即f2＜f0.由于司机和声源相对静止，所以司机听到的笛声的频率不变，即f3＝f0.综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为f1、f3、f2.

答案：f1、f3、f2

12.正在报警的警钟每隔0.5 s响一声.一个人正坐在以72 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340 m/s，则这个人在每分钟内能听到几声警钟？

解析：设空气中声速为v0.在时间T内传播的距离s0＝v0T（T为周期），声波在时间t内传播的距离为s1＝v0t.

因而人不动时听到警钟次数为n0＝＝＝，

如果人以速度v向声源运动，则声波在时间t内相对于人行进的距离为s2＝（v0＋v）t，此时人听到的警钟次数为n＝＝·≈127（次）.

答案：127次