多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用 跟蹤訓(xùn)練（解析版）- 高二上學(xué)期物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊

1、2021-2022學(xué)年魯科版（2019）選擇性必修第一冊3.4多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用 跟蹤訓(xùn)練（解析版）1超聲波是一種頻率高于的聲波，波長很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米，它的方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，因此有廣泛的應(yīng)用關(guān)于超聲波，下列說法中正確的是（）A由于高頻率超聲波波長很短，因此衍射本領(lǐng)很強(qiáng)B空氣中超聲波傳播速度遠(yuǎn)大于普通聲波傳播的速度C當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)參與振動(dòng)的頻率等于超聲波頻率D超聲波測速主要是利用超聲波相干性好的特點(diǎn)2下列說法正確的是（）A在連續(xù)均勻的海浪沖擊下，停在海面的小船上下振動(dòng)，是共振現(xiàn)象B受迫振動(dòng)的振幅由驅(qū)動(dòng)力的大小決定，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)C醫(yī)

2、生利用超聲波測定病人血管中的血流速度，這是利用了超聲波的多普勒效應(yīng)D寺廟里的大鐘被撞擊后我們會(huì)感覺到余音不絕，這屬于聲波的衍射3下列說法錯(cuò)誤的是（）A彈簧振子運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期的路程一定等于兩倍振幅B通過超聲波被血流反射回來其頻率發(fā)生變化可測血流速度，是利用了波的干涉C將擺鐘從成都龍泉山的山腳移動(dòng)到山峰，擺鐘的周期將變大D“聞其聲不見其人”是波的衍射現(xiàn)象4下列說法的錯(cuò)誤是（）A泊松亮虹是光通過圓孔發(fā)生衍射時(shí)形成的B無色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照射時(shí)發(fā)生了薄膜干涉C增透膜的作用是為了減少光的反射損失，增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度D我們在地球上接收到來自遙遠(yuǎn)星球的光波的波長變長，可以判斷該星球正在離我們遠(yuǎn)去

3、5下列哪些現(xiàn)象屬于多普勒效應(yīng)（）A夏日雷聲轟鳴不絕B有兩只相同的音叉，若一只被敲擊振動(dòng)發(fā)聲，發(fā)現(xiàn)另一只也振動(dòng)發(fā)聲C戰(zhàn)場上士兵聽到敵方炮彈飛行聲音和聽到我方炮彈聲音不同D“未見其人，先聞其聲”6根據(jù)多普勒效應(yīng)，我們知道當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí)，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小。由實(shí)驗(yàn)知道遙遠(yuǎn)的星系所生成的光譜都呈現(xiàn)“紅移”，即譜線都向紅色部分移動(dòng)了一段距離，由此現(xiàn)象可知（）A宇宙在膨脹B宇宙在收縮C宇宙部分靜止不動(dòng)D宇宙只發(fā)出紅光光譜7關(guān)于多普勒效應(yīng)的敘述，下列說法中正確的是（）A多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生了變化B多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的C多普勒效應(yīng)是波共有的

4、特征D科學(xué)家通過哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)來自遙遠(yuǎn)的星系上的某種原子光譜，與地球上同種原子的光譜比較，波長均變小，說明該星系正在遠(yuǎn)離地球而去8下列說法中正確的是（）A發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率保持不變B要發(fā)生多普勒效應(yīng)，波源和觀察者間必須有相對運(yùn)動(dòng)C只有聲波會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)D在障礙物后面的人可以聽到別人說話的聲音是多普勒觀象9下列關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法中，正確的是（）A只要波源在運(yùn)動(dòng)，就一定能觀察到多普勒效應(yīng)B如果聲源靜止，就觀察不到多普勒效應(yīng)C當(dāng)聲源朝靠近觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源的頻率不變D當(dāng)聲波遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率變低E.當(dāng)聲源相對于觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者聽到的聲音的頻率可能變高，也可能變低1

5、0站在火車站臺(tái)上的旅客聽到路過的火車鳴笛聲的音調(diào)變化情況，以下說法正確的是（ ）A當(dāng)火車進(jìn)站時(shí)，鳴笛聲的音調(diào)變低B當(dāng)火車進(jìn)站時(shí)，鳴笛聲的音調(diào)變高C當(dāng)火車離站時(shí)，鳴笛聲的音調(diào)變低D當(dāng)火車離站時(shí)，鳴笛聲的音調(diào)變高11生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對接收者而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無線電波也具有這種效應(yīng)圖中的測速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)生無線電波，并接收被車輛反射的無線電波由于車輛的運(yùn)動(dòng)，接收的無線電波頻率與發(fā)生時(shí)不同，利用頻率差就能計(jì)算出車輛的速度已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為，式中c是真空中的光速，若，可知被測車輛的速度大小為_m/s12公路巡警開車在高速公路上以

6、的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，結(jié)果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低（1）此現(xiàn)象屬于_A波的衍射 B波的干涉C多普勒效應(yīng) D波的反射（2）若該路段限速為，則轎車是否超速？_（3）若轎車以的速度行進(jìn)，反射回的頻率應(yīng)怎樣變化？_13由于波源和觀察者之間有_，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫做多普勒效應(yīng)14車以80km/h速度行駛，從對面開來超高速列車，向背后奔駛而去此間超高速車所發(fā)出的汽笛聲開始若聽取“哆”音，后來聽到的則是降低的“咪”音（假定“哆”音和“咪”音的頻率之比為設(shè)聲速為1200km/h，則超高速列車的時(shí)速是_

7、km/h15下列說法正確的是_A醫(yī)院中用于體檢的“B超”利用了超聲波的反射原理B鳴笛汽車駛近路人的過程中，路人聽到的聲波頻率與波源相比增大C地面上的人觀察在宇宙中高速飛行的飛船中的時(shí)鐘變快D照相機(jī)鏡頭的偏振濾光片可使水下影像清晰E無線網(wǎng)絡(luò)信號能繞過障礙物傳遞到接收終端是利用了干涉原理16如圖為由波源S發(fā)出的波某一時(shí)刻在介質(zhì)平面中的情形，實(shí)線為波峰，虛線為波谷，設(shè)波源頻率為20Hz，且不運(yùn)動(dòng)，而觀察者在1s內(nèi)由A運(yùn)動(dòng)到B，觀察者接收到多少個(gè)完全波？17正在報(bào)警的警鐘每隔響一聲，聲波在空氣中的速度，警鐘已響了很久，問在內(nèi)：（1）如果警鐘不動(dòng)，某人乘坐速度的汽車向警鐘接近，能聽到幾次鐘響；（2）如果

8、某人不動(dòng)，汽車帶著警鐘以的速度向人接近，人能聽到幾次鐘響；（3）如果人和警鐘都以的速度相互接近或遠(yuǎn)離，人分別能聽到幾次鐘響。18如圖所示，聲源S和觀察A都沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，相對于地面的速率分別為Vs和vA，空氣中聲音傳播的速率為vP，設(shè)vsvP, vAvP，空氣相對于地面沒有流動(dòng)若聲源相繼發(fā)出兩個(gè)聲信號，時(shí)間間隔為t，請根據(jù)發(fā)出的這兩個(gè)聲信號聲從聲源傳播到觀察者的過程，確定觀察者接收到這兩個(gè)聲信號的時(shí)間間隔t（假設(shè)兩次聽到聲音的位置都在聲源同一側(cè)）19某雷達(dá)站正在跟蹤一架飛機(jī)，此時(shí)飛機(jī)正朝著雷達(dá)站方向勻速飛來某一時(shí)刻雷達(dá)發(fā)射出一個(gè)雷達(dá)波脈沖，經(jīng)過210-4s后收到反射波；再隔0.8s后再發(fā)出一

9、個(gè)脈沖波，經(jīng)過1.9810-4s收到反射波，問；（1）雷達(dá)波是超聲波還是電磁波？波速為多少？（2）若雷達(dá)波的頻率為1.51010Hz，此波的波長為多少？ （3）飛機(jī)的飛行速度為多少？ 參考答案1C【詳解】A高頻率超聲波的波長短，其衍射本領(lǐng)弱，故A錯(cuò)誤；B聲波的傳播速度由介質(zhì)決定，與聲波的頻率無關(guān)，故空氣中超聲波傳播速度與普通聲波傳播的速度相等，故B錯(cuò)誤；C波傳播的是振動(dòng)的形式和能量，介質(zhì)中各點(diǎn)做的都是受迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率由波源的頻率決定，故當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)參與振動(dòng)的頻率等于超聲波頻率，故C正確；D超聲波測速利用了多普勒效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選C。2C【詳解】A上下振動(dòng)的小船是受迫振動(dòng)，

10、A錯(cuò)誤；B受迫振動(dòng)的頻率由驅(qū)動(dòng)力的頻率決定，與系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。B錯(cuò)誤；C醫(yī)生利用超聲波測定病人血管中的血流速度，這是利用了超聲波的多普勒效應(yīng)。C正確；D寺廟里的大鐘被撞擊后我們會(huì)感覺到余音不絕，這屬于聲波的反射。D錯(cuò)誤。故選C。3B【詳解】A彈簧振子在四分之一個(gè)周期里運(yùn)動(dòng)的路程不一定等于一個(gè)振幅，彈簧振子從平衡位置向下運(yùn)動(dòng)的過程中，在二分之一個(gè)周期里運(yùn)動(dòng)的路程等于二倍振幅，故A正確，不符合題意；B利用多普勒效應(yīng)，當(dāng)間距變化時(shí)，接收的頻率與發(fā)出的頻率不相同，則可測量血流速度，故B錯(cuò)誤，符合題意；C根據(jù)單擺周期公式擺鐘移動(dòng)時(shí)，周期將變大，故C正確，不符合題意；D隔墻有耳與只聽其聲不見其人都是波

11、的衍射現(xiàn)象，故D正確，不符合題意。故選B。4A【詳解】A泊松亮斑是光通過不透明的小圓盤發(fā)生衍射時(shí)形成的，A錯(cuò)誤；B肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色，是由于泡的內(nèi)外表面反射光，進(jìn)行相互疊加而成的，屬于薄膜干涉，B正確；C根據(jù)薄膜干涉的原理，光學(xué)鏡頭上涂的增透膜的作用就是為了減少光的反射損失，增強(qiáng)透射光的強(qiáng)度，C正確；D我們在地球上接收到來自遙遠(yuǎn)星球的光波的波長變長，根據(jù)知頻率變小，根據(jù)多普勒效應(yīng)，該星球正在距離我們遠(yuǎn)去，D正確。故選A。5C【詳解】A夏日雷聲轟鳴不絕，屬于聲波的反射，故A錯(cuò)誤；B有兩只相同的音叉，若一只被敲擊振動(dòng)發(fā)聲，發(fā)現(xiàn)另一只也振動(dòng)發(fā)聲，這是聲音的共振，故B錯(cuò)誤；C戰(zhàn)場上士兵聽到敵方炮

12、彈飛行聲音和聽到我方炮彈聲音不同的現(xiàn)象是多普勒效應(yīng)，故C正確；D“未見其人，先聞其聲”是波的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選C。6A【詳解】科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了紅移現(xiàn)象，即光譜線都向紅色部分移動(dòng)了一段距離，紅光波長長而頻率小，根據(jù)多普勒效應(yīng)的理論可知，物體靠近觀察者時(shí)，接收到的波的頻率會(huì)變大，遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，接收到的波的頻率會(huì)變小，光譜線向紅色部分移動(dòng)說明，電磁波的頻率變小了，這些星球都在遠(yuǎn)離地球。即宇宙在膨脹。故選A。7C【詳解】A多普勒效應(yīng)說明波源的相對運(yùn)動(dòng)，使觀察者收到的頻率發(fā)生了變化。故A錯(cuò)誤；B根據(jù)上一選項(xiàng)分析，多普勒與波的干涉無關(guān)。故B錯(cuò)誤；C多普勒效應(yīng)是波共有的特征。故C正確；D根據(jù)多普勒現(xiàn)象，

13、若波源不動(dòng)，觀察者遠(yuǎn)離波源，則觀察者者接收到的頻率變小。所以科學(xué)家通過哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)來自遙遠(yuǎn)的星系上的某種原子光譜，與地球上同種原子的光譜比較，波長均變長，說明該星系正在遠(yuǎn)離地球而去。故D錯(cuò)誤。故選C。8AB【詳解】A波源的頻率由波源的振動(dòng)決定，發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)波源的頻率保待不變，A正確；B要發(fā)生多普勒效應(yīng)，波源和觀察者間的距離一定變化，即波源和觀察者間必須有相對運(yùn)動(dòng)，B正確；C只要是波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，C錯(cuò)誤；D在障礙物后面的人可以聽到別人說話的聲音是衍射觀象，D錯(cuò)誤。故選AB。9CDE【詳解】A波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，波源與觀察者距離不一定變化，不一定發(fā)生多普勒效應(yīng)，A錯(cuò)誤；B聲源靜止時(shí)，若觀察者向

14、聲源運(yùn)動(dòng)，能發(fā)生多普勒效應(yīng)，B錯(cuò)誤；CD聲源朝著觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源頻率不變，觀察者接收到的頻率增大，當(dāng)聲波遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率變低，CD正確；E聲源相對觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者距離可能增大，也可能減小，故觀察者接收到的頻率可能變低，也可能變高，E正確；故選CDE。10BC【詳解】AB音調(diào)由頻率決定，頻率大時(shí)音調(diào)高，頻率小時(shí)音調(diào)低，火車進(jìn)站時(shí)旅客接收到的頻率會(huì)變大，故音調(diào)變高，故A錯(cuò)誤；B正確；CD火車離站時(shí)，旅客接收到的頻率會(huì)變小，故音調(diào)會(huì)變低，故C正確；D錯(cuò)誤。故選BC。1130【詳解】由題給出的信息可知代入數(shù)據(jù)可得解得：12C 超速 變高 【詳解】(1)1.選C巡警車接收到的電磁

15、波頻率比發(fā)出時(shí)低，此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)(2)2.因巡警車接收到的頻率變低，由多普勒效應(yīng)知巡警車與轎車在相互遠(yuǎn)離，而巡警車車速恒定又在后面，可判斷轎車車速比巡警車車速大，故轎車超速(3)3.若轎車以20m/s的速度行進(jìn)，此時(shí)巡|警車與轎車在相互靠近，由多普勒效應(yīng)知反射回的頻率應(yīng)變高13相對運(yùn)動(dòng)【解析】【詳解】由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫做多普勒效應(yīng)14200【分析】多普勒效應(yīng)中，觀察者和發(fā)射源的頻率關(guān)系為：f=() f；f為觀察到的頻率；f為發(fā)射源于該介質(zhì)中的原始發(fā)射頻率；v為波在該介質(zhì)中的行進(jìn)速度；v0為觀察者移動(dòng)速度，若接近發(fā)射源則前方運(yùn)算符號為+號，反之

16、則為-號；vS為發(fā)射源移動(dòng)速度，若接近觀察者則前方運(yùn)算符號為-號，反之則為+號【詳解】當(dāng)超高速列車迎面駛來時(shí)，有：f1=()f當(dāng)超高速列車駛過他身旁后，有：f2()f 又： 聯(lián)立解得：vs=200km/h15ABD【詳解】醫(yī)院中用于體檢的“B超”利用了超聲波的反射原理，故A正確；當(dāng)鳴笛汽車駛近路人的過程中，兩者間距變小，則路人聽到的聲波頻率與波源相比增加，故B正確；在宇宙中高速飛行的飛船中的時(shí)鐘變慢，故C錯(cuò)誤；照相機(jī)鏡頭的偏振濾光片，從而阻礙其它反射光的進(jìn)入，使得所拍影像清晰，故D正確；無線網(wǎng)絡(luò)信號能繞過障礙物傳遞到接收終端，是利用了衍射原理，E錯(cuò)誤故選ABD。1619個(gè)【詳解】觀察者在單位時(shí)

17、間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)等于觀察者接收到的頻率。如果觀察者不動(dòng)，則1s內(nèi)，觀察者接收的完全波的個(gè)數(shù)應(yīng)為20個(gè)，然而當(dāng)觀察者從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，所能接收到的完全波的個(gè)數(shù)正好比不運(yùn)動(dòng)時(shí)少1個(gè)，即他只接收到19個(gè)完全波。17（1）635次；（2）637次；（3）相互接近：675次；相互遠(yuǎn)離：533次【詳解】（1）警鐘每隔響一聲，發(fā)出響聲的等效頻率警鐘不動(dòng)，即波源靜止，則響聲的等效波長（兩次響聲間的距離）不變，即不變，而響聲相對于人的傳播速度和人的運(yùn)動(dòng)方向相反，因此響聲相對于人的速度變?yōu)?，所以人接收到的響聲的等效頻率為因此內(nèi)聽到的鐘響次數(shù)次次（2）聲源向前運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向和聲波的傳播方向相同，則響聲的等效波長變短若人靜止不動(dòng)，則響聲相對于人的速度沒有發(fā)生變化，則人接收到的響聲的等效頻率因此內(nèi)聽到的鐘響次數(shù)次次（3）人和警鐘相互接近時(shí)，聲源運(yùn)動(dòng)方向和響聲傳播方向相同，則響聲的等效波長變短，人的運(yùn)動(dòng)方向和響聲的傳播方向相反，則聲速相對于人增大，為，則人接收到的響聲的等效頻率因此內(nèi)聽到的鐘響次數(shù)次次人和警鐘相互遠(yuǎn)離時(shí)，聲源運(yùn)動(dòng)方向和響聲傳播方向相反，則響聲的等效波