3.4 多普勒效应及其应用基础巩固 2021—2022 学年高中物理鲁科版 （2019）选择性必修第一册 一、选择题（共 15 题） 1．波源振动的频率为 f0，波源在介质中运动时，波源前方介质振动的频率为 f1，波源后方介质振动的频率 为 f2，则三者的关系为（ ） A． f 1 =f 2 =f 0 B． f 1 =f 2 > f 0 C． f 1 =f 2 < f 0 D． f 2< f 0 < f 1 2．下列说法正确的是（　　） A．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射 B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，是利用了波的干涉现象 C．光学镜头上的增透膜是利用光的色散 D．用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象 3．关于波的衍射和多普勒效应，下列说法正确的是 A．当障碍物的尺寸比波长大得多时能观察到明显的衍射现象 B．当障碍物的尺寸跟波长相差不多时能观察到明显的衍射现象 C．当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率比波源的频率大 D．当波源与观察者相向运动时，观察者接受到的频率比波源的频率小 4．机械波和电磁波都能产生多普勒效应。下列现象中不属于利用多普勒效应的是（　　） A．交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速 B．医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判 断血流的速度是否正常 C．发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离 D．天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于 地球的运动速度 5．下列说法正确的是（　　） A．超声测速是利用了波的干涉现象 B．“不见其人，先闻其声”是波的衍射现象 C．光导纤维的外套折射率比内芯折射率大 D．光的偏振现象说明光是一种纵波 6．对于波长为 100m 的声波，下列说法中正确的是（ ） A．在同一介质中，比波长为 20m 的声波传播快 B．不能被人听见 C．波长太长，不能产生明显衍射现象 D．不能产生反射现象 7．关于多普勒效应，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的听力出现了问题 C．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，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛 声频率低于他听到的乙车笛声频率 D．救护车迎面驶来时，听到的声音越来越尖的现象属于多普勒效应 8．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　） A．只要是性质相同的波，都可以发生干涉 B．只有在障碍物，孔或缝的尺寸比波长小或者相差不多的情况下波才能发生衍射 C．在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以穿透墙壁传播，而光波不能 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，测出反射波的频率信号就能知 道血流的速度，这种方法应用的是多普勒效应。 9．一列沿 x 轴正方向传播的横波，在 t=0 时刻的波形如图甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图像。下列 说法正确的是（　　） A．该波的波速为 4m/s B．图乙表示质点 S 的振动图像 C．质点 R 在 t=6s 时的位移最大 D．一观察者沿 x 轴向波源运动时，他观测到的该波频率为 0.25Hz 10．下列科学技术在实际的应用中不是应用多普勒效应的是 A．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 B．技术人员用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡 C．交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波频率变化检测车的速度 D．利用地球上接收到遥远天体发出的光的频率来判断遥远天体远离或靠近地球的速度 11．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（ ） A．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化 B．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动 C．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高 D．机械波不能发生多普勒效应 12．下列说法正确的是（　　） A．摆钟偏慢时可增加摆长进行校准 B．火车鸣笛驶出站台时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高 C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱玻璃反射光的强度 D．肥皂膜看上去呈现彩色，是因为光的色散 13．下列关于波的说法中，正确的是（　　） A．次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象 B．海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有反应，但狗显得烦噪不安，这是因为次声波传播速度比超 声波大 C．当声源相对于观察者匀速远离时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低 D．发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化 14．汽车无人驾驶技术已逐渐成热，最常用的是 ACC 自适应航控制，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．其使用的传感器主要有毫米波雷达，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 的无线电就的频率为 f，接收到的回波的频率为 f′，则（ ） A．当 f＝f′时，表明前车与无人车速度相同 B．当 f＝f′时，表明前车一定处于静止状态 C．当 f′＞f 时，表明前车在加速行驶 D．当 f′＜f 时，表明前车在减速行驶 15．在实验室可以做“声波碎杯”的实验，用手指轻弹一只玻璃酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的 频率为 500 Hz ．将这只酒杯放在一个大功率的声波发生器前，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒 杯碎掉．下列说法中正确的是（ ） A．操作人员必须把声波发生器输出的功率调到很大 B．操作人员必须使声波发生器发出频率很高的超声波 C．操作人员必须同时增大声波发生器发出声波的频率和功率 D．操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到 500 Hz ，且适当增大其输出功率 二、填空题（共 4 题） 16．自动驾驶汽车配置了超声波、激光、无线电波雷达和光学相机组成的传感探测系统，当汽车与前方车 辆距离减小到安全距离时，系统会执行减速指令．若汽车静止时发出的超声波频率为 4.0×104Hz，空气中 声速为 340m/s，该超声波的波长为________m．汽车行驶时接收到被前方汽车反射的超声波频率________ (选填“大于”“等于”或“小于”)汽车发出的频率． 17．公路巡警开车在高速公路上以100km/h 的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出 一个已知频率的电磁波，结果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低． （1）此现象属于__________ A．波的衍射 C．多普勒效应 B．波的干涉 D．波的反射 （2）若该路段限速为100km/h ，则轿车是否超速？_______ （3）若轿车以 20m/s 的速度行进，反射回的频率应怎样变化？________ 18．下列说法正确的是________． A．医院中用于体检的“B 超”利用了超声波的反射原理 B 鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大 C．地面上的人观察在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变快 D．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰 E 无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理 19．阅读短文，回答下列问题： 超声测速仪 如图甲所示是公路旁边的超声波测速仪，它向行驶的车辆发射频率为 f0（一般为 30kHz～100kHz）的超声 波，当车辆向它靠近时，车辆反射回来的超声波频率 f 增大；当车辆远离时，反射回来的超声波频率 f 减 小，变化的频率 Δf=|f0-f|与车辆速度 v 关系如图乙所示． 超声波测速仪内部工作原理如图丙所示，P、Q 是压电超声换能器，在外力作用下发生形变时会产生电压， 形变消失后，电压随之消失；反之，当在其上加一定电压就会发生形变，电压消失后，形变随之消失．超 声波测速仪内部振荡电路产生高频交流电压加到 P 上，P 产生相同频率的超声波；被车辆反射回来的超声 波在 Q 上产生交流电压，其频率与反射波的频率相同，比较电路将振荡电路和放大电路的两种频率的交流 电压进行比较，计算出它们的差值 Δf=|f0-f|，由 Δf 就能知道车辆的速度． （1）车辆靠近超声波测速仪时，反射回来的超声波频率 f____f0(填：大于/等于/小于)； （2）超声小测速仪工作时，压电超声换能器_____． A．均将形变转换成电压 B．P 将形变转换成电压，Q 将电压转换成形变 C．均将电压转换成电流 D．P 将电压转换成形变，Q 将形变转换成电压 （3）为使超声波测速仪正常工作，振荡电路中产生交流电的图像可能是下图中 的_____． （4）汽车先后以 v1 和 v2 的速度远离超声波测速仪时，反射回来超声波的频率分别为 f1 和 f2，且 f1 大于 f2，则 v1______v2(填：大于/等于/小于)． 三、综合题（共 4 题） 20．如图为由波源 S 发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为 20Hz，且不运动，而观察者在 1s 内由 A 运动到 B，观察者接收到多少个完全波？ 21．一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。 22．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，则这个人在每分钟内能听到几声警钟？ 23．广场上有一个半径为 45m 的圆， AB 是直径，在圆心 O 点和 A 点处分别安装两个有相同声源的扬声器， 它们发出的声波波长   10m ．有一人站在 B 处几乎听不到声音，他沿着圆周逆时针向 A 走，在走到 A 之 前，他还有几次几乎听不到声音？ 参考答案 1．D 2．A 3．B 4．C 5．B 6．B 7．D 8．D 9．C 10．B 11．B 12．C 13．A 14．A 15．D 16．8.5×10-3 大于 17．C 超速 变高 18．ABD 19．大于 D D 小于 20．19 个 21．变高， 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。 22．126 次 23．8 次