2020-2021物理（2019）选择性第一册3-5 多普勒效应含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2020-2021学年物理人教版（2019）选择性必修第一册课时作业：3-5多普勒效应含解析课时作业14多普勒效应1．观察者不动，波源迎面而来时(C）A．波源的波长发生了改变B．波源的频率发生了改变C．观察者收到的频率发生了改变D．波速发生了改变解析:只要波源和观察者发生相对运动，就会产生多普勒效应．2．一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空,若飞机发声的频率始终不变,从听到声音至飞机飞到该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调（D)A．不变,且一直与飞机实际发出的声音音调相同B．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调低C．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调高D．一直比飞机实际发出的声音音调高,但音调逐渐变低,越来越接近实际发出的解析:将飞机的速度分解,沿飞机与人连线方向的速度vcosθ是对多普勒效应有贡献的速度。飞机向人靠近，他听到飞机声音的音调比实际发生的高，θ增大，vcosθ减小直至飞到该同学头顶上空时θ＝90°,vcosθ＝0，该同学生听到飞机声音的音调一直比飞机实际发出的声音音调高，但逐渐变低,且越来越接近实际发出的，D选项正确．3．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1ms或不到1ms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39000Hz,在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，下列判断正确的是（C)A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000HzB．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39000Hz解析：蝙蝠（波源)相对墙壁（观察者）的距离减小，所以墙壁接收到的超声波频率增大，A错误；超声波被反射后频率不变，但传播方向和蝙蝠的运动方向相反，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时,频率会更大，故C正确，B、D错误．4．关于多普勒效应，下列说法正确的是(C）A．多普勒效应是由波的干涉引起的B．多普勒效应是由波的衍射引起的C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D．多普勒效应说明波源的频率发生改变解析:多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而使观察者感到频率发生变化的一种现象，波源频率并未变化，C正确，D错误；而波的干涉和衍射现象不会改变波的频率,A、B错误．5．右图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰．该图表示的是(D)A．干涉现象B．衍射现象C．反射现象D．多普勒效应解析：题图中波源左方的波面密集,右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况，D正确．6．有一种用钢丝操纵做圆周飞行的飞机模型，装有发动机作动力．操纵者站在圆心，他听到的发动机工作时发出的声音是平稳不变的，而场边观察者听到的声音是忽高忽低地做周期性变化的，这是（D)A．波的反射现象B．波的衍射现象C．波的干涉现象 D．波的多普勒效应解析：多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象．操纵者和做圆周飞行的飞机模型之间没有距离变化,场边观察者和做圆周飞行的飞机模型之间的距离却一直在改变．7．（多选)假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300Hz，在汽车向你驶来并擦身而过的过程中，下列说法正确的是(AD)A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300HzB．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300HzC．当汽车擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300HzD．当汽车擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300Hz解析：当汽车向你驶来时，汽车喇叭发出的声波，在你听来发生了多普勒效应，此时你所听到的声波的频率大于声源的频率,当汽车擦身而过后，汽车远离你而去,此时听到声波的频率小于声源的频率，故A、D选项正确．8．（多选)下列哪些现象是多普勒效应（BC)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，音调变高,离你驶去，音调变低D．大风中，远处的人说话声时强时弱解析:多普勒效应是观察者所接收到的波的频率发生变化的现象．炮弹迎面飞来时,炮弹和空气摩擦所发出声音，传到人耳中,频率不断升高，即声音刺耳，故B选项正确；同理C选项正确．9．(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(AD）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，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时,她都感到音调变低．故A、D正确；B、C错误．10．沿直线行驶的汽车通过某观测站时,观测到汽车发出的声波频率由1200Hz下降到1000Hz，已知空气中声速为340m/s，求车速．答案：30。9m/s解析:当汽车驶近观测站时，波长被压缩为λ′＝λ－v车T，观测到的频率为f′＝eq\f(v声，v声－v车)f.同理，当汽车远离观测站时，观测到的频率为f″＝eq\f（v声,v声＋v车）f。联立解得,v车＝eq\f(f′－f″，f′＋f″）v声＝eq\f(200，2200)×340m/s≈30.9m/s。1．下列说法中不正确的是（C）A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变B．要发生多普勒效应，波源和观察者之间必须有相对运动C．只有声波会发生多普勒效应D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应解析：多普勒效应是一种现象，发生多普勒效应时，波源的频率没有发生改变，波源与观察者之间存在相对运动时,观察者接收到波的频率发生变化，而且机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应．2．医院有一种先进的检测技术——彩超，就是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，就可知道血液的流速．这一技术主要利用了(B）A．波的干涉B．多普勒效应C．波的叠加D．波的衍射解析：由题意可知，该仪器是测量反射波的频率变化,而波的干涉、波的衍射及波的叠加都不会产生频率的变化，而多普勒效应中由于波源和接收者之间的相对移动可使接收到的频率发生变化，故该技术体现的是多普勒效应，故选B。3．如图所示的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．已知声波在空气中的速度为340m/s.则由图可知(C)A．甲图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度大于340m/sB．乙图中的飞机速度最大，丙图中的飞机速度小于340m/sC．丙图中的飞机速度最大,乙图中的飞机速度等于340m/sD．不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能比较各图中的飞机速度与声速的大小解析：甲图中飞机运动到A点时，声波已经传到前面了，即飞机运动慢于声音,乙图中飞机运动与声音同步，丙图中，飞机运动到A点时，声波还在后面，即飞机运动快于声音．故选C。4．（多选）关于多普勒效应，下列说法中正确的是（CD)A．只要声源在运动,就一定能观察到多普勒效应B．如果声源静止,就观察不到多普勒效应C．当声源靠近观察者运动时，声源的频率不变D．当声源朝远离观察者运动时,观察者接收到的频率变小解析：若声源和观察者都同时运动，且两者间相对静止就不能观察到多普勒效应，故A错误；当声源静止，观察者靠近或远离声源时也能观察到多普勒效应，故B错误；当声源朝靠近观察者运动时,两者间距减小，根据多普勒效应原理，观察者接收到的频率大于声源的频率,但声源的频率不变，故C正确；当声源远离观察者运动时,两者间距增大,根据多普勒效应原理，观察者接收到的频率小于声源的频率,故D正确．5．轮船的进港途中的x。t图像如图所示，则在港口所测到轮船上汽笛发出声音的频率是图中的哪一个（A）解析：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x－t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，故A正确．6．1842年,奥地利物理学家多普勒带着女儿在铁道旁散步时，发现波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化，并且做出了解释．人们把这种现象叫作多普勒效应．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用．装有多普勒测速仪的监视器可以安装在公路上方，向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率,根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度．在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上．下列说法正确的是(D）A．当车辆驶向监视器时,监视器发射的超声波频率变大B．当车辆驶向监视器时，监视器接收到的超声波频率比发射出时小C．车速越大，监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多D．超声波能发生多普勒效应，光波也能发生多普勒效应解析：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；后人把它称为“多普勒效应”．当车辆驶向监视器时，监视器发射的超声波频率固定不变，监视器接收到的超声波频率比发射出时大，故A、B错误；当车辆驶向监视器时,车速越大，监视器接收到的超声波频率比发射出时大得越多；但是当车辆远离监视器时，车速越大，监视器接收到的超声波频率比发射出时小得越多，故C错误；机械波、电磁波都会产生多普勒效应,故D正确．故选D。7．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．其使用的传感器主要为毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过回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）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解析：当声源和观察者之间的距离不变化时，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，但不一定静止，故A正确,B错误;当f′〉f时，说明接收到的频率增大,两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C错误；当f′〈f时，说明接收到的频率减小,则两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误．8．(多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是（AB）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，故选项A正确;多普勒效应是波特有的现象，故选项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,故选项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，故选项C错误．9．如图所示为由波源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，观察者在1s内接收到多少个完整波？设波速为340m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒至少要运动多少米?答案：19个340m解析:观察者在单位时间内接收到的完整波的个数