3.5 多普勒效应【三大必考点+四大秒杀招+五大题型+分层训练】-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册题型归类+解题大招

3.5 多普勒效应【三大必考点+四大秒杀招+五大题型+分层训练】 课前预习+知识精讲 知识点01多普勒效应 1.多普勒效应： (1)音调；音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低. (2)多普勒效应；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的现象. 2.多普勒效应产生的原因： (1)波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者观测到的频率等于波源振动的频率. (2)当波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增加;反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小. 知识点02多普勒效应的应用及多普勒效应和音调的理解 1.测车辆速度；交警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. 2.测星球速度；测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球靠近或远离我们的速度. 3.测血流速度；向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度. 4.波源频率；波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波.频率表示单位时间内完成的全振动的次数.因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数. 5.接收频率： (1)波源和观察者相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率. (2)波源和观察者有相对运动，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化. 6.音调；音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低.观察者听到的声音的音调是由观察者接收到的频率即单位时间内接收到的完全波的个数决定的. 知识点03发生多普勒效应的几种情况 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止不动，如图所示 f波源＝f观察者，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示 若靠近波源，由A→B，则f波源<f观察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源>f观察者，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示 f波源<f观察者，音调变高 解题大招 大招01对多普勒效应的理解 观察者听到的音调的高、低取决于他接收到的声波频率的大小。在声源发声频率不变的情况下，观察者接收到的频率的变化情况取决于两者之间是否有相对运动以及相对运动速度的方向和大小。 大招02多普勒效应易错点 (1)发生多普勒效应时，接收到的波的频率发生变化，但波源的频率并没有变化。 (2)是否发生多普勒效应取决于观察者与波源是否存在相互靠近或相互远离。波速只取决于介质，与是否发生多普勒效应无关。 (3)多普勒效应是波共有的特征，机械波、电磁波或光波都会发生多普勒效应。 大招03多普勒效应的判断方法 (1)确定研究对象波源与观察者。 (2)确定波源与观察者是否有相互靠近或相互远离。若有相互靠近或相互远离，则发生多普勒效应，否则不会发生。 (3)判断：当两者相互远离时，观察者接收到的波的频率变小；当两者相互靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。 大招04多普勒效应的具体应用 飞机从人头顶匀速飞过，匀速是指飞机相对地面，但相对观察者的速度是先减小后增大，这需要将速度分解。一些同学思维简单，只考虑到起初是飞机(声源)相对观察者靠近，飞机过了人的正头顶后，变成了声源相对观察者远离，因此认为接收的频率先变高后变低。 题型分类 题型01多普勒效应的理解 【例1】在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　） A．在空旷的山谷大喊能听到回音 B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 【答案】BC 【解析】A．在空旷的山谷大喊能听到回音，这是声波的反射，故A错误； B．超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，是多普勒效应引起的，故B正确； C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，由于列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，使得音调会变低，是多普勒效应引起的，故C正确； D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是由于介质不一样导致的，故D错误。 故选BC。 【变式1-1】（多选）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　） A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 D．测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度 【变式1-2】关于多普勒效应的叙述，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和波源之间发生了相对运动 C．甲乙两车相向行驶，两车均鸣笛，且发出的笛声频率相同，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．波源静止时，不论观察者是静止的还是运动的，观察者听到的笛声频率都是相同的 题型02多普勒效应问题的分析 【例2】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300Hz B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300Hz C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300Hz D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率等于300Hz 【答案】A 【解析】根据多普勒效应可知，当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于，当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于。 故选A。 【变式2-1】固定在振动片上的金属丝S周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图照片，显示出此时波的图样。下列说法正确的是（    ） A．振动片正在向图中M一侧移动 B．图中振动片左侧的水波传播速度更快 C．图中振动片右侧接收到的水波频率更高 D．相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多 【变式2-2】如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。 （1）该图表示的是 ； A．干涉现象    B．衍射现象    C．反射现象    D．多普勒效应 （2）观察到波的频率最低的点是 （选填A、B、C、D点）。 题型03由多普勒效应判断频率变化 【例3】春节假期，小明坐在沙发上用电视机观看某科幻电影，情节紧张刺激、扣人心弦，与此同时，来访的亲友快步向客厅走来，小明家长快步前去迎接，对于电视机发出的声音，小明听到的声音频率为，来访的亲友听到的声音频率为，小明家长听到的声音频率为，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】设电视剧发出声音的频率为，由题意可知小明相对于电视剧静止不动，则有 来访的亲友相对在靠近电视机，根据多普勒效应可知 小明家长相对在远离电视机，根据多普勒效应可知 则有 故选C。 【变式3-1】汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是自适应巡航控制，它可以控制汽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，接收到的回波的频率为，则（　　） A．当时，表明前车与无人车速度相同 B．当时，表明前车一定处于静止状态 C．当时，表明两车之间距离增大 D．当时，表明两车之间距离减小 【变式3-2】（多选）如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，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．女同学在从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 C．女同学在从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调不变 D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变低 题型04波源和观察者相对运动时相关物理量的计算 【例4】小洪同学静止在路旁，一列动车以速度v向观察者驶来，动车发出的鸣笛声频率为，观察者听到的声音频率为f，声音的速度为u，f与的关系正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】动车发出的鸣笛声频率为f0，设观察者接收到的频率为f，当波以速度u通过接收者时，观察者不动时，在时间t内通过的完全波的个数为 因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收的频率为 波源朝向观察者以速度v运动，由于波长变短为 λ=λ0-vt 而使得单位时间内通过波的个数增多，即 （动车的速度小于声速） 则 故选B。 【变式4-1】（多选）如图所示，为波源，点有一观察者，已知波源发声的频率为，声音在空气中的传播速度为，则关于观察者听到的声音的频率说法正确的是（　　） A．当波源以的速度远离观察者运动时，频率约为 B．当波源以的速度靠近观察者运动时，频率约为 C．当观察者以的速度靠近波源运动时，频率约为 D．以上说法均不正确 【变式4-2】一辆在平直公路上匀速行驶的警车从时开始鸣笛。已知警车的速度为，警笛声波的最高频率为，声波在空气中的传播速度为。则警笛声波在空气中的最短波长为 m；警车后方的行人听到的警笛声的音调越来越 （选填“高”或“低”）；时，距警车前方处的行人 （选填“已经”或“还没有”）听到警笛声。 题型05多普勒效应的应用 【例5】蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领，它们会发出尖锐的叫声，再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小，以及物体是否在移动，它可以帮蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉猎物（如飞行中的昆虫）。下列说法正确的是（　　） A．蝙蝠发出尖锐的叫声属于次声波 B．蝙蝠发出的叫声进入水中后传播速度不变 C．蝙蝠发出尖锐的叫声目的是便于捕捉较小的猎物 D．蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出正在远离的猎物 【答案】C 【解析】A．蝙蝠发出尖锐的叫声，声波频率比较高，属于超声波，故A错误； B．蝙蝠发出的叫声进入水中后传播速度要发生变化，故B错误； C．高频的超声波波长较短，更容易被较小的猎物反射，所以蝙蝠产生高频的超声波目的是便于捕捉较小的猎物，故C正确； D．根据多普勒效应可知，蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出正在靠近的猎物，故D错误。 故选C。 【变式5-1】（多选）超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践，关于超声波及应用，下列说法正确的是（　　） A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度 B．超声波的频率越高，衍射本领越弱 C．高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，说明此时车正在靠近测速仪 D．“彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应 【变式5-2】目前，多普勒效应已在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应。下列说法错误的是（　　） A．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞行的炮弹是接近还是远去 B．医院检查身体血液流动速度的“B超”仪运用了多普勒效应原理 C．某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变小 D．高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的 分层训练 【基础过关】 1．下列有关声学现象，属于干涉的是（　　） A．有经验的战士可以根据炮弹飞行时的声音判断飞行的炮弹是接近还是远离他 B．敲响一只音叉，另一只与其相隔不远的音叉也能发出声音 C．敲响两只相同音叉，在其周围某些区域声音较强，某些区域声音较弱 D．屋外的人虽然看不到屋内的人，但却能听到屋内人的谈笑声 2．春节假期，小明坐在沙发上用电视机观看某科幻电影，情节紧张刺激、扣人心弦，与此同时，来访的亲友快步向客厅走来，小明家长快步前去迎接，对于电视机发出的声音，小明听到的声音频率为，来访的亲友听到的声音频率为，小明家长听到的声音频率为，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 3．分析下列物理现象：①水塘中的水波绕过障碍物继续传播；②雷声在云层里轰鸣不绝；③彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；④具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声。这些物理现象分别属于波的（　　） A．多普勒效应、干涉现象、衍射现象、反射现象 B．衍射现象、反射现象、多普勒效应、干涉现象 C．多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象 D．衍射现象、干涉现象、多普勒效应、反射现象 4．汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是自适应巡航控制，它可以控制汽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，接收到的回波的频率为，则（　　） A．当时，表明前车与无人车速度相同 B．当时，表明前车一定处于静止状态 C．当时，表明两车之间距离增大 D．当时，表明两车之间距离减小 5．将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是（　　） A．振针向右移动 B．振针向左移动 C．在A处的观察者，接收到的水波频率等于振针的振动频率 D．在A处的观察者，接收到的水波频率比振针的振动频率大 6．振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A．图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号的波长越短，效果越好 C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤 D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍 7．如图所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（    ） A．该波正在向轴负方向传播，波速为 B．经过后，质点经过的路程为，且速度最大，加速度最小 C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，不能发生明显的衍射现象 D．若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为 8．汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　） A．抵消声波频率应为 B．抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等 C．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等 D．汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理 9．超声波指纹识别是第3代指纹识别技术，相较于电容和光学指纹识别，具有精度高且不易受到外界干扰等优点，在现在智能手机上得到了广泛的应用，其原理是指纹识别器发出一束超声波，超声波在手指表面指纹的峰和谷处反射情况不相同，构建出手指指纹情况，关于超声波指纹识别，下列说法正确的是（　　） A．指纹识别中的超声波可以用次声波代替 B．超声波频率越高，在同种介质中传播速度越快 C．超声波的频率越高，波长越短，识别就越精确 D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，波长变长 10．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像，图乙为质点A的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播，波速为10m/s B．该波可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉 C．波在传播过程中遇到160m大小的障碍物能发生明显的衍射 D．观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz 11．（多选）关于下列图中的物理现象，描述正确的是（    ） A．甲图，水波由深水区传播至浅水区，传播方向改变，属于波的反射现象 B．乙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象 C．丙图，用竹竿举着蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应 D．丁图，水波穿过障位物的小孔后，形成明暗相间条纹，属于波的干涉现象 12．（多选）汽车无人驾驶技术常用的是ACC自适应巡航控制，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。如图所示，无人车与前车沿同一道路同一方向做匀速直线运动，无人车上的雷达发射和接收的无线电波的频率分别为f和，则（    ） A．无人车与前车都静止时，一定等于f B．无人车速度等于前车的速度时，一定等于f C．无人车速度大于前车的速度时，一定小于f D．无人车速度小于前车的速度时，一定小于f 13．（多选）如图，一列简谐横波沿水平方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图，已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　） A．若波向左传播，周期为0.4s B．若波向右传播，x=4m处的质点在t=0.7s时位于波峰 C．若波向右传播，位于x=10m处的人沿x轴负方向靠近波源，则人接收到的频率变大 D．波在传播过程中遇到尺寸为100m的障碍物能发生明显的衍射现象 14．在高速公路上常用超声波测速仪测量汽车的速度，测速仪是根据它发出并接收超声波脉冲信号时间差来测出汽车速度的。设超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔为，超声波在空气中传播的速度是。若汽车静止时，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为。问： (1)当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于时，你能判定汽车是做怎样的运动吗？反之又怎样？ (2)若这一时间间隔为，则汽车行驶的速度是多少？ 15．公路巡警开车在高速公路上以100 km/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超声波，如果该超声波被那辆轿车反射回来时： （1）巡警车接收到的超声波频率比发出的低； （2）巡警车接收到的超声波频率比发出的高； 以上两种情况说明了什么问题？ 【能力提升】 1．多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴约翰多普勒而命名的，下列关于多普勒效应的说法中正确的是（　　） A．只有声波这种纵波才可以发生多普勒效应，横波不可以发生多普勒效应 B．彩超，核磁共振，CT都是利用了超声波的多普勒效应 C．由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度 D．只要观察者相对于波源运动，观察者接收到的频率一定和波源的频率不相同 2．小洪同学静止在路旁，一列动车以速度v向观察者驶来，动车发出的鸣笛声频率为，观察者听到的声音频率为f，声音的速度为u，f与的关系正确的是（    ）（注；频率frequency，是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量） A． B． C． D． 3．一潜艇在海面下以40km/h的恒定速度行驶，向正前方发射15MHz的超声波，如果超声波被正前方物体反射回来时，传感器接收到的超声波频率为18MHz，说明前方物体（　　） A．可能静止不动 B．可能与潜艇同向运动，速度大于40km/h C．一定与潜艇同向运动，速度大于40km/h D．一定与潜艇相向运动，速度大于40km/h 4．如图所示是用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上，下列说法中正确的是（　　） A．波源向x轴负方向运动 B．波源向x轴正方向运动 C．A处波速小于B处波速 D．A处波速大于B处波速 5．如图所示为移动的振动片上金属丝周期性触动水面形成的水波图样，A、B为水面上的两点，此时金属丝恰好触动水面上的O点，。下列说法正确的是（　　） A．O点产生的水波先传到A点 B．A点水波的频率大于B点水波的频率 C．任意时刻A、B处质点的位移总相同 D．振动片在水平向右运动 6．如图，在某介质中建立坐标系，位于的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，时刻开始振动，s时刻形成图中波形。下列说法正确的是（    ） A．波源P的起振方向向上 B．0～8s时间内，平衡位置位于m的质点所走过的路程为12cm C．若一观察者从m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到的此波频率小于波源频率 D．若在处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象 7．2021年底，中科院研发的第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像，创造了深度的探测纪录，刷新了该类国产仪器深度探测纪录。图甲为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为处质点的图像，下列说法正确的是（    ） A．该波沿轴正方向传播，波速为 B．在内质点运动的路程为 C．质点在时刻的位移为 D．当测井仪运动时，接收到该波的频率为 8．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5 cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1 m/s和0.5 m，B是A、C连线的中点；乙图为一波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。甲图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（　　） A．甲图中A、B两点的竖直高度差为10 cm B．从甲图所示时刻开始经0.25 s，B点通过的路程为10 cm C．乙图所表示的是波的衍射现象 D．在E点观察到的频率比在F点观察到的频率低 9．关于甲、乙、丙、丁四幅图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，周期性地上下抖动短杆，彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a B．图乙中，若只增大弹簧振子的振幅，弹簧振子的周期将变大 C．图丙中，图中波源沿方向运动，且B处的观察者接收到的频率低于波源频率 D．图丁中，若A球先摆动，则B、C球摆动稳定后，运动周期相同 10．2020年诺贝尔物理学奖聚焦天体物理学领域，带我们发现宇宙探索的又一“高光时刻”——黑洞和银河系“最深处的秘密”。莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹因发现了银河系中心的超大质量天体而获奖。如图是天文学家记录银河系中心天体的运动轨迹，有的做椭圆运动，有的做圆周运动。通过望远镜获得天体的光谱，并通过和标准的光谱做比较，得到某些特征谱线波长的变化量，从而计算出天体的运动速度。通过记录这些天体的位置和测量它们的速度，可以估算出银河中心的质量，由此得到银河系中心存在黑洞的证据。现观测某天体在绕银河系中心运动，某个时刻天体的速度是v，离银河系中心的距离是R，小红和小黑分别利用这个数据去估算黑洞质量，小红利用环绕速度来估算，而小黑利用逃逸速度来估算黑洞质量。只考虑天体和黑洞间的相互作用，不考虑天体间的相互作用，以下说法正确的是（　　） A．光谱测速利用的是电磁波的多普勒效应，而机械波没有多普勒效应 B．如果测得天体光谱中的特征谱线波长偏大，说明该天体在靠近地球 C．小红估算黑洞质量的方法一定会导致测量值偏大 D．小黑估算黑洞质量的方法一定会导致测量值偏小 11．（多选）B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为 B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．超声波能在真空中传播，能发生干涉、衍射等现象 D．利用B超可以测血流速度，原理是多普勒效应 12．（多选）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为，下列说法正确的是（　　） A．内质点M运动的路程为 B．质点M第一次位移为的时刻是 C．超声波在血管中的传播速度为 D．时质点N恰好处于波谷 E．超声波的频率是大于，其波长很小 13．（多选）图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的一个节点，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，图丙为某时刻两列超声波的波形图（没有画完整），已知声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是（　　）    A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为3.4×104Hz B．小水珠恐浮时，受到的声波压力竖直向上 C．经过点M沿x轴正方向移动3.4cm D．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数 E．拔出图乙线圈中的铁芯，可以减少悬浮仪中的节点个数 14．在静止的水面上，一个波源S做垂直水面、周期为T的振动，所产生的波沿水面以大小为u的速度向各个方向传播，波源开始振动后经过时间，在水面上看到的图像如下图（a）所示，图中实线表示波峰。则： （1）说明图（a）中的图像为什么是一系列的同心圆？波长为多少？ （2）如果波源不动，水流以速度v沿某一方向流动，那么波源开始振动后经过时间时，站在岸上的人将看到的图像是图（b）中的哪一个？说明判断的理由。 15．沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形图如图所示，此时波传播到处的质点B，质点A恰好位于波峰位置，C质点的平衡位置位于处。时刻，点B恰好第一次处于波谷位置。求： （1）这列波的传播波速v； （2）从开始计时，经过多长时间质点C振动到第一次出现波峰？ （3）假若在C点有一个波动频率接收器沿着x轴负方向慢速移动到B过程中，它接受到的频率为，试判断大小范围。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.5 多普勒效应【三大必考点+四大秒杀招+五大题型+分层训练】 课前预习+知识精讲 知识点01多普勒效应 1.多普勒效应： (1)音调；音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低. (2)多普勒效应；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的现象. 2.多普勒效应产生的原因： (1)波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察者观测到的频率等于波源振动的频率. (2)当波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增加;反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小. 知识点02多普勒效应的应用及多普勒效应和音调的理解 1.测车辆速度；交警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. 2.测星球速度；测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球靠近或远离我们的速度. 3.测血流速度；向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度. 4.波源频率；波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波.频率表示单位时间内完成的全振动的次数.因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数. 5.接收频率： (1)波源和观察者相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率. (2)波源和观察者有相对运动，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化. 6.音调；音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低.观察者听到的声音的音调是由观察者接收到的频率即单位时间内接收到的完全波的个数决定的. 知识点03发生多普勒效应的几种情况 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止不动，如图所示 f波源＝f观察者，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示 若靠近波源，由A→B，则f波源<f观察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源>f观察者，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示 f波源<f观察者，音调变高 解题大招 大招01对多普勒效应的理解 观察者听到的音调的高、低取决于他接收到的声波频率的大小。在声源发声频率不变的情况下，观察者接收到的频率的变化情况取决于两者之间是否有相对运动以及相对运动速度的方向和大小。 大招02多普勒效应易错点 (1)发生多普勒效应时，接收到的波的频率发生变化，但波源的频率并没有变化。 (2)是否发生多普勒效应取决于观察者与波源是否存在相互靠近或相互远离。波速只取决于介质，与是否发生多普勒效应无关。 (3)多普勒效应是波共有的特征，机械波、电磁波或光波都会发生多普勒效应。 大招03多普勒效应的判断方法 (1)确定研究对象波源与观察者。 (2)确定波源与观察者是否有相互靠近或相互远离。若有相互靠近或相互远离，则发生多普勒效应，否则不会发生。 (3)判断：当两者相互远离时，观察者接收到的波的频率变小；当两者相互靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变。 大招04多普勒效应的具体应用 飞机从人头顶匀速飞过，匀速是指飞机相对地面，但相对观察者的速度是先减小后增大，这需要将速度分解。一些同学思维简单，只考虑到起初是飞机(声源)相对观察者靠近，飞机过了人的正头顶后，变成了声源相对观察者远离，因此认为接收的频率先变高后变低。 题型分类 题型01多普勒效应的理解 【例1】在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　） A．在空旷的山谷大喊能听到回音 B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 【答案】BC 【解析】A．在空旷的山谷大喊能听到回音，这是声波的反射，故A错误； B．超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，是多普勒效应引起的，故B正确； C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，由于列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，使得音调会变低，是多普勒效应引起的，故C正确； D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是由于介质不一样导致的，故D错误。 故选BC。 【变式1-1】（多选）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（　　） A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 D．测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度 【答案】BD 【解析】A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声是因为光速大于声速，故A错误； B．超声波被血管中的血流反射后，由于血液流动使反射的波的频率发生改变，即探测器接收到的超声波频率发生变化，属于多普勒效应，故B正确； C．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是因为不同介质中声波的传播速度不同，故C错误； D．测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度，靠近则频率变大，远离则频率变小，属于多普勒效应。故D正确。 故选BD。 【变式1-2】关于多普勒效应的叙述，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和波源之间发生了相对运动 C．甲乙两车相向行驶，两车均鸣笛，且发出的笛声频率相同，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．波源静止时，不论观察者是静止的还是运动的，观察者听到的笛声频率都是相同的 【答案】B 【解析】ABD．产生多普勒效应的原因是观察者与波源之间发生了相对运动，使观察者接收到的波的频率与波源频率不相同的现象，故AD错误，B正确； C．当观察者与波源接近时，观察者接收到的波的频率变大，乙车中乘客听到的甲车笛声频率应大于听到的乙车笛声频率，故C错误； 故选B。 题型02多普勒效应问题的分析 【例2】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300Hz B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300Hz C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300Hz D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率等于300Hz 【答案】A 【解析】根据多普勒效应可知，当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于，当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于。 故选A。 【变式2-1】固定在振动片上的金属丝S周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图照片，显示出此时波的图样。下列说法正确的是（    ） A．振动片正在向图中M一侧移动 B．图中振动片左侧的水波传播速度更快 C．图中振动片右侧接收到的水波频率更高 D．相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多 【答案】C 【解析】A．由图可知，波源右侧的波纹较密集，则说明振动片正在向图中N一侧移动。故A错误； B．波的传播速度取决于介质，所以图中振动片两侧的水波传播速度一样快。故B错误； C．图中振动片右侧单位时间内接收到的完全波的个数较多，则振动片右侧接收到的水波频率更高。故C正确； D．波源向右移动，则波传播到右边的时间小于左边，所以在相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧少。故D错误。 故选C。 【变式2-2】如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。 （1）该图表示的是 ； A．干涉现象    B．衍射现象    C．反射现象    D．多普勒效应 （2）观察到波的频率最低的点是 （选填A、B、C、D点）。 【答案】（1）D （2）B点 【解析】[1]由图可知，波源O向左做匀速运动，该图表示的是多普勒效应。 故选D。 [2]由于波源远离B点，B点处的波长最长，由可知，B点处的频率最低。 题型03由多普勒效应判断频率变化 【例3】春节假期，小明坐在沙发上用电视机观看某科幻电影，情节紧张刺激、扣人心弦，与此同时，来访的亲友快步向客厅走来，小明家长快步前去迎接，对于电视机发出的声音，小明听到的声音频率为，来访的亲友听到的声音频率为，小明家长听到的声音频率为，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】设电视剧发出声音的频率为，由题意可知小明相对于电视剧静止不动，则有 来访的亲友相对在靠近电视机，根据多普勒效应可知 小明家长相对在远离电视机，根据多普勒效应可知 则有 故选C。 【变式3-1】汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是自适应巡航控制，它可以控制汽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，接收到的回波的频率为，则（　　） A．当时，表明前车与无人车速度相同 B．当时，表明前车一定处于静止状态 C．当时，表明两车之间距离增大 D．当时，表明两车之间距离减小 【答案】A 【解析】AB．当声源和观察者之间的距离不发生变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当时，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； C．当时，说明接收到的频率增大，两车间距离减小，故C错误； D．当时，说明接收到的频率减小，则两车间距离增大，故D错误。 故选A。 【变式3-2】（多选）如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，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．女同学在从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 C．女同学在从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调不变 D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变低 【答案】ABD 【解析】本题考查多普勒效应，当观察者靠近波源的过程中，听到的频率变高，而当观察者远离波源的过程中，听到的频率变低。女同学从A向B运动过程中，靠近波源，她感觉哨声音调变高；从点C向左运动过程中，远离波源，她感觉哨声音调变低；从点C向右运动过程中，靠近波源，她感觉哨声音调变高；从E向D运动过程中，远离波源，她感觉哨声音调变低。 故选ABD。 题型04波源和观察者相对运动时相关物理量的计算 【例4】小洪同学静止在路旁，一列动车以速度v向观察者驶来，动车发出的鸣笛声频率为，观察者听到的声音频率为f，声音的速度为u，f与的关系正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】动车发出的鸣笛声频率为f0，设观察者接收到的频率为f，当波以速度u通过接收者时，观察者不动时，在时间t内通过的完全波的个数为 因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收的频率为 波源朝向观察者以速度v运动，由于波长变短为 λ=λ0-vt 而使得单位时间内通过波的个数增多，即 （动车的速度小于声速） 则 故选B。 【变式4-1】（多选）如图所示，为波源，点有一观察者，已知波源发声的频率为，声音在空气中的传播速度为，则关于观察者听到的声音的频率说法正确的是（　　） A．当波源以的速度远离观察者运动时，频率约为 B．当波源以的速度靠近观察者运动时，频率约为 C．当观察者以的速度靠近波源运动时，频率约为 D．以上说法均不正确 【答案】ABC 【解析】A．根据人听到的声音频率与波源发声频率的关系来判断，当波源以的速度远离观察者运动时，观察者接收到的波源频率 故A正确； B．当波源以的速度靠近观察者运动时，观察者接收到的波源的频率 故B正确； C．当观察者以的速度靠近波源运动时，观察者接收到的波源的频率 故C正确； D． 前三项正确，故D错误。 故选ABC。 【变式4-2】一辆在平直公路上匀速行驶的警车从时开始鸣笛。已知警车的速度为，警笛声波的最高频率为，声波在空气中的传播速度为。则警笛声波在空气中的最短波长为 m；警车后方的行人听到的警笛声的音调越来越 （选填“高”或“低”）；时，距警车前方处的行人 （选填“已经”或“还没有”）听到警笛声。 【答案】 低 还没有 【解析】[1]由波速、波长、频率之间的关系可知当频率最大时，波长有最小值，为 [2]根据多普勒效应可知，当波源远离时，行人接收到警笛声波的频率将减小，则行人听到的警笛的音调越来越低； [3]时开始鸣笛，警车的速度为，则时，距警车前方处的行人距时的警车距离为 而声波在空气中的传播速度为，则内警笛声传播的距离为 由此可知时，距警车前方处的行人还未听到警笛声。 题型05多普勒效应的应用 【例5】蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领，它们会发出尖锐的叫声，再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小，以及物体是否在移动，它可以帮蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉猎物（如飞行中的昆虫）。下列说法正确的是（　　） A．蝙蝠发出尖锐的叫声属于次声波 B．蝙蝠发出的叫声进入水中后传播速度不变 C．蝙蝠发出尖锐的叫声目的是便于捕捉较小的猎物 D．蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出正在远离的猎物 【答案】C 【解析】A．蝙蝠发出尖锐的叫声，声波频率比较高，属于超声波，故A错误； B．蝙蝠发出的叫声进入水中后传播速度要发生变化，故B错误； C．高频的超声波波长较短，更容易被较小的猎物反射，所以蝙蝠产生高频的超声波目的是便于捕捉较小的猎物，故C正确； D．根据多普勒效应可知，蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出正在靠近的猎物，故D错误。 故选C。 【变式5-1】（多选）超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践，关于超声波及应用，下列说法正确的是（　　） A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度 B．超声波的频率越高，衍射本领越弱 C．高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，说明此时车正在靠近测速仪 D．“彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应 【答案】BCD 【解析】A．在同种介质中，超声波的传播速度与次声波的速度一样，故A错误； B．超声波的频率越高，波长越短，越不容易发生衍射，衍射本领越弱，故B正确； C．高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，根据多普勒效应可知此时车正在靠近测速仪，故C正确； D．“彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应，故D正确。 故选BCD。 【变式5-2】目前，多普勒效应已在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应。下列说法错误的是（　　） A．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声就能判断飞行的炮弹是接近还是远去 B．医院检查身体血液流动速度的“B超”仪运用了多普勒效应原理 C．某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变小 D．高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的 【答案】C 【解析】A．利用声波的多普勒效应，有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断炮弹的飞行方向，根据波源与观察者靠近时观察者接收到的波的频率变高，而在波源与观察者远离时接收频率变低，即高亢表示靠近，低沉表示远离，A正确，不符合题意； B．医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，其运用了多普勒效应原理，B正确，不符合题意； C．某一遥远星球离地球远去，根据多普勒效应，从地球上接收到该星球发出光的频率减小，则波长变长，C错误，符合题意； D．根据物体远离或靠近声源，接受到的频率的变化能够测出物体运动的速度大小，即高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的，D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选C。 分层训练 【基础过关】 1．下列有关声学现象，属于干涉的是（　　） A．有经验的战士可以根据炮弹飞行时的声音判断飞行的炮弹是接近还是远离他 B．敲响一只音叉，另一只与其相隔不远的音叉也能发出声音 C．敲响两只相同音叉，在其周围某些区域声音较强，某些区域声音较弱 D．屋外的人虽然看不到屋内的人，但却能听到屋内人的谈笑声 【答案】C 【详解】A．根据多普勒效应，有经验的战士可以从炮弹飞行时的声音判断飞行的炮弹是接近还是远离他，即高亢的声音表示炮弹靠近他，低沉的声音表示炮弹远离他，故A错误； B．敲响一只音叉，另一只与其相隔不远的音叉也能发出声音，这是声音的共振现象，即共鸣现象，故B错误； C．敲响两只相同音叉，在其周围某些区域声音较强，某些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故C正确； D．屋外的人虽然看不到屋内的人，但却能听到屋内人的谈笑声，这是声波的衍射现象，故D错误。 故选C。 2．春节假期，小明坐在沙发上用电视机观看某科幻电影，情节紧张刺激、扣人心弦，与此同时，来访的亲友快步向客厅走来，小明家长快步前去迎接，对于电视机发出的声音，小明听到的声音频率为，来访的亲友听到的声音频率为，小明家长听到的声音频率为，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设电视剧发出声音的频率为，由题意可知小明相对于电视剧静止不动，则有 来访的亲友相对在靠近电视机，根据多普勒效应可知 小明家长相对在远离电视机，根据多普勒效应可知 则有 故选C。 3．分析下列物理现象：①水塘中的水波绕过障碍物继续传播；②雷声在云层里轰鸣不绝；③彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；④具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声。这些物理现象分别属于波的（　　） A．多普勒效应、干涉现象、衍射现象、反射现象 B．衍射现象、反射现象、多普勒效应、干涉现象 C．多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象 D．衍射现象、干涉现象、多普勒效应、反射现象 【答案】B 【详解】①水塘中的水波绕过障碍物继续传播属于衍射现象；②雷声在云层里轰鸣不绝属于反射现象；③彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速属于多普勒效应；④具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声属于干涉现象。 故选B。 4．汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是自适应巡航控制，它可以控制汽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，接收到的回波的频率为，则（　　） A．当时，表明前车与无人车速度相同 B．当时，表明前车一定处于静止状态 C．当时，表明两车之间距离增大 D．当时，表明两车之间距离减小 【答案】A 【详解】AB．当声源和观察者之间的距离不发生变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当时，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； C．当时，说明接收到的频率增大，两车间距离减小，故C错误； D．当时，说明接收到的频率减小，则两车间距离增大，故D错误。 故选A。 5．将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是（　　） A．振针向右移动 B．振针向左移动 C．在A处的观察者，接收到的水波频率等于振针的振动频率 D．在A处的观察者，接收到的水波频率比振针的振动频率大 【答案】A 【详解】AB．由图可知振针（波源）前进方向上的水波变得密集，在其反方向的水波变得稀疏，因此振针向右移动，故A正确，B错误； CD．由于波源远离观察者，观察者接收到的水波频率比振针的振动频率小，故CD错误。 故选A。 6．振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列几幅图片描绘的情景分析正确的是（　　） A．图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号的波长越短，效果越好 C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤 D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为λ的整数倍 【答案】C 【详解】A．根据多普勒效应可知，甲救护车向右运动的过程中，A听到警笛声的频率大于救护车发出的警笛声的频率，B听到警笛声的频率小于救护车发出的警笛声的频率，则A、B两人听到警笛声的频率不同，故A错误； B．障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，波将发生明显的衍射现象，图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，故B错误； C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤，故C正确； D．根据波的干涉，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍，故D错误。 故选C。 7．如图所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（    ） A．该波正在向轴负方向传播，波速为 B．经过后，质点经过的路程为，且速度最大，加速度最小 C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，不能发生明显的衍射现象 D．若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为 【答案】B 【详解】A．在图中，时刻正向上振动，在图中，根据波形平移法可知，波正在向轴正方向传播。该波的波长和周期分别为 ， 所以波速 故A错误； B．根据题意可知 所以经过后，质点经历的路程为 到达平衡位置，速度最大，加速度最小，故B正确； C．该波的波长为，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，波长与障碍物尺寸差不多，能发生明显衍射现象，故C错误； D．该波的频率为 若波源向轴负方向运动，波源与接收器间的距离增大，产生多普勒效应，在处的接收器接收到的波源频率减小，小于，故D错误。 故选B。 8．汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　） A．抵消声波频率应为 B．抵消声波和噪音声波在空气中传播的频率不相等 C．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等 D．汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理 【答案】C 【详解】A．抵消声波频率应为 故A错误； BD．汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理，频率需相同，故BD错误； C．波速由介质决定，抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故C正确； 故选C。 9．超声波指纹识别是第3代指纹识别技术，相较于电容和光学指纹识别，具有精度高且不易受到外界干扰等优点，在现在智能手机上得到了广泛的应用，其原理是指纹识别器发出一束超声波，超声波在手指表面指纹的峰和谷处反射情况不相同，构建出手指指纹情况，关于超声波指纹识别，下列说法正确的是（　　） A．指纹识别中的超声波可以用次声波代替 B．超声波频率越高，在同种介质中传播速度越快 C．超声波的频率越高，波长越短，识别就越精确 D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，波长变长 【答案】C 【详解】A．超声波具有较强的穿透能力，而次声波没有这能力，所以指纹识别中的超声波不可以用次声波代替，故A错误； B．超声波属于机械波，传播速度由介质决定，与频率无关，则超声波频率越高，在同种介质中传播速度不变，故B错误； C．超声波的频率越高，周期越小，波速不变，则波长越短，识别就越精确，故C正确； D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，频率不变，根据 可知波长变短，故D错误。 故选C。 10．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像，图乙为质点A的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波沿x轴正方向传播，波速为10m/s B．该波可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉 C．波在传播过程中遇到160m大小的障碍物能发生明显的衍射 D．观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，质点在时，沿轴正方向振动，根据同侧法，由图甲可知，该波沿x轴正方向传播；由图甲可知，波长为，由图乙可知，周期为，则波速为 故A错误； BD．该波的频率为 该波不可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉，观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5Hz，故B错误，D正确； C．该波的波长远小于障碍物的大小，不能发生明显的衍射，故C错误。 故选D。 11．（多选）关于下列图中的物理现象，描述正确的是（    ） A．甲图，水波由深水区传播至浅水区，传播方向改变，属于波的反射现象 B．乙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象 C．丙图，用竹竿举着蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应 D．丁图，水波穿过障位物的小孔后，形成明暗相间条纹，属于波的干涉现象 【答案】BC 【详解】A．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，故A错误； B．乙图，两列同频率的水波在空间叠加，部分区域振动加强，属于波的干涉现象，故B正确； C．丙图，竹竿举起蜂鸣器快速转动，听到蜂鸣器频率发生变化，属于波的多普勒效应，故C正确。 D．丁图，水波穿过障碍物的小孔后，能传播至两侧区域，属于波的衍射现象，故D错误； 故选BC。 12．（多选）汽车无人驾驶技术常用的是ACC自适应巡航控制，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。如图所示，无人车与前车沿同一道路同一方向做匀速直线运动，无人车上的雷达发射和接收的无线电波的频率分别为f和，则（    ） A．无人车与前车都静止时，一定等于f B．无人车速度等于前车的速度时，一定等于f C．无人车速度大于前车的速度时，一定小于f D．无人车速度小于前车的速度时，一定小于f 【答案】ABD 【详解】A．根据多普勒效应可知，无人车与前车都静止时，一定等于f，选项A正确； B．根据多普勒效应可知，无人车速度等于前车的速度时，一定等于f，选项B正确； C．无人车速度大于前车的速度时，两车靠近，根据多普勒效应可知，一定大于f，选项C错误； D．无人车速度小于前车的速度时，两车远离，根据多普勒效应可知，一定小于f，选项D正确。 故选ABD。 13．（多选）如图，一列简谐横波沿水平方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图，已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　） A．若波向左传播，周期为0.4s B．若波向右传播，x=4m处的质点在t=0.7s时位于波峰 C．若波向右传播，位于x=10m处的人沿x轴负方向靠近波源，则人接收到的频率变大 D．波在传播过程中遇到尺寸为100m的障碍物能发生明显的衍射现象 【答案】BC 【详解】A．若波向左传播，由题意知 可得周期 s 知该简谐波的周期大于0.3s，则n取0，解得 T=0.6s 故A错误； B．若波向右传播，由题意知 可得周期 s 知该简谐波的周期大于0.3s，则n取0，解得 T=0.4s 可知x=4m处的质点在t=0.7s时位于波峰，故B正确； C．若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，由于简谐横波沿x轴正方向传播，由多普勒效应规律可知观察者接收到的频率变大，故C正确； D．由图可知波长为4m，根据波的衍射条件可知，在传播过程中遇到尺寸为100m的障碍物，波长远小于障碍物尺寸，不能发生明显的衍射现象，故D错误； 故选BC。 14．在高速公路上常用超声波测速仪测量汽车的速度，测速仪是根据它发出并接收超声波脉冲信号时间差来测出汽车速度的。设超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔为，超声波在空气中传播的速度是。若汽车静止时，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为。问： (1)当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于时，你能判定汽车是做怎样的运动吗？反之又怎样？ (2)若这一时间间隔为，则汽车行驶的速度是多少？ 【答案】(1)当超声波测速仪发出的脉冲信号的时间间隔大于时汽车在做远离测速仪的运动；反之，做接近测速仪的运动  (2) 【详解】（1）设第一次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t1，第二次超声波信号从发出到被反射回来的时间间隔△t2，第一次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为 第二次放出的超声波与汽车相遇时超声波前进距离为 若汽车静止，则x1=x2，△t1=△t2，超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔也为1s． 当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔大于1s时，△t2＞△t1，结合两式可得 x2＞x1 所以汽车远离超声波测速仪； 反之，当超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔小于1s时，△t2＜△t1，结合两式可得 x2＜x1 所以汽车向超声波测速仪运动． （2）超声波测速仪所接收到的脉冲信号的时间间隔为1.2s时，两次脉冲运动的时间差： △t2-△t1=1.2-1.0=0.2s 汽车运动的时间 则汽车在1.1s内的位移 所以汽车的速度 15．公路巡警开车在高速公路上以100 km/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超声波，如果该超声波被那辆轿车反射回来时： （1）巡警车接收到的超声波频率比发出的低； （2）巡警车接收到的超声波频率比发出的高； 以上两种情况说明了什么问题？ 【答案】（1）轿车的速度大于100 km/h；（2）轿车的速度小于100 km/h 【详解】（1）如果巡警车接收到的超声波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离，又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100 km/h。 （2）如果巡警车接收到的超声波频率比发出时高，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互靠近，同理可知，轿车的速度小于100 km/h。 【能力提升】 1．多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴约翰多普勒而命名的，下列关于多普勒效应的说法中正确的是（　　） A．只有声波这种纵波才可以发生多普勒效应，横波不可以发生多普勒效应 B．彩超，核磁共振，CT都是利用了超声波的多普勒效应 C．由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度 D．只要观察者相对于波源运动，观察者接收到的频率一定和波源的频率不相同 【答案】C 【详解】A．纵波和横波都可以发生多普勒效应，故A错误； B．彩超发射的是超声波，超声波是机械波；核磁共振，是通过磁场工作的；CT发射的是X射线，X射线是电磁波，故B错误； C．由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度，故C正确； D．当波源与观察者的相对距离减小时，观察者单位时间内接收到的完整波的个数增多，即观察者接收到的声的频率比波源的频率高；当二者的相对距离增大时，观察者单位时间内接收到的完整波的个数减少，即观察者接收到的声的频率比波源的频率低。当波源与观察者有相对运动，但距离不变时（如圆周运动），则不会出现多普勒效应，故D错误。 故选C。 2．小洪同学静止在路旁，一列动车以速度v向观察者驶来，动车发出的鸣笛声频率为，观察者听到的声音频率为f，声音的速度为u，f与的关系正确的是（    ）（注；频率frequency，是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】动车发出的鸣笛声频率为f0，设观察者接收到的频率为f，当波以速度u通过接收者时，观察者不动时，在时间t内通过的完全波的个数为 因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收的频率为 波源朝向观察者以速度v运动，由于波长变短为 λ=λ0-vt 而使得单位时间内通过波的个数增多，即 （动车的速度小于声速） 则 故选B。 3．一潜艇在海面下以40km/h的恒定速度行驶，向正前方发射15MHz的超声波，如果超声波被正前方物体反射回来时，传感器接收到的超声波频率为18MHz，说明前方物体（　　） A．可能静止不动 B．可能与潜艇同向运动，速度大于40km/h C．一定与潜艇同向运动，速度大于40km/h D．一定与潜艇相向运动，速度大于40km/h 【答案】A 【详解】由多普勒效应当波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率发生变化的现象。当波源与观察者相对静止时，观察者观察到的频率等于波源振动的频率。当波源与观察者相向运动时，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小。故前方物体可能静止不动，可能与潜艇同向运动，速度小于40km/h。 故A正确。 4．如图所示是用发波水槽演示多普勒效应原理的实验照片，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，质点A、B位于水波对称轴x轴上，下列说法中正确的是（　　） A．波源向x轴负方向运动 B．波源向x轴正方向运动 C．A处波速小于B处波速 D．A处波速大于B处波速 【答案】A 【详解】AB．在A点单位时间内接收到的波面比B点多，则在A点观察到的频率比在B点观察到的频率高，因此波源向x轴负方向运动，A正确，B错误； CD．机械波传播速度与介质有关，A、B位于同一介质，故波速相等，CD错误。 故选A。 5．如图所示为移动的振动片上金属丝周期性触动水面形成的水波图样，A、B为水面上的两点，此时金属丝恰好触动水面上的O点，。下列说法正确的是（　　） A．O点产生的水波先传到A点 B．A点水波的频率大于B点水波的频率 C．任意时刻A、B处质点的位移总相同 D．振动片在水平向右运动 【答案】B 【详解】A．由题知，波的传播速度取决于介质，所以图中振动片两侧的水波传播速度一样快。O点产生的水波同时传播到A、B点，故A错误； B．图中振动片左侧单位时间内接收到的完全波的个数较多，则振动片左侧接收到的水波频率更高。故A点水波的频率大于B点水波的频率，故B正确； C．波源的运动会影响波的频率和波长。当波源向A接近时，观察者感知到的频率会增加，波长则相应变短；当波源远离A时，观察到的频率减小，波长变长。故任意时刻A、B处质点的位移不可能总相同，故C错误； D．由图可知，波源左侧的波纹较密集，则说明振动片正在水平向左运动，故D错误。 故选B。 6．如图，在某介质中建立坐标系，位于的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，时刻开始振动，s时刻形成图中波形。下列说法正确的是（    ） A．波源P的起振方向向上 B．0～8s时间内，平衡位置位于m的质点所走过的路程为12cm C．若一观察者从m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到的此波频率小于波源频率 D．若在处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象 【答案】B 【详解】A．由图可知，处的质点起振方向向下，任何一点的起振方向均与波源起振方向相同，故波源起振方向向下，A错误； B．0～3s内波传播距离为，所以波速为，波再传播到达，即需，故在时刻到达，的质点振动时间为；波长为，波速为，故周期为，质点振动了一个半周期，即 B正确； C．根据多普勒效应，观察者与波源相向运动，接收到的频率大于波的频率，C错误； D．同一介质的波传播速度相同，但波长不同，故两列波频率不同，不能产生干涉现象，D错误。 故选B。 7．2021年底，中科院研发的第三代横波远探测成像测井仪在超深井中实现了清晰的井外地质成像，创造了深度的探测纪录，刷新了该类国产仪器深度探测纪录。图甲为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为处质点的图像，下列说法正确的是（    ） A．该波沿轴正方向传播，波速为 B．在内质点运动的路程为 C．质点在时刻的位移为 D．当测井仪运动时，接收到该波的频率为 【答案】C 【详解】A．从题乙可知，在时刻点速度为正向最大值，即点正在由平衡位置向轴正方向振动，根据“同侧法”可知波沿轴负方向传播，由题甲可知波长 由题乙可知周期 波速为 故A错误； B．由题甲可知该波振幅 质点经过恰好振动半个周期，运动的路程 故B错误； C．由于 质点的振动方程为 故时 故C正确； D．该波的频率 根据多普勒效应可知，当测井仪运动时，接收到该波的频率可能大于或小于，故D错误。 故选C。 8．如图所示，甲图表示S1和S2两相干水波的干涉图样，设两列波各自的振幅均为5 cm，且图示范围内振幅不变，波速和波长分别是1 m/s和0.5 m，B是A、C连线的中点；乙图为一波源S3在同种均匀介质中做匀速运动的某一时刻的波面分布情况。甲图中实线表示波峰，虚线表示波谷。则下列关于两幅图的说法中正确的是（　　） A．甲图中A、B两点的竖直高度差为10 cm B．从甲图所示时刻开始经0.25 s，B点通过的路程为10 cm C．乙图所表示的是波的衍射现象 D．在E点观察到的频率比在F点观察到的频率低 【答案】A 【详解】A．甲图中A、B都是振动加强点，其中A在波峰，B在平衡位置，则A、B两点的竖直高度差为2A = 10 cm，故A正确； B．波的周期为 从甲图所示时刻开始经0.25 s = 0.5T，B点通过的路程为 故B错误； C．乙图所表示的是波的多普勒效应，故C错误； D．在E点单位时间内接收到的波面比F点多，则在E点观察到的频率比在F点观察到的频率高，故D错误。 故选A。 9．关于甲、乙、丙、丁四幅图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，周期性地上下抖动短杆，彩带上的质点b向右移动，把能量传递给质点a B．图乙中，若只增大弹簧振子的振幅，弹簧振子的周期将变大 C．图丙中，图中波源沿方向运动，且B处的观察者接收到的频率低于波源频率 D．图丁中，若A球先摆动，则B、C球摆动稳定后，运动周期相同 【答案】D 【详解】A．彩带上的点周期性地上下机械振动，质点b上下运动，在短杆上下抖动的过程中，彩带上的质点将能量从左向右传递，故A错误； B．弹簧振子的周期与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，与振幅无关，故B错误； C．图丙中的波源沿AB方向运动，且B处的观察者接收到的频率高于波源频率，故C错误； D．图丁中，若A球先摆动，小球B和C将做受迫振动，所以小球B和C振动的周期和A球相同，故D正确。 故选D 。 10．2020年诺贝尔物理学奖聚焦天体物理学领域，带我们发现宇宙探索的又一“高光时刻”——黑洞和银河系“最深处的秘密”。莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹因发现了银河系中心的超大质量天体而获奖。如图是天文学家记录银河系中心天体的运动轨迹，有的做椭圆运动，有的做圆周运动。通过望远镜获得天体的光谱，并通过和标准的光谱做比较，得到某些特征谱线波长的变化量，从而计算出天体的运动速度。通过记录这些天体的位置和测量它们的速度，可以估算出银河中心的质量，由此得到银河系中心存在黑洞的证据。现观测某天体在绕银河系中心运动，某个时刻天体的速度是v，离银河系中心的距离是R，小红和小黑分别利用这个数据去估算黑洞质量，小红利用环绕速度来估算，而小黑利用逃逸速度来估算黑洞质量。只考虑天体和黑洞间的相互作用，不考虑天体间的相互作用，以下说法正确的是（　　） A．光谱测速利用的是电磁波的多普勒效应，而机械波没有多普勒效应 B．如果测得天体光谱中的特征谱线波长偏大，说明该天体在靠近地球 C．小红估算黑洞质量的方法一定会导致测量值偏大 D．小黑估算黑洞质量的方法一定会导致测量值偏小 【答案】D 【详解】A．光谱测速利用的是电磁波的多普勒效应，而机械波也有多普勒效应，故A错误； B．根据 如果测得天体光谱中的特征谱线波长偏大，可知接收到的频率减小，根据多普勒效应，可知该天体在远离地球，故B错误； C．若天体做椭圆运动，且某个时刻天体在椭圆轨道离银河系中心的距离R处刚好位于近黑洞点，根据变轨原理可知，天体在该处的速度大于天体做圆周运动的环绕速度，则小红估算黑洞质量的方法会导致测量值偏大；若某个时刻天体在椭圆轨道离银河系中心的距离R处刚好位于远黑洞点，根据变轨原理可知，天体在该处的速度小于天体做圆周运动的环绕速度，则小红估算黑洞质量的方法会导致测量值偏小，故C错误； D．小黑利用逃逸速度来估算黑洞质量，而逃逸速度是天体脱离黑洞的临界速度，大于天体在椭圆轨道离银河系中心的距离R处的速度，故小黑估算黑洞质量的方法一定会导致测量值偏小，故D正确。 故选D。 11．（多选）B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为 B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．超声波能在真空中传播，能发生干涉、衍射等现象 D．利用B超可以测血流速度，原理是多普勒效应 【答案】BD 【详解】A．由图知，根据公式 代入得 A错误； B．质点N离最近的波峰距离为 可知波峰第一次传播到质点N所需时间为 质点N恰好第二次处于波峰的时刻为 故B正确； C．超声波不能在真空中传播，超声波能发生干涉、衍射等现象，故C错误； D．医生利用B超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应，故D正确。 故选BD。 12．（多选）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为，下列说法正确的是（　　） A．内质点M运动的路程为 B．质点M第一次位移为的时刻是 C．超声波在血管中的传播速度为 D．时质点N恰好处于波谷 E．超声波的频率是大于，其波长很小 【答案】ACD 【详解】A．波的周期为 易知 则质点M运动的路程为 A正确； B．由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点M开始振动的方向沿y轴负方向，则质点M的振动方程为 则当质点M第一次位移为0.2mm时 B错误； C．根据图象读出波长为 由 解得 C正确； D．由图可知，M左侧的波谷与N之间的距离为 则传播到的时间 可知在1.5 × 10 - 7s时质点N恰好处于波谷，D正确； E．超声波的频率是大于，其波长很小，E错误。 故选ACD。 13．（多选）图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的一个节点，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，图丙为某时刻两列超声波的波形图（没有画完整），已知声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是（　　）    A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为3.4×104Hz B．小水珠恐浮时，受到的声波压力竖直向上 C．经过点M沿x轴正方向移动3.4cm D．拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数 E．拔出图乙线圈中的铁芯，可以减少悬浮仪中的节点个数 【答案】ABD 【详解】A．根据频率、波速、波长的关系有 A正确； B．根据平衡条件，小水珠悬浮时，受到的声波压力竖直向上，B正确； C．质点只能在平衡位置附近振动，不会随波传播方向迁移，C错误； DE．拨出铁芯，自感线圈的自感系数L减小，LC振荡电路的周期减小，频率变大，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，D正确，E错误。 故选ABD。 14．在静止的水面上，一个波源S做垂直水面、周期为T的振动，所产生的波沿水面以大小为u的速度向各个方向传播，波源开始振动后经过时间，在水面上看到的图像如下图（a）所示，图中实线表示波峰。则： （1）说明图（a）中的图像为什么是一系列的同心圆？波长为多少？ （2）如果波源不动，水流以速度v沿某一方向流动，那么波源开始振动后经过时间时，站在岸上的人将看到的图像是图（b）中的哪一个？说明判断的理由。 【答案】（1）见解析，；（2）I，见解析 【详解】（1）因为波从波源沿水面的各个方向传播，且传播的速度、幅度都相同，在没有阻碍和干扰的情况下，传播的轨迹时标准圆，因为水对力的传递是各向均匀的，所以激起的是以落点为中心的一系列同心圆，且波长为 （2）此时波的实际传播的速度为水流的速度与波速的叠加，在波源的右侧，波速与水流速度方向相同，波传播的更快，一个周期内传播的距离更远，而在波的左侧，波速与水流速度方向相反，波传播的更慢，一个周期内传播的距离更近，故站在岸上的人将看到的图像应是I。 15．沿x轴正方向传播的简谐横波在时的波形图如图所示，此时波传播到处的质点B，质点A恰好位于波峰位置，C质点的平衡位置位于处。时刻，点B恰好第一次处于波谷位置。求： （1）这列波的传播波速v； （2）从开始计时，经过多长时间质点C振动到第一次出现波峰？ （3）假若在C点有一个波动频率接收器沿着x轴负方向慢速移动到B过程中，它接受到的频率为，试判断大小范围。 【答案】（1）10m/s；（2）0.7s；（3） 【详解】（1）由于波的传播方向为沿x轴正方向，根据波的图像可知，B质点的起振方向向上，由于开始振动，第一次到达波谷位置，根据B质点的振动规律可知，其有 所以周期为 由题图可知，该波的波长为4m。所以波速为 （2）当在A点的形式传播到C点时，则质点C第一次处于波峰，设经历时间为t，有 （3）由之前的分析可知，波的周期为0.4s，则波的频率为 设接收器相对介质的速度为，波源相对介质不动，所以波相对接收器的速度为 所以有 由于，所以有 即 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$