6. 多普勒效应（分层作业）物理教科版2019选择性必修第一册

6． 多普勒效应 1．暑假期间，小明乘坐大巴前往贵州梵净山旅游。大巴以恒定速度行驶在高速公路上，前方有一辆工程车正在缓慢作业。为提醒工程车避让，小明所在的大巴鸣笛一声（笛声频率为）。已知声速为，且大巴速度。关于工程车司机听到的笛声频率，下列说法正确的是（　　） A．频率始终为，因为声速远大于车速 B．频率高于，因为大巴靠近工程车 C．频率低于，因为工程车也在向前运动 D．频率可能高于或低于，取决于工程车是否加速 2．一同学站在站台上，观察到“瑞龙智行”智能动车组鸣笛匀速通过站台（其速度远远小于声速）。已知笛声的原始频率为f，该同学听到的笛声（　　） A．动车组靠近和远离他时，频率均等于f B．动车组靠近和远离他时，频率均大于f C．动车组靠近他时频率小于f，远离时频率大于f D．动车组靠近他时频率大于f，远离时频率小于f 3．如图是某款主动降噪耳机的工作原理示意图。下列说法正确的是（    ） A．环境噪声是横波 B．降噪耳机应用了波的干涉 C．降噪耳机应用了波的衍射 D．降噪耳机应用了波的多普勒效应 4．有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（　　） A．操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的 B．发动机发出声音的频率在变化 C．场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化 D．场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调 5．如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，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。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．频率变小，波速不变 B．频率不变，波速变大 C．频率变小，波速变小 D．频率变大，波速变大 6．关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A．只有机械波才能产生多普勒效应 B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C．产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化 D．产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化 7．如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是干涉现象 B．左侧波的频率小于右侧波的频率 C．前侧波的频率大于后侧波的频率 D．单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 8．下列有关机械波的说法中正确的是（　　） A．我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果 B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长大得多 C．医院中的“B超”是利用次声波的反射来检查身体有无异常 D．波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去 9．彩色多普勒超声能利用超声波形成彩色血流图像，不仅具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，运用12MHz高频探头甚至可以发现血管内小于1mm的钙化点。已知超声波在人体组织中的传播速度约为1500m/s。下列说法正确的是（　　） A．超声波在真空中的传播速度大于1500m/s B．超声波从空气中进入人体时波长不变 C．该超声波在人体内传播时的波长约为1mm D．该超声波在人体内传播时的波长约为0.125mm 10．下列说法正确的是（　　） A．合力做功为零，物体机械能一定保持不变 B．驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越大 C．只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象 D．多普勒效应说明波源的频率在发生改变 11．在天文学上，通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远星系所发出的光谱呈现“红移”，即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是（　　） A．遥远星系发出光的频率增大 B．遥远星系发出光的波长增大 C．该星系正在靠近观察者 D．该星系正在远离观察者 二、多选题 12．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．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在点向左运动时，她感觉哨声音调变低 D．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变低 13．下列说法正确的是（　　） A．衍射、干涉都是波特有的现象 B．任意两列波叠加时均能形成稳定的干涉图样 C．只有光波具有多普勒效应，电磁波不具有多普勒效应 D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象 14．下列说法中正确的是（　　） A．在干涉现象中，振动加强的点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小 B．单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，则外力的频率越大，单摆的振幅也越大 C．全息照片的拍摄利用了激光衍射的原理 D．频率为v的激光束射向高速迎面而来的卫星，卫星接收到的激光的频率大于v 15．下列关于机械波的说法中正确的是（　　） A．发生稳定干涉现象的两列波的频率一定相同 B．波源的振动频率越大，它产生的机械波传播得越快 C．当障碍物的尺寸比波长小或者和波长差不多时，能观察到明显的衍射现象 D．正在快速靠近的汽车鸣笛的音调越来越低是多普勒效应 16．下列有关波现象的解释正确的是（　　） A．蝙蝠通过发出的声波判断前方是否有障碍物，主要利用了波的反射现象 B．“B超”通过测量不同内脏的回声进而发现可能的病变，主要利用了波的多普勒效应 C．“彩超”通过测量反射波的频率变化进而计算出血流的速度，主要利用了波的多普勒效应 D．“主动降噪”技术是通过发出与噪声振幅、频率相同、相位相反的声波来抵消噪声，主要利用了波的干涉现象 三、填空题 17．一频率为600Hz的声源以20rad/s的角速度沿一半径为0.8m的圆周（圆心为O点）做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到在A处发出声音的频率 600Hz，在B处发出声音的频率 600Hz，在C处发出声音的频率 600Hz，在D处发出声音的频率 600Hz（填“大于”“小于”“等于”）。 18．某人乘火车由甲地去乙地，途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车后听到货运列车发出的汽笛声频率为f1；此人乘坐的列车又与迎面驶来的另一列货运列车会车，听到货运列车驶近时的汽笛声频率为f2，已知两列货运列车发出的汽笛声频率相同，则f1与f2间的大小关系是f1 f2（选填“>”“＝”或“<”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 6． 多普勒效应 1．暑假期间，小明乘坐大巴前往贵州梵净山旅游。大巴以恒定速度行驶在高速公路上，前方有一辆工程车正在缓慢作业。为提醒工程车避让，小明所在的大巴鸣笛一声（笛声频率为）。已知声速为，且大巴速度。关于工程车司机听到的笛声频率，下列说法正确的是（　　） A．频率始终为，因为声速远大于车速 B．频率高于，因为大巴靠近工程车 C．频率低于，因为工程车也在向前运动 D．频率可能高于或低于，取决于工程车是否加速 【答案】B 【详解】根据题意，由多普勒效应可知，当波源靠近接收者时，接收者接收到的频率增大，则工程车司机听到的笛声频率高于。 故选B。 2．一同学站在站台上，观察到“瑞龙智行”智能动车组鸣笛匀速通过站台（其速度远远小于声速）。已知笛声的原始频率为f，该同学听到的笛声（　　） A．动车组靠近和远离他时，频率均等于f B．动车组靠近和远离他时，频率均大于f C．动车组靠近他时频率小于f，远离时频率大于f D．动车组靠近他时频率大于f，远离时频率小于f 【答案】D 【详解】根据多普勒效应，当声源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会发生变化：声源靠近观察者时，接收频率高于原始频率；声源远离观察者时，接收频率低于原始频率。 故选D。 3．如图是某款主动降噪耳机的工作原理示意图。下列说法正确的是（    ） A．环境噪声是横波 B．降噪耳机应用了波的干涉 C．降噪耳机应用了波的衍射 D．降噪耳机应用了波的多普勒效应 【答案】B 【详解】A．环境噪声的声波是纵波，故A错误； BCD．降噪耳机应用的是声波的干涉相消的原理，故B正确，CD错误。 故选B。 4．有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（　　） A．操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的 B．发动机发出声音的频率在变化 C．场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化 D．场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调 【答案】C 【详解】A．飞机做匀速圆周运动时，操纵者在圆心，飞机速度方向始终与其径向垂直，相对径向速度为零，无多普勒效应，故A错误； B．发动机频率由自身振动决定，与运动无关，故B错误； C．场边观众与飞机的相对径向速度周期性变化，导致接收频率周期性变化，故C正确； D．观众接收频率时而高于、时而低于操纵者接收到的频率，故D错误。 故选C。 5．如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，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。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．频率变小，波速不变 B．频率不变，波速变大 C．频率变小，波速变小 D．频率变大，波速变大 【答案】A 【详解】根据多普勒效应可知，当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比，频率变小，波速不变，故A正确，BCD错误。 故选A 。 6．关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A．只有机械波才能产生多普勒效应 B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C．产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化 D．产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化 【答案】C 【详解】A．多普勒效应是波动现象共有的特征，机械波和电磁波均可发生，故A错误； B．波源频率由振动本身决定，与相对运动无关，故B错误； C．多普勒效应的本质是观察者与波源的相对运动导致单位时间内接收到的波峰数变化，从而使观察者接收的频率改变，此现象的直接原因是接收频率的变化，故C正确； D．波速由介质决定，与波源或观察者的运动无关，故D错误。 故选C。 7．如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是干涉现象 B．左侧波的频率小于右侧波的频率 C．前侧波的频率大于后侧波的频率 D．单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 【答案】C 【详解】A．题图表示的是多普勒效应，A错误； BCD．根据波的图样可知，前侧形成的波纹比较密，后侧形成的波纹比较稀疏，由多普勒效应可知，前侧波的频率大于后侧波的频率，左侧波的频率等于右侧波的频率，救护车向前运动，单位时间内前侧接收的完全波个数比后侧的多，C正确，BD错误。 故选C。 8．下列有关机械波的说法中正确的是（　　） A．我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果 B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长大得多 C．医院中的“B超”是利用次声波的反射来检查身体有无异常 D．波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去 【答案】D 【详解】A．能听到墙外的声音是因声波发生衍射（绕过障碍物），而非干涉，故A错误； B．超声波频率高于可听声波，波速相同时，由公式，可知其波长更短，故B错误； C．医院中的“B超”是利用超声波（而非次声波）的反射来获取人体内部组织的信息，从而检查身体有无异常，故C错误； D．波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去，故D正确。 故选D。 9．彩色多普勒超声能利用超声波形成彩色血流图像，不仅具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，运用12MHz高频探头甚至可以发现血管内小于1mm的钙化点。已知超声波在人体组织中的传播速度约为1500m/s。下列说法正确的是（　　） A．超声波在真空中的传播速度大于1500m/s B．超声波从空气中进入人体时波长不变 C．该超声波在人体内传播时的波长约为1mm D．该超声波在人体内传播时的波长约为0.125mm 【答案】D 【详解】A．超声波是机械波，不能在真空中传播，A错误； B．超声波进入人体时频率不变，但波速改变，由可知波长改变，B错误； CD．该超声波在人体内传播时的波长为，C错误，D正确。 故选D。 10．下列说法正确的是（　　） A．合力做功为零，物体机械能一定保持不变 B．驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越大 C．只有当障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小时，才会发生衍射现象 D．多普勒效应说明波源的频率在发生改变 【答案】B 【详解】A．合力做功为零，说明动能变化为零，但机械能守恒需除重力或弹力外其他力不做功。若存在非保守力（如摩擦力）做功，机械能会变化，故A错误。 B．受迫振动中，驱动力频率与固有频率之差越小，振幅越大；当差值为零时振幅最大（共振），故B正确。 C．衍射现象在任何障碍物或缝隙下均会发生，仅当尺寸与波长相仿或更小时衍射现象更显著，故C错误。 D．多普勒效应是观察者接收频率变化，波源实际频率未改变，故D错误。 故选B。 11．在天文学上，通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远星系所发出的光谱呈现“红移”，即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是（　　） A．遥远星系发出光的频率增大 B．遥远星系发出光的波长增大 C．该星系正在靠近观察者 D．该星系正在远离观察者 【答案】D 【详解】多普勒效应改变的是接收到的频率和波长，光源本身发出的光的频率和波长不变。若该星系正在远离观察者，根据多普勒效应，观察者接收到的光的频率小于光的真实频率，根据，观察者接收到的光的波长大于光的真实波长，符合题意。故ABC错误，D正确。 故选D。 二、多选题 12．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．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在点向左运动时，她感觉哨声音调变低 D．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变低 【答案】AC 【详解】女同学在荡秋千的过程中，只要她向右靠近甲同学（波源），根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变高；若女同学向左运动过程中，她逐渐远离甲同学，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变低，故选AC。 13．下列说法正确的是（　　） A．衍射、干涉都是波特有的现象 B．任意两列波叠加时均能形成稳定的干涉图样 C．只有光波具有多普勒效应，电磁波不具有多普勒效应 D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象 【答案】AD 【详解】A．衍射、干涉都是波特有的现象，故A正确； B．两列波必须满足频率相等且相位差恒定，才能形成稳定的干涉图样，故B错误； C．任何波都具有多普勒效应，故C错误； D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故D正确。 故选AD。 14．下列说法中正确的是（　　） A．在干涉现象中，振动加强的点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小 B．单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，则外力的频率越大，单摆的振幅也越大 C．全息照片的拍摄利用了激光衍射的原理 D．频率为v的激光束射向高速迎面而来的卫星，卫星接收到的激光的频率大于v 【答案】AD 【详解】A．振动加强点的振幅大，但位移随时间在到间变化，可能比振动减弱点的位移更小，A正确； B．受迫振动的振幅最大发生在驱动力频率等于固有频率时，若驱动力频率继续增大，振幅反而减小，B错误； C．全息照片利用激光的干涉记录光波信息，而非衍射，C错误； D．卫星迎面而来时，根据多普勒效应，接收频率会高于原频率，故D正确。 故选AD。 15．下列关于机械波的说法中正确的是（　　） A．发生稳定干涉现象的两列波的频率一定相同 B．波源的振动频率越大，它产生的机械波传播得越快 C．当障碍物的尺寸比波长小或者和波长差不多时，能观察到明显的衍射现象 D．正在快速靠近的汽车鸣笛的音调越来越低是多普勒效应 【答案】AC 【详解】A．发生稳定干涉现象的两列波的频率一定相同，故A正确； B．波的传播速度由介质决定，与波源的振动频率无关，故B错误； C．当障碍物的尺寸比波长小或者和波长差不多时，能观察到明显的衍射现象，故C正确； D．正在快速靠近的汽车鸣笛的音调越来越高是多普勒效应，故D错误。 故选AC。 16．下列有关波现象的解释正确的是（　　） A．蝙蝠通过发出的声波判断前方是否有障碍物，主要利用了波的反射现象 B．“B超”通过测量不同内脏的回声进而发现可能的病变，主要利用了波的多普勒效应 C．“彩超”通过测量反射波的频率变化进而计算出血流的速度，主要利用了波的多普勒效应 D．“主动降噪”技术是通过发出与噪声振幅、频率相同、相位相反的声波来抵消噪声，主要利用了波的干涉现象 【答案】ACD 【详解】A．声波可以反射，蝙蝠可以发出超声波，用声波定位是利用了声波的反射原理，故A正确； B．“B超”，全称超声波检查，是一种利用超声波在人体内部产生回声，发现可能的病变，通过计算机处理形成图像的医学检查方法，没有涉及多普勒效应，故B错误； C．“彩超”也是一种超声波检查，通过测量反射波的频率变化进而计算出血流的速度，利用了超声波的多普勒效应，故C正确； D．耳机收集环境噪声后会产生与环境噪声振幅、频率相同，相位相反的降噪声波，当接收到的环境噪音和耳机产生的噪音发生干涉，可以达到降噪的效果，所以降噪过程利用波的干涉从而起到降噪的作用，故D正确。 故选ACD。 三、填空题 17．一频率为600Hz的声源以20rad/s的角速度沿一半径为0.8m的圆周（圆心为O点）做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到在A处发出声音的频率 600Hz，在B处发出声音的频率 600Hz，在C处发出声音的频率 600Hz，在D处发出声音的频率 600Hz（填“大于”“小于”“等于”）。 【答案】 大于 等于 小于 等于 【详解】[1]根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，根据声源运动至A、B、C、D四个点时相对于观察者的速度方向，可知A点有接近观察者的趋势，故观察者接收到在A处发出声音的频率大于600Hz。 [2][4]声源在B、D两点的速度方向垂直于O点与观察者的连线，在相对运动的垂直方向不会发生多普勒效应，故观察者接收到在B处发出声音的频率等于600Hz，在D处发出声音的频率等于600Hz。 [3]C点有远离观察者的趋势，故观察者接收到在C处发出声音的频率小于600Hz。 18．某人乘火车由甲地去乙地，途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车后听到货运列车发出的汽笛声频率为f1；此人乘坐的列车又与迎面驶来的另一列货运列车会车，听到货运列车驶近时的汽笛声频率为f2，已知两列货运列车发出的汽笛声频率相同，则f1与f2间的大小关系是f1 f2（选填“>”“＝”或“<”）。 【答案】< 【详解】此人乘坐的列车超过货运列车，此时两者相互远离，根据多普勒效应，接收到的频率小于波源频率。此人乘坐的列车与迎面驶来的货运列车会车，两者相互靠近。根据多普勒效应，接收到的频率大于波源频率，故f1<f2。 / 学科网（北京）股份有限公司 $