3.5多普勒效应 同步练习 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

3.5 多普勒效应 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列关于机械波的说法中，正确的是（　　） A．发生干涉现象时，介质中振动加强点，位移始终最大 B．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C．在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于波长 D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和波速均增大 2．生活中有很多情景都属于振动和波的现象，下列关于四种情景中的说法正确的是（   ） A．甲图中火车鸣笛通过站台边站着的工作人员时，工作人员听到的笛声音调先变低后变高 B．乙图中如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象 C．丙图中手掌摩擦龙洗盆盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦力较大 D．丁图为干涉型消声器的结构示意图，同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应为该声波半波长的奇数倍 3．某音频发生器发出频率为的声音，这个频率已经超过了人耳所能听到频率范围的最高频率，人们采取下列哪种方式可以听到这个声音（　　） A．快速靠近音频发生器 B．快速远离音频发生器 C．绕着音频发生器做圆周运动 D．和音频发生器同时相向运动 4．关于生活中的各种现象，以下说法不正确的是（　　） A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共振现象 B．绕正在发音的音叉走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是声音的干涉现象。 C．火车鸣笛离开站台的过程中，站台听到的音调变低，这是多普勒效应 D．城市交通用红光作为交通警示，是因为红光波长长易发生衍射，使司机和行人都能看到红光 5．如图所示，以频率f上下振动的振针沿水平方向移动，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．振针在向左移动 B．如果A处的观察者保持静止，接收到的水波频率大于f C．如果A处的观察者水平向左移动，接收到的水波频率可能大于f D．如果A处的观察者水平向右移动，接收到的水波频率可能小于f 6．甲乙两名同学分别坐在两条船里，同学甲在船上每隔1s敲响一下水里的钟，且在他敲响第一下的瞬间同时敲响放在船上的另一个钟；当乙同学听到通过水里传来的第3声钟响的同时，听到从空气中传来的声音，已知声音在空气中传播的速度为340m/s，声音在水里传播的速度为1400m/s，则下列说法正确的是（　　） A．两船相距约为898m B．两船相距约为1020m C．若某时刻开始两船向同一方向运动，当同学乙听到从水中传来的钟声间隔略小于1s，则甲船速度大于乙船速度 D．若某时刻开始两船向同一方向运动，当同学乙听到从水中传来的钟声间隔略小于1s，则甲船速度小于乙船速度 7．关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A．机械波、电磁波均能产生多普勒效应 B．波源的频率发生了变化所以产生多普勒效应 C．产生多普勒效应原因是因为观察者接收的频率变大了 D．只有机械波才能产生多普勒效应 二、多选题 8．关于下列图象的描述与判断中，正确的有（　　） A．图甲是多普勒效应的图象，处的观察者接收到波的频率大于波源发出的频率 B．图甲是多普勒效应的图象，处的观察者接收到波的频率大于波源发出的频率 C．图乙是受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图象，物体作受迫振动时的频率始终等于固有频率 D．图乙是受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图象，当驱动力的频率等于固有频率时振幅最大 9．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．振动片在水平向左运动 D．任意时刻A、B处质点的位移总相同 10．火车上有一个声源发出频率一定的乐音．当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调．以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是(　　 ) A．观察者静止，火车向他驶来 B．观察者静止，火车离他驶去 C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 三、填空题 11．如图所示，波源S不动，每秒发出30个完全波。如果观察者1 s内由位置A移到位置B，则 1 s内将接收到 个完全波；如果观察者1 s内由位置C移到位置D，则1 s内将接收到 个完全波。 12．生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为 m/s． 四、解答题 13．小明为多普勒效应的理解问题而请教他的物理老师，老师就给他出了一道匀速直线运动的题目让他思考，他轻松做完了这道题目，从此不再困惑。请你也尝试做一做这道题目： 如图（b）所示，声源S在x轴上运动，S相继向右侧观察者A发出两个脉冲信号（如图（a）所示），两脉冲信号间的时间间隔为T。已知空气中声音传播的速度大小为v，不考虑空气的流动，试计算如下两种情况中A接收到的两个脉冲信号间的时间间隔T'，并比较与的大小关系。（设T远大于单个脉冲的持续时间，且远小于信号在空间传播的时间） （1）声源S静止，观察者A以大小为的速度沿x正方向轴运动（）； （2）声源S、观察者A分别以大小为、的速度沿x轴正方向运动。（）。 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。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.5 多普勒效应 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B A D A A AD BC BD 1．D 【详解】A.波的干涉现象中，振动加强点指的是振幅最大的点，位移在不断变化，并非总是最大，故A错误； B.产生多普勒效应的原因是波源与观察者之间发生相对运动，波源的频率并不变化，故B错误； C.在一个周期内，介质的质点所通过的路程与波长无直接关系，故C错误； D.某一频率的声波，从空气进入水中时，频率不变，波速增大，根据可知，波长均增大，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】A．甲图中火车鸣笛通过站台边站着的工作人员时，火车与人的间距先减小后增加，根据多普勒效应可知，工作人员听到的笛声音调先变高后变低，故A错误； B．乙图中如果孔的大小不变，使波源的频率增大，波长变小，则不能观察到更明显的衍射现象，故B错误； C．丙图中用手掌摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦的频率，当摩擦的频率等于水的固有频率时，会发生共振现象，此时振幅最大，使水花飞溅，故C错误； D．丁图为干涉型消声器的结构示意图，根据波的干涉原理，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍，叠加后振动减弱，起到消声的目的，故D正确。 故选D。 3．B 【详解】A．根据多普勒效应，当波源与观测着相互靠近时，观测到的频率变大，频率大于，无法听到声音。A错误； B．根据多普勒效应，当波源与观测着相互远离时，观测到的频率变小，频率小于，可以听到声音。B正确； C．绕着音频发生器做圆周运动，波相对速度不会改变，波源与观测者距离不变，频率不变，无法听到声音。C错误； D．和音频发生器同时相向运动，观测到的频率变大，频率大于，无法听到声音。D错误； 故选B。 4．A 【详解】A．在空房子里只有墙面、地面和天花板对声波反射，这种反射的方向较为单一，而房间内放置许多物品时，声波的反射方向较为分散，所以才使人感觉空房子里讲话声音特别响亮，与共振无关，故A错误； B．音叉有两叉股，是典型的两个相干波源，绕音叉走一圈，听到忽强忽弱的声音，是声音的干涉现象，故B正确； C．根据多普勒效应，火车驶离远去时，接受到的波个数变少，汽笛音调变低，故C正确意； D．城市交通用红光作为交通警示是红光波长长易发生衍射，能绕过障碍物传播过去，使司机和行人都能看到红光，故D正确。 本题选错误的，故选A。 5．D 【详解】A．振针前进方向上的水波变得密集，在其移动反方向的水波变得稀疏，因此振动向右移动，故A错误； B．波源远离观察者时，根据多普勒效应，观测者接收到的频率变小，即A处的观察者保持静止，接收到的水波频率小于f，故B错误； C．如果A处的观察者水平向左移动，波源向右移动，波源一定远离观察者，观察者接收到的频率一定变小，故C错误； D．如果A处的观察者水平向右移动，当观察者的运动速度小于振针的运动速度，波源依然远离观察者，观察者接收到的频率变小，故D正确。 故选D。 6．A 【详解】AB．设两船相距x ,设水中第3声传播的时间为t,则有 听到水中第3声同时听到空中第一声，则有 解得 故B错误，A正确； CD．两船向同一方向运动，不知道谁在追谁，故有两种情况，所以CD错误。 故选A。 7．A 【详解】AD．多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波，故A正确，D错误； BC．产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致观察者接收的频率发生了变化，故BC错误。 故选A。 8．AD 【详解】AB．图甲是为波源在靠近处，所以图甲是多普勒效应的图象。当观测者不动，波源相对于介质向观测者运动时，观测者接收到的频率大于波源频率；A正确，B错误； CD．图乙纵轴为振幅A，横轴为驱动力频率f，该图像为受迫振动的振幅随驱动力频率变化的图象。当驱动力的频率等于固有频率时振幅最大。D正确，C错误； 故选AD。 9．BC 【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．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C正确； D．波源的运动会影响接收到波的频率，当波源向A接近时，观察者感知到的频率会增加；当波源远离A时，观察到的频率减小，故任意时刻A、B处质点的位移不可能总相同，故D错误； 故选BC。 10．BD 【详解】当观察者与声源相向运动时，观察者接收到的声波的个数增多，所以观察者接收的频率升高，听到乐音的音调比原来要高．当观察者与声源背向运动时，观察者接收到的声波的个数减少，所以观察者接收到的频率降低，听到乐音的音调比原来降低了．综上所述，正确选项为BD。 故选BD。 11． 31 28 【详解】如果观察者在A点不动，观察者每秒将接收到30个完全波，由于观察者1 s内由位置A移到位置B(恰好为一个波长)将多接收一个完全波，所以1 s内观察者将接收到31个完全波。同理，如果观察者1 s内由位置C移到位置D，每秒将少接收到2个完全波，故接收28个完全波。 12．30 【详解】由题给出的信息可知 代入数据可得 解得： 13．（1），；（2），见解析 【详解】（1）设两个脉冲信号从波源S发出后分别经时间到达观察者A，则有 且 联立解得 频率为 故 解法二：两脉冲信号都发出后的间距为 选观察者A为参考系，两信号脉冲的相对速度为 则两信号脉冲到达观察者A的时间间隔满足 即有 解得 （2）两个脉冲信号从波源S发出后分别经时间到达观察者A，则有 且 联立解得 ， 则当时，；当时，；当时，。 解法二：波源S、观察者A均沿x轴正方向运动时，两脉冲信号都发出后的间距为 选观察者A为参考系，两信号脉冲的相对速度为 则两信号脉冲到达观察者A的时间间隔满足 即有 解得 14．（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。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $