2019高中物理 課下能力提升十二 第十二章 第5節(jié) 多普勒效應(yīng)（含解析）新人教版選修3-4

多普勒效應(yīng) [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．關(guān)于多普勒效應(yīng)，以下說法正確的有(　　) A．只有機(jī)械波才能發(fā)生多普勒效應(yīng) B．當(dāng)波源和觀察者都運(yùn)動時就發(fā)生多普勒效應(yīng) C．發(fā)生多普勒效應(yīng)的原因是波源的頻率發(fā)生了變化 D．發(fā)生多普勒效應(yīng)的結(jié)果是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化 2．醫(yī)院通過彩超對人體進(jìn)行體檢時，彩超機(jī)向人體內(nèi)發(fā)射頻率已精確掌握的超聲波，超聲波經(jīng)血液反射后被專用儀器接收，然后通過反射波的頻率變化就可知血液的流速。這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象(　　) A．共振 B．波的衍射 C．多普勒效應(yīng) D．波的干涉 3．[多選]火車上有一個聲源發(fā)出頻率一定的樂音。當(dāng)火車靜止觀察者也靜止時，觀察者聽到并記住了這個樂音的音調(diào)。以下情況中，觀察者聽到這個樂音的音調(diào)比原來降低的是(　　) A．觀察者靜止，火車向他駛來 B．觀察者靜止，火車離他駛?cè)? C．火車靜止，觀察者乘汽車向著火車運(yùn)動 D．火車靜止，觀察者乘汽車遠(yuǎn)離火車運(yùn)動 4．[多選]下列哪些現(xiàn)象是多普勒效應(yīng)(　　) A．遠(yuǎn)去的汽車聲音越來越小 B．炮彈迎面飛來，聲音刺耳 C．火車向你駛來時，音調(diào)變高，遠(yuǎn)離你而去時，音調(diào)變低 D．大風(fēng)中，遠(yuǎn)處人的說話聲時強(qiáng)時弱 5．[多選]如圖所示，男同學(xué)站立不動吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回擺動，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是(　　) A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高 B．女同學(xué)從E向D運(yùn)動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高 C．女同學(xué)在C點向右運(yùn)動時，她感覺哨聲音調(diào)不變 D．女同學(xué)在C點向左運(yùn)動時，她感覺哨聲音調(diào)變低 二、非選擇題 6．如圖所示，在公路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速度v1向東行走，在路口北側(cè)，乙站在路邊，一輛汽車以速度v2通過路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f0，車速v2＞v1。甲聽到的笛聲的頻率為f1，乙聽到的笛聲的頻率為f2，司機(jī)自己聽到的笛聲的頻率為f3，則此時三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為____________。 [提能練] 一、選擇題 1．[多選]關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動時，會發(fā)生多普勒效應(yīng) B．當(dāng)波源與觀察者運(yùn)動的速度相同時，不會發(fā)生多普勒效應(yīng) C．只有機(jī)械波才能發(fā)生多普勒效應(yīng) D．只要波源運(yùn)動，就一定會發(fā)生多普勒效應(yīng) 2．波源和觀察者相向運(yùn)動，則觀察者單位時間內(nèi)感覺到的波的個數(shù)(　　) A．增加　　　　　　　　 B．減少 C．不變 D．不一定 3．輪船在進(jìn)港途中的x ­ t圖象如圖所示，則在港口所測到輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是選項圖中的(　　) 4．[多選](2016·衡水高二檢測)關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法中正確的是(　　) A．若波源相對介質(zhì)不動，觀察者遠(yuǎn)離波源，則接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率 B．只要觀察者相對地面運(yùn)動，就一定可以發(fā)生多普勒效應(yīng) C．若觀察者相對介質(zhì)不動，波源運(yùn)動時，空間傳播的波長發(fā)生變化 D．若觀察者相對介質(zhì)不動，波源遠(yuǎn)離觀察者時，觀察者接收到的頻率大于波源發(fā)出的頻率 二、非選擇題 5．如圖所示，實線表示波峰，S為波源，設(shè)波源頻率為20 Hz，且不運(yùn)動，而觀察者在1 s內(nèi)由B運(yùn)動到A，能接收到多少個完全波？設(shè)波速為340 m/s，若要讓觀察者完全接收不到波，那么，他的運(yùn)動速度至少應(yīng)該是多少？ 6．(2016·濟(jì)寧高二檢測)正在報警的警鐘每隔0.5 s響一聲。一個人正坐在以72 km/h的速度向著警鐘行駛的車中。已知聲音在空氣中的速度為 340 m/s，則這個人在每分鐘內(nèi)能聽到幾聲警鐘？ 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選D　多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，無論是機(jī)械波、電磁波還是光波都會發(fā)生多普勒效應(yīng)；發(fā)生多普勒效應(yīng)的原因是波源和觀察者有相對運(yùn)動，導(dǎo)致觀察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率不變。綜上所述，D正確，A、B、C錯誤。 2．解析：選C　根據(jù)多普勒效應(yīng)原理可知彩超機(jī)工作時主要體現(xiàn)了多普勒效應(yīng)，C正確。 3．解析：選BD　當(dāng)觀察者與聲源相向運(yùn)動時，觀察者接收到的聲波的頻率升高，聽到樂音的音調(diào)比原來要高；當(dāng)觀察者與聲源背向運(yùn)動時，觀察者接收到的聲波的頻率降低，聽到樂音的音調(diào)比原來降低了。綜上所述，B、D正確。 4．解析：選BC　聲波音調(diào)的高低由其頻率決定，根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源與觀察者發(fā)生相對運(yùn)動時，觀察者聽到的聲音會變化，B、C正確；聲音的強(qiáng)弱由聲波的能量決定，聲源越近，聲波能量越大，聽起來越響亮，但音調(diào)不一定變化，A、D不是由多普勒效應(yīng)造成的，A、D錯誤。 5．解析：選AD　女同學(xué)蕩秋千的過程中，只要她有向右的速度，她就有靠近聲源的趨勢，根據(jù)多普勒效應(yīng)，她都能感到哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向左運(yùn)動時，她感到音調(diào)變低，A、D正確，B、C錯誤。 6．解析：由于v2＞v1，所以汽車和甲的相對距離減小，甲聽到的笛聲的頻率變大，即f1＞f0。由于乙靜止不動，汽車和乙的相對距離增大，乙聽到的笛聲的頻率變小，即f2＜f0。由于司機(jī)和聲源相對靜止，所以司機(jī)聽到的笛聲的頻率不變，即f3＝f0。綜上所述，三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為f1、f3、f2。 答案：f1、f3、f2 [提能練] 1．解析：選AB　當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動時，二者之間的距離必然發(fā)生變化，其距離增大或減小，則觀察者接收到的頻率減小或增大，可知必發(fā)生多普勒效應(yīng)，A正確；當(dāng)波源與觀察者運(yùn)動的速度相同時，無相對運(yùn)動，相當(dāng)于二者都靜止的情況，不會發(fā)生多普勒效應(yīng)，B正確，D錯誤；多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征，這里的波動包括一切波的傳播過程，C錯誤。 2．解析：選A　由多普勒效應(yīng)知當(dāng)觀察者與波源間距離減小時，接收到波的頻率增加，A正確。 3．解析：選A　輪船勻速靠近港口的過程中，測量到的頻率不隨時間變化，但速度大時頻率大，由x ­ t圖象可知，輪船靠近港口時三段時間內(nèi)的速度v1＞v3＞v2，可知f1＞f3＞f2，A正確。 4．解析：選AC　發(fā)生多普勒效應(yīng)的原因是波源和觀察者有相對運(yùn)動，B錯誤；若波源相對介質(zhì)不動，觀察者遠(yuǎn)離波源或波源遠(yuǎn)離觀察者時，觀察者接收到波源的頻率小于波源發(fā)出的頻率，A正確，D錯誤；觀察者相對介質(zhì)不動，波源運(yùn)動時，空間傳播的波長發(fā)生變化，C正確。 5．解析：觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)，即等于其接收到波的頻率，如果觀察者不運(yùn)動，在1 s內(nèi)，觀察者接收到的完全波的個數(shù)應(yīng)當(dāng)是20個，然而當(dāng)觀察者從B運(yùn)動到A的過程中，所能接收到的完全波的個數(shù)正好比不運(yùn)動時少1個，即他只能接收到19個完全波。 要想讓觀察者完全接收不到波，他必須遠(yuǎn)離波并至少隨同所在的波峰一起運(yùn)動，即觀察者的運(yùn)動速度至少應(yīng)該是340 m/s。 答案：19　340 m/s 6．解析：設(shè)空氣中聲速為v0。在時間T內(nèi)傳播的距離s0＝v0T(T為周期)，聲波在時間t內(nèi)傳播的距離為s1＝v0t；因而人不動時聽到警鐘次數(shù)為n0＝＝＝， 如果人以速度v向聲源運(yùn)動，則聲波在時間t內(nèi)相對于人行進(jìn)的距離為s2＝(v0＋v)t，此時人聽到的警鐘次數(shù)為 n＝＝·≈127(次) 答案：127次 5