2024-2025学年粤教版（2019）选择性必修第一册 3.4多普勒效应 同步作业（含解析）
一、单选题
1．渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物.声波在水中传播速度为1500 m/s，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是( )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中，波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
2．上课时老师将一蜂鸣器固定在长竹竿的一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是( )
A.旋转时蜂鸣器发声的频率变化了
B.由于旋转，改变了同学们听到的声音频率
C.蜂鸣器音调变高时，一定是向远离听者的方向运动
D.音调的忽高忽低是波的干涉造成的
3．下列现象可以用多普勒效应解释的是( )
A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声
B.微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播
C.当车从你身边疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低
D.把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声
4．医院有一种先进的检测技术——彩超，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，就可以知道血液的流速。这一技术主要体现了哪一种物理现象( )
A.多普勒效应 B.波的衍射 C.波的干涉 D.共振
5．如图所示，静止轨道卫星Q在轨道上稳定运行，P为赤道平面上的监测站，为实时监测卫星运行状况，卫星Q持续向监测站P发射频率为f的电磁波，则卫星Q从A运行到B的过程中，关于监测站P接收的电磁波频率，下列说法正确的是( )
A.监测站P接收的电磁波频率先减小后增大
B.监测站P接收的电磁波频率先增大后减小
C.监测站P接收的电磁波频率一直保持不变
D.监测站P接收的电磁波频率一直减小
6．在天文学上，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。这是利用了波的( )
A.折射 B.干涉 C.衍射 D.多普勒效应
7．机械波和电磁波都能产生多普勒效应。下列现象中不属于利用多普勒效应的是( )
A.交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速
B.医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常
C.发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离
D.天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度
8．宇宙中的星球都在不停地运动。测量某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，就可以算出该星球靠近或远离我们的速度。其运用的原理是( )
A.波的干涉 B.波的衍射 C.波的反射 D.多普勒效应
二、多选题
9．下列说法中正确的是( )
A.发生多普勒效应时，波源的频率变化了
B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化
C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的
D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的
10．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，她感觉哨声音调变高
11．静止在站台上的火车鸣笛，站在远处的人听到了汽笛声。后来他又听到这列火车行驶时的汽笛声。他根据听到的汽笛声音判断火车行驶的方向。以下判断正确的是( )
A.当听到的声音频率减小，则火车离他远去
B.当听到的声音频率减小，则火车向着他驶来
C.当听到的声音频率增大，则火车离他远去
D.当听到的声音频率增大，则火车向着他驶来
三、计算题
12．声源S和观察者A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速率分别为和，空气中声音传播的速率为，设，空气相对于地面没有流动。若声源相继发出两个声信号，时间间隔为，请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者的过程，确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔。（假设两次听到声音的位置都在声源同一侧）
13．公路巡警开车在高速公路上以100km/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电磁波,如果该电磁波被轿车反射回来时,警车接收到的电磁波频率比发出时低。
(1)此现象属于( )
A.波的衍射 B.波的干涉 C.多普勒效应 D.波的反射
(2)若该路段限速为100km/h,则轿车是否超速
(3)若轿车以20m/s的速度行进,反射回的频率应怎样变化 并说明原因。
参考答案
1．答案：B
解析：两列波发生干涉的条件是：①频率相同，②具有恒定的相位差，③振动方向平行.被反射回来的波的振动方向可能与发出的波振动方向不平行，不一定能发生干涉现象，A错误.波由一种介质传播到另一种介质中时，频率不变，传播速度会发生变化，根据可知波长会发生变化，B正确.波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔尺寸比波的波长小，或者是和波长接近.由题中数据结合，得出波长为，被探测物尺寸为1 m，被探测物尺寸远大于波长，不能发生明显的衍射现象，C错误.根据多普勒效应可知，观察者和波源之间有相对速度，则接收到的波的频率会发生变化，D错误.
2．答案：B
解析：蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们听到的声音频率变化了，故A错误，B正确；当蜂鸣器远离同学们时，同学们听到声音的频率变小，即音调变低，故C错误；旋转过程中，声源（蜂鸣器）与听者（同学们）的距离有时近、有时远，音调就会忽高忽低，这属于多普勒效应，故D错误.
3．答案：C
解析：A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，是因为光的速度大于声音的传播速度，A错误；B.微风激起的水波遇到芦苇等细小障碍物，会继续传播，这是波的衍射现象，B错误；C.当车从你身边疾驰而过时，听到的鸣笛音调会由高变低，是因为波源与观察者之间的距离逐渐增大，接收者受到的频率小于波源的发射频率，这属于多普勒效应，C正确；D.把耳朵贴在墙壁上，能够听到隔壁房间的说话声，这是声音绕过墙壁传播，D错误；故选C。
4．答案：A
解析：由题意可知，此仪器能测出波的频率变化，由频率变化判断血液速度，波的衍射、干涉及共振都不会产生波频率的变化。多普勒效应是由于波源的移动使接收到的波的频率发生变化，故选A。
5．答案：C
解析：因为卫星Q是地球同步卫星，与地球有相同的角速度，P为赤道平面上的监测站，则PQ相对静止，即卫星Q从A运行到B的过程中，PQ的相对位置不变，根据多普勒效应可知，监测站P接收的电磁波频率不变。
故选C。
6．答案：D
解析：多谱勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的距离发生变化，使观察者收到的频率发生了变化，所以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。这是利用了波的多普勒效应，则D正确；ABC错误：故选D。
7．答案：C
解析：A.交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速利用了声波多普勒效应的原理，故A正确，不符合题意；
B.医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常也属于声波多普勒效应的应用，故B正确，不符合题意；
C.发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离是通过光速远大于声速，用这个时间间隔乘以声速来估算的，故它不属于多普勒效应的应用，故C错误，符合题意；
D.天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度是属于光波的多普勒效应的原理应用，故D正确，不符合题意。
故选C。
8．答案：D
解析：星球靠近或远离我们时，会产生多普勒效应，当地球上测量者接收到的频率小于发出频率时，星球离我们而去;若接收到的频率大于发出频率时，则星球向我们靠近，并能算出星球靠近或远离我们的速度.故选D.
9．答案：BCD
解析：当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，故选项C正确；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故选项A错误，B正确；多普勒效应是奥地利物理学家多普勒首先发现的，故选项D正确。
10．答案：AB
解析：女同学从A向B运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应可知，她感觉到哨声音调变高，故A正确；女同学在从C点向左运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到音调变低，故B正确；女同学在从C点向右运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应可知，她感觉到哨声音调变高，故C错误；女同学从E向D运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到哨声音调变低，故D错误。
11．答案：AD
解析：AB、当听到的声音音调变低，说明接收到的声音的频率变小，表明火车离他远去，故A正确，B错误；
CD、当听到的声音音调变高，说明接收到的声音的频率变大，则火车向着他驶来，故C错误，D正确；
故选AD.
12．答案：或
解析：解：设为声源S发出两个信号的时刻，为观察者接收到两个信号的时刻。
则第一个信号经过时间被观察者A接收到，第二个信号经过时间被观察者A接收到，且。
设声源发出第一个信号时，两点间的距离为L，当A在S前面时两个声信号从声源传播到观察者的过程中，它们运动的距离关系如图所示，可得：
由以上各式，得
同理可得：当S在A前面时
解得
13．答案：(1)C (2)超速 (3)偏高
解析：(1)巡警车接收到的电磁波频率比发出时低,此现象为多普勒效应。
(2)因警车接收到的频率低,由多普勒效应知警车与轿车在相互远离,而警车车速恒定又在后面,可判断轿车车速比警车车速大,故该车超速。
(3)若该车以20m/s的速度行进时,此时警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的频率应偏高。
