高中物理新课标选修3-4习题：12.5多普勒效应

12.5 新提升·课时作业

基础达标

1．(多选)下列哪些现象是多普勒效应引起的( )

A．远去的汽车声音越来越小

B．炮弹迎面飞来，声音刺耳

C．火车离你而去，音调变低

D．大风中，远处人的说话声时强时弱

【解析】听到的音调变化才是多普勒效应，BC正确．

【答案】BC

2．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

【解析】彩超是利用超声波的多普勒效应而制成的仪器．

【答案】 A

3．一列正在鸣笛的火车，高速通过某火车站站台的过程中，该火车站站台中部的工作人员听到笛声的频率( )

A．变大 B．变小

C．先变大后变小 D．先变小后变大

【解析】火车高速通过站台的过程中，就是先靠近站台，再远离站台．所以工作人员听到笛声的频率先变大后变小，因此本题的正确答案选C.

【答案】 C

4．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效．这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms 的短促发射，且每秒重复发射几次．假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则下列判断正确的是( )

A．墙壁接收到超声脉冲频率等于39 000 Hz

B．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率

C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率

D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz

【解析】由于蝙蝠向墙壁靠近，所以墙壁接收的频率大于39 000 Hz，蝙蝠接收到墙反射的频率也大于墙接收的频率．

【答案】 C

5．下面描述没有利用多普勒效应的是( )

A．利用在地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速率

B．交通警察向行驶中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理

C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况

D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声可判断飞行的炮弹是接近还是远去

【解析】凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远星体相对地球运动的速率；被反射的超声波，相当于一个运动的物体发出的超声波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速；铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动做出判断的；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故只有选项C不是利用多普勒效应．【答案】 C

6．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动．以u表示声源的速度，v表示声波的速度(u

A．f增大，v增大 B．f增大，v不变

C．f不变，v增大 D．f减小，v不变

【解析】当波源与接收器之间的距离发生变化时，发生多普勒效应．间距变小时，接收到的频率大于波源的频率；间距变大时，接收到的频率小于波源的频率．本题声源靠近接收器，故接收到的频率大于声源频率，且靠近得越快，接收到的频率越大．发生多普勒效应时，声波的速度不变．选项B正确．【答案】 B

7．(多选)站在火车站站台上的旅客听到路过的火车鸣笛声的音调(注：音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低)变化情况，以下说法正确的是( )

A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低

B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高

C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低

D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高

【解析】火车进站时，与旅客的间距变小，接收的频率大于波源的频率，B正确，离站时，接收的频率小于波源的频率，C正确．

【答案】BC

8．新型列车动车组速度可达200 km/h～250 km/h，与该汽车笛声的音调相比，

(1)站在车前方路旁的农民听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)．

站在车后方路旁的农民听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)．

(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？此时列车汽笛发生的音调变化了吗？

【解析】(1)站在车前方的农民与列车的距离在靠近，因此听起来频率变高，音调偏高，站在车后方的农民与列车在远离，因此音调偏低．

(2)迎面来的列车上的乘客听起来音调偏高，此时列车汽笛发出的音调不变.

【答案】(1)偏高偏低(2)偏高不变

能力提升

1．a为声源，发出声波．b为接收者，接收a发出的声波．若a、b在沿着二者连线的方向运动(速度都不超过声速)．以下说法中正确的是( )

A．若a、b相互靠近，则b收到的声频一定比a发出的低

B．若a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的低

C．若a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高

D．若a静止，b向a运动，则b收到的声频一定比a发出的高

【解析】b收到的声频的高低关键是看声源a与接收者b之间的距离变化，若远离则声频低，若靠近则声频高，故A错，D对．当a、b向同一方向运动时，二者之间的距离可大、可小、可不变．故b收到的声频与a发出的频率关系不确定，故B、C错．

【答案】 D

2．如右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)波源正在移向( )

A．A点 B．B点

C．C点 D．D点

(2)观察到的波的频率最高的点的是( )

A．A点 B．B点

C．C点 D．D点

【解析】(1)由于波源左方的波长被压缩，右方的波长被拉长，可知波源正在移向A点，选项A正确．

(2)由于波源靠近A点，所以在A点观察到波的频率最高，选项A正确．

【答案】(1)A (2)A

3．波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方观察者接收到的频率为f1，波源后方观察者接收到的频率为f2，则三者的关系为( )

A．f1＝f2＝f0 B．f1＝f2>f0

C．f1＝f2