人教版高中物理选修3-4同步练习：12-5多普勒效应

高中物理学习材料

（马鸣风萧萧**整理制作）

基础夯实

1．(2010·成都市高二调研)下列关于波的说法中，正确的是() A．次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象

B．海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有反应，但狗显得烦噪不安，这是因为次声波传播速度比超声波大

C．当声源相对于观察者匀速远离时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低

D．发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化

答案：A

2．关于次声波和超声波，以下说法中正确的是()

A．频率低于20 Hz的声波为次声波，频率高于20 000 Hz的声波为超声波

B ．次声波的波长比可闻波短，超声波的波长比可闻波长

C ．次声波的波速比可闻波小，超声波的波速比可闻波大

D ．在同一种均匀介质中，在相同的温度条件下，次声波、可闻

波、超声波的波速均相等

答案：AD

解析：由超声波和次声波的概念知A 项正确，由λ＝v f 可判断v

相同时，f 越大，λ越小，因此B 项错误。在同一均匀介质中，v 是相同的，C 错，D 正确。

3．(2012·安丘模拟)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1ms 或不到1ms 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39000Hz ，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39000Hz

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39000Hz

答案：C

解析：蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离接近，所以墙壁接收

到的超声波频率增大，A 错误；超声波被反射后频率不变，但传播方向和蝙蝠的运动方向相反，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时，频率会更大，故C 正确，B 、D 错误。

4．如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速率v 1向东行

走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v 2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f 0，车速v 2>v 1。设甲听到的笛声频率为f 1，乙听到的笛声频率为f 2，司机自己听到的笛声频率为f 3，则此三人听到笛声的频率由高到低依次为______________。

答案：f 1>f 0＝f 3>f 2

5．以速度u ＝20 m/s 奔驰的火车，鸣笛声频率为275 Hz ，已知

常温下空气中的v ＝340 m/s 。

(1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多

少？

(2)当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多

少？

答案：292 Hz 260 Hz

解析：(1)f ′＝v

v －u ·f ＝340340－20

×275 Hz ≈292 Hz (2)f 2＝v v ＋u ·f ＝340340＋20×275 Hz ≈260 Hz

6．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些飞机的速度超过了声音在空气中的传播速度。假设某爆炸声在空气中的传播速度为340m/s，一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，飞机飞行的速度至少多大？

答案：340m/s

解析：要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，则他随飞机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即飞机应以340m/s的声速飞行远离爆炸声。

7．医生诊病时用一种俗称“B超”的仪器探测人体内脏的位置，发现可能的病变(如图)地。这种仪器能通过它的探头不断向人体发出短促的超声波(频率很高，人耳听不到的声波)脉冲，超声波遇到人体不同组织的分界时会反射回来，又被探头接收。这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像，医生分析这些影像，做出医学诊断。

说一说，这样的仪器为什么要使用超声波而不用普通的声波？

解析：超声波频率很高，波长很短，不容易发生衍射，所以超声波遇到人体不同组织的分界面时大部分会反射回来；而普通的声波，

波长较长，容易发生衍射，遇到人体组织的分界面时衍射现象很明显，反射回来的波极少，不利于信号处理，所以这样的仪器使用超声波而不用普通的声波。

能力提升

1．如图所示，S 为振源，P 点有一观察者，已知振源发生振动

的频率为20Hz ，则关于人听到的声音的频率为( )

· ·

S P

A ．当振源S 以17m/s 的速度远离观察者运动时，频率为19Hz

B ．当振源S 以17m/s 的速度靠近观察者运动时，频率为21Hz

C ．当观察者以17m/s 的速度靠近振源S 运动时，频率为21Hz

D ．以上说法均不正确

答案：ABC

解析：当振源以17m/s 的速度远离观察者运动时，观察者接收的

频率f ′＝v 声f

v 声＋v 源，f ′＝340×20340＋17

＝19Hz ，故A 正确；当振源S 以17m/s 的速度靠近观察者运动时，观察者接收的频率f ′＝v 声f v 声－v 源＝340×20340－17

＝21Hz ，故B 正确。当观察者以17m/s 的速度靠近振源S 运动时，观察者接收的频率f ′＝v 声＋v 观λ＝340＋1734020

＝21Hz ，故C 正确。 解这类题要注意分析观察者与波源间相对运动的情况，针对不同

情况列出不同的关系式进行解题。

2．在坐标原点的波源产生一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，

波速v ＝200 m/s ，已知t ＝0时波刚好传播到x ＝40 m 处，如图所示。在x ＝400 m 处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是( )

A ．波源开始振动时方向沿y 轴正方向

B ．从t ＝0开始经0.15 s ，x ＝40 m 的质点运动的路程为0.6 m

C ．接收器在t ＝2 s 时才能接收到此波

D ．若波源向x 轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 Hz

答案：B

解析：由图知，x ＝40 m 处的质点的起振方向向下，则波源的起

振方向也向下(y 轴负向)，A 错；由图知λ＝20 m ，A ＝10 cm ，T ＝λv ＝

0.1 s ，而Δt 1＝0.15 s ＝32

T ，所以x ＝40 m 的质点0.15 s 运动的路程为s ＝32

×4A ＝6A ＝60 cm ＝0.6 m ，B 对；波由x ＝40 m 处传到x ＝400 m