第3.5節(jié) 多普勒效應(yīng)-2024-2025學(xué)年高二物理同步學(xué)與練（滬科版2020上海選擇性必修第一冊(cè) ）

第二章·機(jī)械振動(dòng)第05講多普勒效應(yīng)目目標(biāo)導(dǎo)航知識(shí)要點(diǎn)難易度1．多普勒效應(yīng)：靠近波源，頻率升高2．多普勒效應(yīng)的應(yīng)用3．適應(yīng)范圍：一切機(jī)械波和電磁波★★★★★★知知識(shí)精講知識(shí)點(diǎn)01多普勒效應(yīng)[觀察思考]當(dāng)救護(hù)車(chē)、消防車(chē)從身邊飛馳而過(guò)時(shí)，你有沒(méi)有注意過(guò)它們鳴笛聲的音調(diào)發(fā)生了變化?[答案]：向你駛來(lái)時(shí)，你會(huì)覺(jué)得音調(diào)升高了;當(dāng)車(chē)輛離你而去時(shí)，音調(diào)降低了。1.音調(diào)：音調(diào)由頻率決定，頻率高則音調(diào)高，頻率低則音調(diào)低。觀察者聽(tīng)到的聲音的音調(diào)是由觀察者接收到的頻率即單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)決定的。2.波源頻率和接收頻率；(1)完全波：波源完成一次全振動(dòng)，向外發(fā)出一個(gè)波長(zhǎng)的波，稱(chēng)為一個(gè)完全波。(2)波源頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)。(3)接收頻率：觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)，即感覺(jué)到波的頻率。3.多普勒效應(yīng)：波源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)（靠近或遠(yuǎn)離），接收到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化（高于波源頻率或低于波源頻率）的現(xiàn)象。波源與觀察者相互靠近時(shí)，感覺(jué)聲音“尖銳”，而相互遠(yuǎn)離時(shí)感覺(jué)聲音“低沉”。4.多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因：(1)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，1s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是一定的，即觀察者的接受頻率等于波源頻率.(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，1s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目增加，觀察到的頻率增加即接受頻率>波源頻率；反之，當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)，接受頻率<波源頻率。(3)波源與觀察的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度越大，觀察到的頻率改變也越大，即多普勒效應(yīng)越明顯。波速（機(jī)械波）即波的前沿傳播速度只決定于介質(zhì)，并不因?yàn)椴ㄔ聪鄬?duì)于介質(zhì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而改變。5.多普勒效應(yīng)的拓展理解：(1)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)波源頻率（周期）并沒(méi)有發(fā)生改變，而是觀察者感覺(jué)頻率有改變。(2)由于運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性，描述波源與觀察者的運(yùn)動(dòng)一般用介質(zhì)做為參考系。既可以是波源運(yùn)動(dòng)，也可以是觀察者運(yùn)動(dòng)，也可以是兩者以不同速度運(yùn)動(dòng)。(3)當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離聲源速度大于聲音傳播速度時(shí)，將聽(tīng)不到聲音。(4)多普勒效應(yīng)不僅機(jī)械波會(huì)發(fā)生，電磁波也會(huì)發(fā)生，即一切波動(dòng)都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。【例1】關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說(shuō)法中不正確的是()A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)波源的頻率保持不變B．要發(fā)生多普勒效應(yīng)，波源和觀察者間必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)C．只有聲波會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)D．機(jī)械波、電磁波和光波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)【答案】C【解析】發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率沒(méi)有發(fā)生改變，波源與觀察者之間相互靠近或相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化，即發(fā)生多普勒效應(yīng)，而且機(jī)械波、電磁波和光波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)。故C錯(cuò)誤，A、B、D正確?！纠?】新型列車(chē)動(dòng)車(chē)組速度可達(dá)487.3km/h，與該車(chē)汽笛聲的音調(diào)相比。(1)站在車(chē)運(yùn)動(dòng)前方路旁的觀察者聽(tīng)起來(lái)音調(diào)______(選填“偏高”或“偏低”)。站在車(chē)運(yùn)動(dòng)后方路旁的觀察者聽(tīng)起來(lái)音調(diào)________(選填“偏離”或“偏低”)。(2)迎面來(lái)的另一列車(chē)上的乘客聽(tīng)起來(lái)音調(diào)怎樣？此時(shí)列車(chē)汽笛聲的音調(diào)變化了嗎？(3)坐在新型列車(chē)動(dòng)車(chē)組上的乘客聽(tīng)起來(lái)音調(diào)怎樣？【答案】(1)偏高偏低(2)偏高不變(3)不變【解析】(1)站在車(chē)運(yùn)動(dòng)前方的觀察者與列車(chē)在靠近，因此聽(tīng)起來(lái)音調(diào)偏高；站在車(chē)運(yùn)動(dòng)后方的觀察者與列車(chē)在遠(yuǎn)離，因此聽(tīng)起來(lái)音調(diào)偏低。(2)迎面來(lái)的另一列車(chē)上的乘客聽(tīng)起來(lái)音調(diào)偏高，此時(shí)列車(chē)汽笛聲的音調(diào)不變。(3)坐在新型列車(chē)動(dòng)車(chē)組上的乘客與該列車(chē)的相對(duì)位置不變，故聽(tīng)起來(lái)音調(diào)不變?！纠?】(多選)如圖所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來(lái)回?cái)[動(dòng)，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說(shuō)法正確的是()A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高B．女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變高C．女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺(jué)哨聲音調(diào)不變D．女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺(jué)哨聲音調(diào)變低【答案】AD【解析】女同學(xué)蕩秋千的過(guò)程中，她向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她與波源之間的距離變短，根據(jù)多普勒效應(yīng)，她會(huì)感到哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她會(huì)感到哨聲音調(diào)變低，A、D正確，B、C錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)02多普勒效應(yīng)的應(yīng)用1，原理：當(dāng)兩者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率變??；當(dāng)兩者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的波的頻率變大，但波源的頻率不變。因此利用觀察到頻率的變化計(jì)算出波源的運(yùn)動(dòng)速度。(1).測(cè)車(chē)輛速度；交警向行進(jìn)中的車(chē)輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測(cè)量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車(chē)輛的速度.(2).測(cè)星球速度；測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)照，可得星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度.(3).測(cè)血流速度；向人體內(nèi)發(fā)射已知頻率的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測(cè)出反射波的頻率變化就可得血流速度，彩超即利用此原理。2，多普勒效應(yīng)的常見(jiàn)情況：相對(duì)位置圖示結(jié)論波源S和觀察者A相對(duì)靜止不動(dòng)f波源＝f觀察者，音調(diào)不變波源S不動(dòng)，觀察者A運(yùn)動(dòng)，由A→B或A→C靠近波源，由A→B，則f波源<f觀察者，音調(diào)變高；遠(yuǎn)離波源，由A→C，則f波源>f觀察者，音調(diào)變低觀察者A不動(dòng)，波源S運(yùn)動(dòng)，由S→S2f波源<f觀察者，音調(diào)變高【例4】公路巡警車(chē)在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，巡警車(chē)向前方在同一車(chē)道上的一輛轎車(chē)發(fā)出一束已知頻率的電磁波，結(jié)果該電磁波被此輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí)，巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低。(1)此現(xiàn)象屬于()A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效應(yīng) D．波的反射(2)若該路段限速為100km/h，則轎車(chē)是否超速？(3)若轎車(chē)以20m/s的速度行進(jìn)，反射回的電磁波頻率應(yīng)怎樣變化？【答案】(1)C(2)超速(3)變大【解析】(1)巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)，故選C。(2)因巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，由多普勒效應(yīng)知巡警車(chē)與轎車(chē)在相互遠(yuǎn)離，而巡警車(chē)車(chē)速恒定又在后面，可判斷轎車(chē)車(chē)速比巡警車(chē)車(chē)速大，故轎車(chē)超速。(3)若轎車(chē)以20m/s的速度行進(jìn)，此時(shí)巡警車(chē)與轎車(chē)在相互靠近，由多普勒效應(yīng)知反射回的電磁波頻率應(yīng)變大?！纠?】(多選)一頻率為600Hz的聲源以20rad/s的角速度沿一半徑為0.8m的圓周(圓心為O點(diǎn))做勻速圓周運(yùn)動(dòng),一觀察者站在離圓心很遠(yuǎn)的P點(diǎn)且相對(duì)于圓心靜止,如圖所示,則觀察者接收到在A處發(fā)出聲音的頻率600Hz，在B處發(fā)出聲音的頻率600Hz，在C處發(fā)出聲音的頻率600Hz，在D處發(fā)出聲音的頻率600Hz。A.聲源在A點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率大于600HzB.聲源在B點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率等于600HzC.聲源在C點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率等于600HzD.聲源在C點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率小于600HzE.聲源在D點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率小于600Hz【答案】>,=,<,=【解析】A點(diǎn)接近觀察者的趨勢(shì)，故接受頻率增加，C點(diǎn)有遠(yuǎn)離觀察者的趨勢(shì)，接受頻率減小，聲源在B、D兩點(diǎn)的速度方向垂直O(jiān)點(diǎn)與觀察者的連線，因此不變?！R(shí)點(diǎn)03幾種特殊的多普勒現(xiàn)象1，音障：飛機(jī)速度接近聲速時(shí)會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的聲波波面在飛機(jī)的前方堆積形成音障。2，艏波：當(dāng)波源移動(dòng)的速度接近介質(zhì)中的波速。考考點(diǎn)題型題型01多普勒效應(yīng)概念辨析1.如圖所示是用發(fā)波水槽演示多普勒效應(yīng)原理的實(shí)驗(yàn)照片，波源以固定頻率振動(dòng)并以恒定速度移動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)A、B位于水波對(duì)稱(chēng)軸x軸上，下列說(shuō)法中正確的是（

）（A）A處波速小于B處波速（B）A處波速大于B處波速（C）波源向x軸正方向運(yùn)動(dòng)（D）波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)【答案】D【詳解】AB．機(jī)械波傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，A、B位于同一介質(zhì)，故波速相等，A、B錯(cuò)誤；CD．在A點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)接收到的波面比B點(diǎn)多，則在A點(diǎn)觀察到的頻率比在B點(diǎn)觀察到的頻率高，因此波源向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤D正確。題型02聽(tīng)到幾次警報(bào)[歸納總結(jié)]周期性發(fā)生警報(bào)類(lèi)似于波源的周期性振動(dòng)，應(yīng)用多普勒效應(yīng)原理進(jìn)行計(jì)算。先求解波前之間的實(shí)際距離d（類(lèi)似于λ'），再求解波源和觀察者相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離s，則警報(bào)次數(shù)n=s/d?！纠?】一個(gè)報(bào)警器每1s發(fā)出一聲警報(bào)，某人在速度為100m/s的高鐵內(nèi)向著報(bào)警器運(yùn)動(dòng)，假設(shè)聲音傳播速度為300m/s，問(wèn)該人1min能聽(tīng)到幾次警報(bào)？【答案】80次【解析】我們將該問(wèn)題形象化一點(diǎn)，比如報(bào)警器發(fā)出警報(bào)猶如發(fā)射一個(gè)個(gè)小球，聲音在空氣中傳播猶如小球在空氣中運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槊?s發(fā)射一個(gè)小球，且根據(jù)小球在空氣中運(yùn)動(dòng)的速度為300m/s，所以小球與小球之間的距離：d=300m/s*1s=300m小球如同一列隊(duì)伍一樣，保持間距為300米，以300m/s的速度前進(jìn)，而人以100m/s的速度前進(jìn)，根據(jù)相向運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，人1min相對(duì)“小球隊(duì)伍”走過(guò)的距離為：s=(300+100)×60s=24000m注意，小球與小球間距為300m，所以人1min能遇到的小球個(gè)數(shù)為：n=24000/300=80次即1分鐘內(nèi)能聽(tīng)到80次報(bào)警?！嗥绽招?yīng)的公式推導(dǎo)靠近，分子+分母-，遠(yuǎn)離，分子-分母+題型03速度矢量分解分析多普勒效應(yīng)[歸納總結(jié)]發(fā)生多普勒效應(yīng)是波源和觀察者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該相對(duì)運(yùn)動(dòng)是指沿波源和觀察者連線方向的運(yùn)動(dòng)。如果速度不是沿連線，需要對(duì)速度做矢量分解?！纠?】某人站在地面上某處，一架飛機(jī)由遠(yuǎn)而近從人的頭頂上方勻速飛過(guò)，則人聽(tīng)到飛機(jī)發(fā)出聲音的頻率()A．越來(lái)越低 B．越來(lái)越高C．先變高后變低 D．先變低后變高【答案】A【解析】當(dāng)飛機(jī)飛近人時(shí)，將飛機(jī)的速度分解，如圖甲所示，飛機(jī)相對(duì)人的速度為v1＝vcosα，α越來(lái)越大，則v1越來(lái)越小，即人聽(tīng)到飛機(jī)聲音的頻率越來(lái)越低，但總是f聽(tīng)>f源。當(dāng)飛機(jī)遠(yuǎn)離人時(shí)，將飛機(jī)的速度分解如圖乙所示，飛機(jī)相對(duì)人的速度v3＝vcosα，α越來(lái)越小，則v3越來(lái)越大，即人聽(tīng)到飛機(jī)聲音的頻率越來(lái)越低，且都是f聽(tīng)<f源，故在飛機(jī)飛過(guò)頭頂?shù)倪^(guò)程中人聽(tīng)到的聲音頻率一直是越來(lái)越低，即A項(xiàng)正確。具體地說(shuō)：當(dāng)飛機(jī)到達(dá)頭頂正上方之前，f聽(tīng)>f源；恰好在人頭頂正上方時(shí)，f聽(tīng)＝f源；越過(guò)頭頂正上方之后，f聽(tīng)<f源?！練w納總結(jié)】對(duì)多普勒效應(yīng)的理解觀察者聽(tīng)到的音調(diào)的高、低取決于他接收到的聲波頻率的大小。在聲源發(fā)聲頻率不變的情況下，觀察者接收到的頻率的變化情況取決于兩者之間是否有相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的方向和大小。鞏鞏固練習(xí)1.下列關(guān)于機(jī)械波的說(shuō)法正確的是（）（A）發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率發(fā)生了變化（B）驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近物體的固有頻率時(shí)物體振動(dòng)的振幅越大（C）波發(fā)生反射時(shí)，波的頻率不變，但波長(zhǎng)、波速發(fā)生變化（D）發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸比波長(zhǎng)大或差不多【答案】B【詳解】A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源頻率并沒(méi)有發(fā)生變化，A錯(cuò)誤；B．驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近物體的固有頻率時(shí)物體振動(dòng)的振幅越大，故B正確；C．波發(fā)生反射時(shí)在同一介質(zhì)中，頻率、波長(zhǎng)和波速均不變，故C錯(cuò)誤；D．波生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸比波長(zhǎng)小或相差不多，故D錯(cuò)誤。2.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）（A）該圖表示的是多普勒現(xiàn)象（B）此時(shí)波源正在向A觀測(cè)者靠近（C）CD兩位觀測(cè)者此時(shí)接收到的頻率和波源發(fā)出的頻率相等（D）B觀測(cè)者此時(shí)接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率【答案】C【詳解】A．該圖表示由波源移動(dòng)而引起的多普勒效應(yīng)，故A正確；B．觀測(cè)者A在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)最多，說(shuō)明波源向A觀測(cè)者靠近，故B正確；C．波源與CD觀測(cè)者間的距離不斷增大，故接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故C錯(cuò)誤；D．波源與觀測(cè)者B的距離不斷增大，故觀測(cè)者接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故D正確。3.如圖所示，光滑水平細(xì)桿兩端固定，小滑塊與輕彈簧相連，并套在細(xì)桿上，輕彈簧左端固定；在小滑塊上固定一個(gè)能持續(xù)發(fā)出單一頻率聲音的蜂鳴器?；瑝K與蜂鳴器靜止時(shí)處于點(diǎn)，現(xiàn)將其拉到點(diǎn)由靜止釋放，滑塊與蜂鳴器就沿著細(xì)桿在、之間振動(dòng)起來(lái)。某同學(xué)站在右側(cè)，耳朵正好在延長(zhǎng)線上，滑塊與蜂鳴器整體視為質(zhì)點(diǎn)，則（）（A）該同學(xué)聽(tīng)到的蜂鳴器的聲音是斷斷續(xù)續(xù)的（B）該同學(xué)聽(tīng)到的蜂鳴器振動(dòng)時(shí)的聲音總是比靜止時(shí)音調(diào)高（C）如果增大滑塊與蜂鳴器振動(dòng)的振幅，其振動(dòng)周期一定增大（D）滑塊與蜂鳴器的振動(dòng)可以視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)【答案】D【詳解】AB．滑塊與蜂鳴器沿著細(xì)桿在、之間振動(dòng)時(shí)，該同學(xué)聽(tīng)到的蜂鳴器聲音的音調(diào)忽高忽低，這是多普勒現(xiàn)象，故AB錯(cuò)誤；CD．滑塊與蜂鳴器的振動(dòng)可以視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其周期與振幅無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤，D正確。4.下列關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說(shuō)法，正確的是（）（A）聲源靠近觀察者，觀察者接受到的聲波頻率大于聲源的頻率（B）衍射是橫波特有的現(xiàn)象，縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象（C）固有頻率為2Hz的振子在9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)的振動(dòng)頻率為2Hz（D）兩列相同頻率的波的疊加區(qū)域內(nèi)到兩波波源距離之差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍的點(diǎn)一定是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)【答案】A【詳解】A．聲源靠近觀察者，根觀察者接受到的聲波頻率大于聲源的頻率，故A正確；B．衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；C．固有頻率為2Hz的振子在9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)的振動(dòng)頻率為9Hz，故C錯(cuò)誤；D．兩列相同頻率的波的疊加區(qū)域內(nèi)到兩波波源距離之差為波長(zhǎng)的整數(shù)倍的點(diǎn)不一定是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，只有兩列相同頻率，相位差恒定，振動(dòng)方向一致的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。5.多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）（A）利用多普勒測(cè)速儀，可以測(cè)量水在海底的流速（B）“彩超”利用了多普勒效應(yīng)（C）多普勒效應(yīng)不能用于天體研究（D）波源與觀察者相互靠近或者遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率會(huì)發(fā)生變化【答案】C【詳解】A．利用多普勒測(cè)速儀，可以測(cè)量水在海底的流速，A正確，不符合題意；B．“彩超”的原理是向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，經(jīng)血液反射后接收，測(cè)出反射波的頻率變化，就可知血液的流速，這一技術(shù)利用了多普勒效應(yīng)，B正確，不符合題意；C．多普勒效應(yīng)可用于天體研究，C錯(cuò)誤，符合題意；D．波源與觀察者相互靠近或者遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率會(huì)發(fā)生變化，D正確，不符合題意；6.中國(guó)空間站持續(xù)發(fā)出頻率為f的監(jiān)測(cè)電波，地面監(jiān)測(cè)站先后接收到空間站通過(guò)A、B位置時(shí)的信號(hào)頻率分別為、，則（）（A） （B）（C） （D）【答案】A【詳解】根據(jù)多普勒效應(yīng)，空間站先后經(jīng)過(guò)A、B位置，先靠近地面監(jiān)測(cè)站后逐漸遠(yuǎn)離監(jiān)測(cè)站，所以信號(hào)頻率在靠近過(guò)程增大，在遠(yuǎn)離過(guò)程頻率減小，因此：7.公路巡警開(kāi)車(chē)在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車(chē)道上巡警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí)，巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說(shuō)明那輛轎車(chē)的車(chē)速()A．高于100km/h B．低于100km/hC．等于100km/h D．無(wú)法確定【答案】A【解析】因?yàn)檠簿?chē)(觀察者)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，由多普勒效應(yīng)知巡警車(chē)與轎車(chē)在相互遠(yuǎn)離，而巡警車(chē)車(chē)速恒定又在后面，可判定轎車(chē)車(chē)速比巡警車(chē)車(chē)速大，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。8．頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動(dòng)。以u(píng)表示聲源的速度，v表示聲波的速度(u＜v)，f表示接收器接收到的頻率。若u增大，則()A．f增大，v增大 B．f增大，v不變C．f不變，v增大 D．f減小，v不變【答案】B【解析】由于聲波的速度只由介質(zhì)決定，故v不變，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)聲源接近接收器時(shí)接收到的頻率變高，f增大，故B項(xiàng)正確。9．蝙蝠在洞穴中飛來(lái)飛去時(shí)，它利用超聲脈沖導(dǎo)航非常有效，這種超聲脈沖是持續(xù)1ms或不到1ms的短促發(fā)射，且每秒重復(fù)發(fā)射幾次。假定蝙蝠的超聲脈沖的發(fā)射頻率為39000Hz，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲的期間，則下列判斷正確的是()A．墻壁接收到的超聲脈沖頻率等于39000HzB．蝙蝠接收到從墻壁反射回來(lái)的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率C．蝙蝠接收到從墻壁反射回來(lái)的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率D．蝙蝠接收到從墻壁反射回來(lái)的超聲脈沖頻率等于39000Hz【答案】C【解析】由于蝙蝠向墻壁靠近，所以墻壁接收的頻率大于39000Hz，蝙蝠接收到墻壁反射的頻率也大于墻壁接收的頻率。所以C正確。10．(多選)有兩個(gè)靜止的聲源，分別發(fā)出聲波1和聲波2，在同一空間的空氣中傳播。如圖所示為某時(shí)刻這兩列波的波動(dòng)圖象。則下列說(shuō)法正確的是()A．聲波1的波速比聲波2的波速大B．相對(duì)于同一障礙物，波1比波2的衍射現(xiàn)象更明顯C．這兩列波相遇時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．遠(yuǎn)離兩個(gè)聲源運(yùn)動(dòng)的觀察者，聽(tīng)到這兩列波的頻率均比從聲源發(fā)出的頻率大【答案】BC【解析】?jī)闪新暡ㄔ谕豢臻g的空氣中傳播，波速大小相同，故A錯(cuò)誤。聲波1和聲波2波長(zhǎng)之比為λ1∶λ2＝2∶1，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，相對(duì)于同一障礙物衍射現(xiàn)象越明顯，故B正確。兩波頻率之比為f1∶f2＝1∶2；干涉的必要條件之一是頻率相同，這兩列波不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，故C正確。觀察者遠(yuǎn)離波源時(shí)，聽(tīng)到的聲波頻率比從聲源發(fā)出的低，故D錯(cuò)誤。11．輪船在進(jìn)港途中的x-t圖象如圖所示，則在港口所測(cè)的輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是下列選項(xiàng)中的()【答案】A【解析】由題中x-t圖象可知，輪船靠近港口時(shí)的速度先減小后增大，可知測(cè)得的頻率同樣先減小后增大，故A正確．12．如圖所示，人在距公路約50m的M處，一輛汽車(chē)以25m/s的速度從公路上勻速駛過(guò)，人聽(tīng)到的汽車(chē)的頻率()A．一直是穩(wěn)定的 B．變得越來(lái)越高C．變得越來(lái)越低 D．先變低后變高【答案】C【解析】如圖所示，車(chē)相對(duì)人的速度為車(chē)勻速靠近時(shí)，θ變大，則v1變小，設(shè)汽車(chē)本身的頻率為f，聲音的傳播速速為v，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，人聽(tīng)到的汽車(chē)的頻率為，判斷可知，人聽(tīng)到的汽車(chē)的頻率為在變低；當(dāng)車(chē)與人的連線與車(chē)速方向垂直時(shí)，再向前運(yùn)動(dòng)則汽車(chē)背離人運(yùn)動(dòng)，車(chē)勻速遠(yuǎn)離時(shí)，此過(guò)程車(chē)相對(duì)人的速度為，θ變大，則v1變大，由于汽車(chē)遠(yuǎn)離人，人聽(tīng)到的汽車(chē)的頻率為，判斷可知，人聽(tīng)到的汽車(chē)的頻率為在變低。故選C。13．正在報(bào)警的警鐘每隔0.5s響一聲，一個(gè)人正坐在以60km/h的速度向著警鐘行駛的車(chē)中，已知聲音在空氣中的速度為330m/s，則這個(gè)人每分鐘能聽(tīng)到幾聲警鐘？【答案】126聲【解析】首先根據(jù)題意，畫(huà)出示意圖(如圖所示)．若人