第3-5課-多普勒效應(yīng)-(解析版)(人教版2019選擇性必修第一冊(cè))

第3.5課多普勒效應(yīng)解題要點(diǎn)梳理：在多普勒效應(yīng)中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者感到頻率發(fā)生了變化．在多普勒效應(yīng)中，波源的頻率是不改變的，只是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，觀察者感到頻率發(fā)生了變化．基礎(chǔ)鞏固1.（2022·全國·高二課時(shí)練習(xí)）關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是（）A．只要波源在運(yùn)動(dòng)，就一定能觀測(cè)到多普勒效應(yīng)B．只要觀測(cè)者在運(yùn)動(dòng)，就一定能觀測(cè)到多普勒效應(yīng)C．只要波源與觀測(cè)者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)且兩者間距發(fā)生變化，就一定能觀測(cè)到多普勒效應(yīng)D．當(dāng)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀測(cè)者感覺到的頻率一定增大【答案】C【詳解】ABC．只有波源與觀測(cè)者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)且兩者間距發(fā)生變化，才能觀測(cè)到多普勒效應(yīng)，AB錯(cuò)誤，C正確；D．當(dāng)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，若波源與觀測(cè)者相互接近，觀測(cè)者感覺到的頻率增加，反之減小，D錯(cuò)誤。故選C。2.（2022·全國·高二專題練習(xí)）（多選）下列說法中正確的是（）A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了B．多普勒效應(yīng)是在波源與觀測(cè)者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的C．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀測(cè)者接收到的頻率發(fā)生了變化D．多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的【答案】BCD【詳解】AC．多普勒效應(yīng)說明觀察者與波源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的頻率會(huì)發(fā)生變化，但波源的頻率不變，A錯(cuò)誤，C正確；B．多普勒效應(yīng)是由于觀察者和波源間位置的變化而產(chǎn)生的，即有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的發(fā)生，B正確；D．多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的，D正確。故選BCD。3.（2022·全國·高二課時(shí)練習(xí)）上課時(shí)老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端，然后使蜂鳴器迅速水平旋轉(zhuǎn)，同學(xué)們聽到蜂鳴器音調(diào)竟然忽高忽低變化，下列判斷正確的是（）A．旋轉(zhuǎn)時(shí)蜂鳴器發(fā)聲的頻率變化了B．由于旋轉(zhuǎn)，改變了同學(xué)們聽到的聲音頻率C．蜂鳴器音調(diào)變低時(shí)，一定是向?qū)W生的方向運(yùn)動(dòng)D．音調(diào)的忽高忽低是由波的干涉造成的【答案】B【詳解】D．旋轉(zhuǎn)過程中，聲源（蜂鳴器）與同學(xué)們的距離有時(shí)近，有時(shí)遠(yuǎn)，發(fā)生多普勒效應(yīng)，故D錯(cuò)誤；AB．蜂鳴器發(fā)出聲波的頻率不變，只是同學(xué)們聽到的聲音頻率變化了，故A錯(cuò)誤，B正確；C．當(dāng)蜂鳴器遠(yuǎn)離學(xué)生時(shí)，聽到聲音的頻率變小即音調(diào)變低，故C錯(cuò)誤。故選B。4.（2022·河南·南召現(xiàn)代中學(xué)高二階段練習(xí)）下列選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是（

）A．科學(xué)家用激光測(cè)量月球與地球間的距離B．教室內(nèi)部的聲音可以在教室外面聽到C．技術(shù)人員用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測(cè)量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度【答案】D【詳解】A．科學(xué)家用激光測(cè)量月球與地球間的距離是利用光速快，A錯(cuò)誤；B．教室內(nèi)部的聲音可以在教室外面聽到是因?yàn)槁暡ǖ牟ㄩL較長，容易發(fā)生明顯的衍射，B錯(cuò)誤；C．技術(shù)人員用超聲波探測(cè)金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡是利用穿透能力強(qiáng)，C錯(cuò)誤；D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測(cè)量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度是利用超聲波的多普勒效應(yīng)，D正確。故選D。5.（2022·貴州黔東南·高二期中）蝙蝠在洞穴中飛來飛去時(shí)，有效利用超聲脈沖導(dǎo)航，這種超聲脈沖以持續(xù)1ms或不到1ms的時(shí)間短促發(fā)射，且每秒重復(fù)發(fā)射幾次。假定蝙蝠的超聲脈沖發(fā)射頻率為35000Hz，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲的過程中，下列說法正確的是（）A．墻壁接收到超聲脈沖頻率等于35000HzB．墻壁接收到超聲脈沖頻率大于35000HzC．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率小于35000HzD．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于35000Hz【答案】B【詳解】AB．蝙蝠（波源）相對(duì)墻壁（觀察者）的距離減小，所以墻壁接收到的超聲脈沖的頻率增大，故A錯(cuò)誤、B正確；CD．超聲脈沖被反射后，其頻率不變，但傳播方向和蝙蝠的運(yùn)動(dòng)方向相反，蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖的頻率會(huì)更大，故CD錯(cuò)誤。故選B。6.（2022·山東淄博·高二期末）警車向路上的車輛發(fā)射固定頻率的超聲波，同時(shí)探測(cè)反射波的頻率．下列說法正確的是（）A．當(dāng)車輛勻速駛向停在路邊的警車時(shí)，警車探測(cè)到的反射波頻率增高B．當(dāng)車輛勻速駛離停在路邊的警車時(shí)，警車探測(cè)到的反射波頻率增高C．當(dāng)警車勻速駛向停在路邊的汽車時(shí)，警車探測(cè)到的反射波頻率降低D．當(dāng)警車勻速駛離停在路邊的汽車時(shí)，警車探測(cè)到的反射波頻率不變【答案】A【詳解】A．當(dāng)車輛勻速駛向停在路邊的警車時(shí)，兩車之間的距離減小，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，警車探測(cè)到的反射波頻率增高，故A正確；B．當(dāng)車輛勻速駛離停在路邊的警車時(shí)，兩車之間的距離增大，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，警車探測(cè)到的反射波頻率降低，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)警車勻速駛向停在路邊的汽車時(shí)，兩車之間的距離減小，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，警車探測(cè)到的反射波頻率增高，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)警車勻速駛離停在路邊的汽車時(shí)，兩車之間的距離增大，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，警車探測(cè)到的反射波頻率降低，故D錯(cuò)誤。故選A。7.（2022·湖北·鄂州市鄂城區(qū)教學(xué)研究室高二期中）目前，多普勒效應(yīng)已在科學(xué)研究、工程技術(shù)和醫(yī)療診斷等各方面有著十分廣泛的應(yīng)用。關(guān)于多普勒效應(yīng)，下面說法正確的是（）A．有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的聲音就能判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去B．醫(yī)院檢查身體的“B超”儀運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理C．發(fā)生雷電時(shí)，人們利用看見閃電與聽見雷聲的時(shí)間間隔來估算自己與雷電發(fā)生處之間的距離，這是利用了多普勒效應(yīng)原理D．高速公路上的測(cè)速儀就是應(yīng)用多普勒效應(yīng)來測(cè)速的【答案】AD【詳解】A．炮彈飛行時(shí)與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的聲波的頻率與炮彈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故A正確；B．B超是以臟器反射的回聲信號(hào)以灰價(jià)的形式顯示在儀器的平面圖像，B超檢查不可以檢測(cè)組織內(nèi)血流情況。醫(yī)院檢查身體的“彩超”儀是通過測(cè)出反射波的頻率變化來確定血流的速度，顯然是運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理，故B錯(cuò)誤；C．發(fā)生雷電時(shí)，人們利用看見閃電與聽見雷聲的時(shí)間間隔來估算自己與雷電發(fā)生處之間的距離是通過光速遠(yuǎn)大于聲速，用這個(gè)時(shí)間間隔乘以聲速來估算的，故不屬于多普勒效應(yīng)原理的應(yīng)用，故C錯(cuò)誤；D．測(cè)速儀對(duì)運(yùn)動(dòng)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，電磁波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，根據(jù)接收到的電磁波頻率來知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理，利用了多普勒效應(yīng)原理，故D正確。8.（2022·全國·高二期末）如圖所示，甲圖表示S1和S2兩相干水波的干涉圖樣，設(shè)兩列波各自的振幅均為5cm，且圖示范圍內(nèi)振幅不變，波速和波長分別是1m/s和0.5m，B是A、C連線的中點(diǎn)；乙圖為一機(jī)械波源S3在同種均勻介質(zhì)中做勻速運(yùn)動(dòng)的某一時(shí)刻的波面分布情況。兩幅圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。則下列關(guān)于兩幅圖的說法中錯(cuò)誤的是（）A．甲圖中A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為10cmB．從甲圖所示時(shí)刻開始經(jīng)0.25s，B點(diǎn)通過的路程為20cmC．乙圖所表示的是波的衍射現(xiàn)象D．在E點(diǎn)觀察到的頻率比在F點(diǎn)觀察到的頻率高【答案】C【詳解】A．甲圖中A、B都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其中A在波峰，B在平衡位置，則A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為2A=10cm，故A正確，不符合題意；B．波的周期為，從甲圖所示時(shí)刻開始經(jīng)，B點(diǎn)通過的路程為2×2A=20cm，故B正確，不符合題意；C．乙圖所表示的是波的多普勒效應(yīng)，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．在E點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)接收到的波面比F點(diǎn)多，則在E點(diǎn)觀察到的頻率比在F點(diǎn)觀察到的頻率高，故D正確，不符合題意。故選C。能力提升9.（2022·全國·高二期末）輪船在進(jìn)港途中與港口間的距離隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，則在港口所測(cè)到輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是下列選項(xiàng)圖中的（

）A．B．C．D．【答案】A【詳解】輪船勻速靠近港口的過程中，測(cè)到的頻率不隨時(shí)間變化，但速度大時(shí)，頻率大，由x－t圖像可知，輪船靠近港口時(shí)三段時(shí)間內(nèi)的速度關(guān)系為v1＞v3＞v2，可知f1＞f3＞f2，A符合題意，BCD不符合題意。故選A。10.（2022·全國·高二課時(shí)練習(xí)）無人駕駛技術(shù)已逐漸成熟，某巡航控制系統(tǒng)可以控制無人車在前車減速時(shí)自動(dòng)減速、前車加速時(shí)自動(dòng)加速。汽車使用的傳感器會(huì)發(fā)射和接收調(diào)制過的無線電波，通過多普勒效應(yīng)造成的頻率變化來測(cè)量目標(biāo)的相對(duì)距離和相對(duì)速度。若該傳感器發(fā)射的無線電波的頻率為f，接收到的回波的頻率為，則（）A．當(dāng)時(shí)，表明前車一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)時(shí)，表明前車一定處于靜止?fàn)顟B(tài)C．當(dāng)時(shí)，表明無人車需要相對(duì)前車減速行駛D．當(dāng)時(shí)，表明無人車需要相對(duì)前車減速行駛【答案】C【詳解】AB．由多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)時(shí)，表明前車與無人車的距離保持不變，即前車與無人車保持相對(duì)靜止，可能勻速，可能靜止，也可能是變速，故AB錯(cuò)誤；C．由多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)時(shí)，接收到的頻率增大，兩車距離減小，無人車需要相對(duì)前車減速行駛，故C正確；D．由多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)時(shí)，接收到的頻率減小，兩車距離增大，無人車需要相對(duì)前車加速行駛，故D錯(cuò)誤。故選C。11.（2022·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè)）醫(yī)學(xué)上利用超聲波進(jìn)行身體檢查，探頭發(fā)出一定頻率的超聲波，指向需要檢查的部位，超聲波射入人體后，在機(jī)體的組織器官形成反射波，回聲返回到探頭，經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換之后形成影像，用于診斷。下列說法正確的是（）。A．超聲波在空氣中傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向垂直B．為提高成像分辨力應(yīng)使超聲波的波長比探測(cè)目標(biāo)小的多C．若被檢界面向探頭運(yùn)動(dòng)，回聲頻率比發(fā)射頻率降低D．進(jìn)行超聲探測(cè)時(shí)，探頭與人體表面間需留有空隙【答案】B【詳解】A．超聲波在空氣中傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向平行，A錯(cuò)誤；B．為提高成像分辨力應(yīng)使超聲波不能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，所以超聲波波長比探測(cè)目標(biāo)小的多，B正確；C．根據(jù)多普勒效應(yīng)，若被檢界面向探頭運(yùn)動(dòng)，回聲頻率比發(fā)射頻率升高，C錯(cuò)誤；D．進(jìn)行超聲探測(cè)時(shí)，探頭與人體表面間不需留有空隙，超聲檢查時(shí)，探頭與病人皮膚之間的空氣將阻礙超聲波傳入人體，為獲得高質(zhì)量的清晰圖像，需要使用液性傳導(dǎo)介質(zhì)來連接探頭與病人體表，這種介質(zhì)就是常用的超聲耦合劑，D錯(cuò)誤。故選B。12.（2022·寧夏·平羅中學(xué)高三期中）周期為8.0s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在t=0時(shí)的圖象如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A．該波沿x軸正方向傳播B．該波的傳播速度為5m/sC．x=5m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)經(jīng)過6秒傳到P，所以t=6s時(shí)P處于波峰D．當(dāng)波源向著觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)者接收到該波的頻率等于波源的實(shí)際頻率E．當(dāng)遇到直徑為20m的圓形障礙物時(shí)，該波