3.5 多普勒效应 讲义 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

3.5 多普勒效应 重难分析 1. 多普勒效应（重点） 2. 多普勒效应的应用（难点） 知识点梳理 多普勒效应 1. 定义：由于波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率与波源频率不相等的现象． 2. 特点：当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。 3.多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v通过观察者时，时间t内通过的完全波的个数为N＝，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数，即接收频率． (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小． 4. 多普勒效应在生活中的应用 （1）测量车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 （2）测星球速度：测量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，可得星球靠近或远离我们的速度。 （3）测血流速度：向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度。 知识点梳理1：多普勒效应 1．多普勒效应 波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象。 2．多普勒效应产生的原因 (1)当波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观测到的频率等于波源振动的频率。 (2)当波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观测到的频率增大；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率减小。 一些技巧 1．相对位置变化与频率的关系 相对位置 图示 结论(频率、音调、波面) 波源S和观察者A相对静止 f观察者＝f波源，音调不变 波源S不动，观察者运动，由A→B或A→C 由A→B，f观察者>f波源，音调升高 由A→C，f观察者<f波源，音调降低 观察者A不动，波源S运动，由S→S′，接近观察者或远离观察者 波源向哪运动，哪个方向波面被压缩较密集 接近观察者，f观察者>f波源，音调升高 远离观察者，f观察者<f波源，音调降低 2.成因归纳 (1)发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动，且两者间距发生变化。 (2)发生多普勒效应时，波源的频率保持不变，只是观察者接收到的频率发生了变化。 例题精讲： 【例1】（2025•福建开学）一艘渔船向鱼群发出超声波。若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与渔船发出的超声波相比，其频率（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断 【例2】（2025•崆峒区校级模拟）如图所示，一辆汽车在平直道路上匀速行驶，在其前、后、左后、右后四个位置各有一个观察者，当汽车鸣笛发出频率为f的声波时，四个观察者接收到声波的频率不同，下列说法正确的是（　　） A．出现该现象的原因是声波发生了干涉 B．汽车前方的观察者接收到声波的频率等于f C．汽车后方的观察者接收到声波的频率小于f D．单位时间内通过汽车左后方、右后方的观察者的密部的数目均为f 【例3】（2025•襄阳三模）我国研制的“复兴号动车组”首次实现了时速350km/h的自动驾驶，此时多普勒效应会影响无线通信系统稳定，这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图一辆行驶的动车组发出一频率为f0、持续时间为Δt0的通讯信号，与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率和持续时间分别为fA、ΔtA和fB、ΔtB，下列判断正确的是（　　） A．fA＞f0，ΔtA＜Δt0 B．fA＜f0，ΔtA＞Δt0 C．fB＞f0，ΔtB＞Δt0 D．fB＜f0，ΔtB＜Δt0 【例4】（2025•佛山模拟）两船相距14km，一位同学在甲船上敲响水里的一口钟，发出的钟声频率为200Hz，同时点亮船上的灯，乙船上的同学在看到甲船灯光10s后，通过水里的听音器听到了水下的钟声，忽略光的传播时间，下列关于声波说法正确的是（　　） A．该声波为横波 B．该声波在水中传播的波长为7m C．测得声音在水中的速度为2.8km/s D．若乙船向声源方向快速运动，接收到的钟声频率不变 【例5】（2025•江苏二模）振动和波存在于我们生活的方方面面，如图所示关于下列几幅图片描绘的情景分析不正确的是（　　） A．图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率不同 B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越短效果越好 C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤 D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍 知识点梳理2：多普勒效应的应用 1．利用多普勒测速仪测速 交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 2．利用超声波测血流速度 医生向人体内发射频率已知的超声波，测出被血管中的血流反射后的波的频率变化，就可知道血流的速度。 3．利用光波的频率变化，计算星球靠近或远离我们的速度。 拓展：红移现象 测量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，可测得星球靠近或远离地球的速度。若星球远离我们运动，接收到的光波的频率变小，谱线就向频率小的红端移动，这种现象称为红移现象。 例题精讲： 【例6】（2025•徐州一模）如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的咖声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是干涉现象 B．左侧波的频率小于右侧波的频率 C．前侧波的频率大于后侧波的频率 D．单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 【例7】（2025春•朝阳区校级期末）汽车无人驾驶技术使用毫米波雷达发射和接收无线电波，再通过回波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f′，则（　　） A．当f＝f'时，表明前车与无人车速度相同 B．当f＝f'时，表明前车一定处于静止状态 C．当f'＞f时，表明前车一定在加速行驶 D．当f'＜f时，表明前车一定在减速行驶 【例8】（2025•浙江模拟）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，关于光学现象下列说法正确的是（　　） A．甲图，夏天高速公路上看到远处的路面好像水面且格外明亮，这是光的干涉现象 B．乙图，相机镜头呈绿色，是因为增透膜的厚度为绿光在真空中的波长四分之一 C．丙图，全息照相电影技术利用了光的偏振特性 D．丁图，DNA的双螺旋结构是通过X射线的衍射现象建立起来的模型 【例9】（2025•保定一模）如图所示为医用颈部脑血流检测仪。探头发出的超声波穿过颅骨到达血管中，超声波经反射后被探头接收，达到检查大脑主要动脉血流速度和方向的目的。下列说法正确的是（　　） A．探头发出的高频超声波与血流方向一致时检测效果较好 B．探头发出的高频超声波与血流方向垂直时检测效果较好 C．若探头接收到的信号频率比发出的信号频率高，说明测量的一定是同向血流速度 D．若探头接收到的信号频率比发出的信号频率低，说明测量的一定是反向血流速度 【例10】（2025•厦门校级模拟）动车在运行时需要和通信基站保持持续联系，以保障动车的安全运行。如图所示，一列向右高速行驶的动车持续发出频率为f0的信号，通信基站A、B分别位于动车两侧，三者位于同一直线上。下列说法正确的是（　　） A．基站A接收到的信号频率大于f0 B．基站B接收到的信号频率等于f0 C．基站A接收到的信号频率小于基站B接收到的信号频率 D．基站A接收到的信号频率等于基站B接收到的信号频率 课后提优练习 一．选择题（共10小题） 1．（2025春•保定月考）汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制系统，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。汽车使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过波的时间差和多普勒效应导致的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f'，下列说法正确的是（　　） A．若f′＝f，则无人车应加速跟上去 B．若f′＝f，则无人车应减速以保持车距 C．若f′＞f，则无人车应减速以保持车距 D．若f′＜f，则说明前车正在减速 2．（2025春•沧州月考）如图所示是杭州的美景——西湖，环绕湖边著名的“西湖十景”，自然与人文相互映衬，组成了杭州旅行的核心地带。关于西湖中的水波现象，下列说法正确的是（　　） A．用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象 B．湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的干涉现象 C．要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小 D．游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低 3．（2025•河北模拟）歼﹣20（图甲）是我国现役的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机，图乙为歼﹣20某次执行任务水平飞行时的示意图，图中一系列圆表示歼﹣20不同时刻发出的声波所到达的位置，这些圆相切于一点，歼﹣20恰处于该点上。下列说法正确的是（　　） A．歼﹣20正在靠近P点 B．歼﹣20的速度与它发出声波的速度大小相等 C．Q处速度为零的观察者接收到声波的频率等于歼﹣20发出声波的频率 D．P处速度为零的观察者接收到声波的频率高于Q处速度为零的观察者接收到声波的频率 4．（2025春•沈阳校级月考）发现波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率会发生变化，并研究其规律的科学家是（　　） A．开普勒 B．多普勒 C．康普顿 D．普朗克 5．（2025春•和平区校级期中）下列说法正确的是（　　） A．波的干涉图样中振动加强点相对平衡位置的位移是两列波的振幅之和 B．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度 C．当障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，机械波会发生明显的衍射现象 D．向人体内发射频率已知的超声波，测出被血流反射后波的频率，就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用了多普勒效应原理 6．（2025•广东开学）如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在t＝1s时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴正方向传播，波速为3m/s B．该波可以与另一列频率为0.5Hz的波发生干涉 C．波在传播过程中遇到100m尺度的障碍物能发生明显的衍射 D．某人向着该波源运动时观测到的频率小于0.5Hz 7．（2025春•浙江期中）海豚具有一种回声定位的特殊本领，下列说法中正确的是（　　） A．不同海豚发出不同频率的超声波在相遇时可能产生稳定的干涉 B．海豚发出的超声波从海水传播到空气中后，其波长会变长 C．海豚产生高频的超声波目的是便于精准定位微小的猎物 D．海豚接收到回声的频率变低时，能判断出正在靠近它的猎物 8．（2025春•沙河口区校级期中）下列说法正确的是（　　） A．图甲电子束穿过铝箔后的衍射图样，说明了光的波动性 B．图乙中，声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小 C．图丙中，使摆球A先摆动，则摆动后B球的周期比C球的周期大 D．康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，会把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短 9．（2025春•天河区校级月考）一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机振动的频率始终不变，从听到声音至飞机飞临该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调（即频率）（　　） A．不变，且一直与飞机实际发出的声音音调相同 B．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调低 C．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调高 D．一直比飞机实际发出的声音音调高 10．（2025•江苏模拟）如图a所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A．该波正在向x轴负方向传播，波速为20m/s B．经过0.35s后，质点Q经过的路程为1.4m，且速度最大，加速度最小 C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为5m的障碍物，不能发生明显的衍射现象 D．若波源向x轴负方向运动，在x＝10m处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为6Hz 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5 多普勒效应 重难分析 1. 多普勒效应（重点） 2. 多普勒效应的应用（难点） 知识点梳理 多普勒效应 1. 定义：由于波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率与波源频率不相等的现象． 2. 特点：当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。 3.多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v通过观察者时，时间t内通过的完全波的个数为N＝，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数，即接收频率． (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小． 4. 多普勒效应在生活中的应用 （1）测量车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 （2）测星球速度：测量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，可得星球靠近或远离我们的速度。 （3）测血流速度：向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度。 知识点梳理1：多普勒效应 1．多普勒效应 波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象。 2．多普勒效应产生的原因 (1)当波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观测到的频率等于波源振动的频率。 (2)当波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观测到的频率增大；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率减小。 一些技巧 1．相对位置变化与频率的关系 相对位置 图示 结论(频率、音调、波面) 波源S和观察者A相对静止 f观察者＝f波源，音调不变 波源S不动，观察者运动，由A→B或A→C 由A→B，f观察者>f波源，音调升高 由A→C，f观察者<f波源，音调降低 观察者A不动，波源S运动，由S→S′，接近观察者或远离观察者 波源向哪运动，哪个方向波面被压缩较密集 接近观察者，f观察者>f波源，音调升高 远离观察者，f观察者<f波源，音调降低 2.成因归纳 (1)发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动，且两者间距发生变化。 (2)发生多普勒效应时，波源的频率保持不变，只是观察者接收到的频率发生了变化。 例题精讲： 【例1】（2025•福建开学）一艘渔船向鱼群发出超声波。若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与渔船发出的超声波相比，其频率（　　） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断 【解答】解：当渔船向鱼群发出超声波，鱼群正向渔船靠近时，根据多普勒效应，波源与观察者相互靠近，观察者接收到的频率会变大。所以被鱼群反射回来的超声波（相当于观察者接收到的波）与渔船发出的超声波相比，其频率变大，故A正确，BCD错误。 故选：A。 【例2】（2025•崆峒区校级模拟）如图所示，一辆汽车在平直道路上匀速行驶，在其前、后、左后、右后四个位置各有一个观察者，当汽车鸣笛发出频率为f的声波时，四个观察者接收到声波的频率不同，下列说法正确的是（　　） A．出现该现象的原因是声波发生了干涉 B．汽车前方的观察者接收到声波的频率等于f C．汽车后方的观察者接收到声波的频率小于f D．单位时间内通过汽车左后方、右后方的观察者的密部的数目均为f 【解答】解：A.这种多个观察者接收到声波频率不同的现象是多普勒效应，而声波干涉是两列或多列声波叠加产生的强弱相间的现象，并非此处的成因，故A错误。 B.汽车向前匀速行驶，前方的观察者与汽车是相互靠近的关系，观察者接收到的声波频率会大于波源发出的频率f，故B错误。 C.汽车后方的观察者与汽车是相互远离的关系，观察者接收到的声波频率会小于波源发出的频率f，故C正确。 D.汽车左后方、右后方的观察者与汽车存在相对运动，单位时间内通过他们的密部（波峰）数目会发生变化，不再是波源发出的频率f，故D错误。 故选：C。 【例3】（2025•襄阳三模）我国研制的“复兴号动车组”首次实现了时速350km/h的自动驾驶，此时多普勒效应会影响无线通信系统稳定，这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图一辆行驶的动车组发出一频率为f0、持续时间为Δt0的通讯信号，与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率和持续时间分别为fA、ΔtA和fB、ΔtB，下列判断正确的是（　　） A．fA＞f0，ΔtA＜Δt0 B．fA＜f0，ΔtA＞Δt0 C．fB＞f0，ΔtB＞Δt0 D．fB＜f0，ΔtB＜Δt0 【解答】解：根据多普勒效应，远离声源的接收者接到的频率小于声源发声的频率，接近声源的接收者接到的频率大于声源发声的频率，则fA＞f0，fB＜f0，故TA＜T0，TB＞T0，所以ΔtA＜Δt0，ΔtB＞Δt0，故A正确，BCD错误。 故选：A。 【例4】（2025•佛山模拟）两船相距14km，一位同学在甲船上敲响水里的一口钟，发出的钟声频率为200Hz，同时点亮船上的灯，乙船上的同学在看到甲船灯光10s后，通过水里的听音器听到了水下的钟声，忽略光的传播时间，下列关于声波说法正确的是（　　） A．该声波为横波 B．该声波在水中传播的波长为7m C．测得声音在水中的速度为2.8km/s D．若乙船向声源方向快速运动，接收到的钟声频率不变 【解答】解：A．声波是纵波，故A错误； C．测得声音在水中的速度为，故C错误； B．该声波在水中传播的波长为，故B正确； D．若乙船向声源方向快速运动，即与波源的距离减小，则根据多普勒效应可知，接收到的钟声频率变大，故D错误。 故选：B。 【例5】（2025•江苏二模）振动和波存在于我们生活的方方面面，如图所示关于下列几幅图片描绘的情景分析不正确的是（　　） A．图甲救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率不同 B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越短效果越好 C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤 D．图丁是干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍 【解答】解：A．甲救护车向右运动的过程中，根据多普勒效应，A人听到警笛声的频率增大，B人听到警笛声的频率减小，所以A、B两人听到警笛声的频率不同，故A正确； B．图乙要在大山后面的房舍内收听到广播，发射台发出的信号波长越长效果越好，因为障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多，波将发生明显的衍射现象，故B错误； C．图丙在发射载人宇宙飞船时，火箭要产生较强的超低频振动，由于该频率与人体内脏和身躯的固有频率接近，所以容易使人体器官发生共振，造成人体器官的损伤，故C正确； D．根据波的干涉原理知，波长为的声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍，故D正确。 本题选不正确的，故选：B。 知识点梳理2：多普勒效应的应用 1．利用多普勒测速仪测速 交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。 2．利用超声波测血流速度 医生向人体内发射频率已知的超声波，测出被血管中的血流反射后的波的频率变化，就可知道血流的速度。 3．利用光波的频率变化，计算星球靠近或远离我们的速度。 拓展：红移现象 测量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，可测得星球靠近或远离地球的速度。若星球远离我们运动，接收到的光波的频率变小，谱线就向频率小的红端移动，这种现象称为红移现象。 例题精讲： 【例6】（2025•徐州一模）如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的咖声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是干涉现象 B．左侧波的频率小于右侧波的频率 C．前侧波的频率大于后侧波的频率 D．单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 【解答】解：A.题图表示的是多普勒效应，故A错误； BCD.根据波的图样可知，前侧形成的波纹比较密，后侧形成的波纹比较稀疏，由多普勒效应可知，前侧波的频率大于后侧波的频率，左侧波的频率等于右侧波的频率，救护车向前运动，单位时间内前侧接收的完全波个数比后侧的多，故C正确，BD错误。 故选：C。 【例7】（2025春•朝阳区校级期末）汽车无人驾驶技术使用毫米波雷达发射和接收无线电波，再通过回波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f′，则（　　） A．当f＝f'时，表明前车与无人车速度相同 B．当f＝f'时，表明前车一定处于静止状态 C．当f'＞f时，表明前车一定在加速行驶 D．当f'＜f时，表明前车一定在减速行驶 【解答】解：根据多普勒效应，当波源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的波的频率和波源的频率相等。 AB.故当f＝f'时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误； C.当f'＞f时，无人车接收到的波的频率增大，说明两车距离减小，表明前车相对无人车在减速行驶，故C错误； D.当f′＜f时，无人车接收到的波的频率减小，说明两车距离增大，表明前车相对无人车在加速行驶，故D错误。 故选：A。 【例8】（2025•浙江模拟）光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，关于光学现象下列说法正确的是（　　） A．甲图，夏天高速公路上看到远处的路面好像水面且格外明亮，这是光的干涉现象 B．乙图，相机镜头呈绿色，是因为增透膜的厚度为绿光在真空中的波长四分之一 C．丙图，全息照相电影技术利用了光的偏振特性 D．丁图，DNA的双螺旋结构是通过X射线的衍射现象建立起来的模型 【解答】解：A、甲图，夏天高速公路上看到远处的路面好像水面且格外明亮，这是光的全反射现象，故A错误； B、乙图，相机镜头呈绿色，是因为增透膜的厚度为绿光在增透膜中的波长的四分之一，故B错误； C、丙图，全息照相电影技术利用了光的干涉现象，故C错误； D、丁图，DNA的双螺旋结构是通过X射线的衍射现象建立起来的模型，故D正确。 故选：D。 【例9】（2025•保定一模）如图所示为医用颈部脑血流检测仪。探头发出的超声波穿过颅骨到达血管中，超声波经反射后被探头接收，达到检查大脑主要动脉血流速度和方向的目的。下列说法正确的是（　　） A．探头发出的高频超声波与血流方向一致时检测效果较好 B．探头发出的高频超声波与血流方向垂直时检测效果较好 C．若探头接收到的信号频率比发出的信号频率高，说明测量的一定是同向血流速度 D．若探头接收到的信号频率比发出的信号频率低，说明测量的一定是反向血流速度 【解答】解：AB、颈部脑血流检测仪探头发出的高频超声波经反射后，探头通过检测反射波的频率来推断血流速度，因此探头发出的高频超声波与血流方向一致时检测效果较好，垂直时效果较差，故A正确，B错误； C、若探头接收到的信号频率比发出的信号频率高，说明二者的间距在缩小，表明血流速度方向与发射的方向是相反的，故C错误； D、若探头接收到的信号频率比发出的信号频率低，说明二者的间距在增大，则血流速度方向与发射的方向可能相同也可能相反，故D错误。 故选：A。 【例10】（2025•厦门校级模拟）动车在运行时需要和通信基站保持持续联系，以保障动车的安全运行。如图所示，一列向右高速行驶的动车持续发出频率为f0的信号，通信基站A、B分别位于动车两侧，三者位于同一直线上。下列说法正确的是（　　） A．基站A接收到的信号频率大于f0 B．基站B接收到的信号频率等于f0 C．基站A接收到的信号频率小于基站B接收到的信号频率 D．基站A接收到的信号频率等于基站B接收到的信号频率 【解答】解：动车远离基站A，驶近基站B，根据多普勒效应可知，基站A接收到的频率小于f0，基站B接收到的频率大于f0，即基站A接收到的信号频率小于基站B接收到的信号频率，故C正确，ABD错误。 故选：C。 课后提优练习 一．选择题（共10小题） 1．（2025春•保定月考）汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制系统，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。汽车使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过波的时间差和多普勒效应导致的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f'，下列说法正确的是（　　） A．若f′＝f，则无人车应加速跟上去 B．若f′＝f，则无人车应减速以保持车距 C．若f′＞f，则无人车应减速以保持车距 D．若f′＜f，则说明前车正在减速 【解答】解：AB、当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等。若f′＝f时，说明两者之间的距离不变，表明前车与无人车的速度相同，无人车不用加速或减速，故AB错误； C、若f′＞f，说明两者之间的距离减小，则无人车应减速以保持车距，故C正确； D、若f′＜f，说明接收到的频率减小，说明两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误。 故选：C。 2．（2025春•沧州月考）如图所示是杭州的美景——西湖，环绕湖边著名的“西湖十景”，自然与人文相互映衬，组成了杭州旅行的核心地带。关于西湖中的水波现象，下列说法正确的是（　　） A．用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象 B．湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的干涉现象 C．要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小 D．游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低 【解答】解：A、声呐探测湖底某处的深度，利用了波的反射现象，故A错误； B、湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的衍射现象，故B错误； C、要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小，故C正确； D、游艇鸣笛减速向我们驶来时，由多普勒效应可知，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，故D错误。 故选：C。 3．（2025•河北模拟）歼﹣20（图甲）是我国现役的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的隐形第五代制空战斗机，图乙为歼﹣20某次执行任务水平飞行时的示意图，图中一系列圆表示歼﹣20不同时刻发出的声波所到达的位置，这些圆相切于一点，歼﹣20恰处于该点上。下列说法正确的是（　　） A．歼﹣20正在靠近P点 B．歼﹣20的速度与它发出声波的速度大小相等 C．Q处速度为零的观察者接收到声波的频率等于歼﹣20发出声波的频率 D．P处速度为零的观察者接收到声波的频率高于Q处速度为零的观察者接收到声波的频率 【解答】解：A、观察可知，歼﹣20发出的声波在后方形成密集的波阵面，前方波阵面稀疏，这表明歼﹣20正在远离P点，故A错误； B、歼﹣20恰处于这些圆的同一切点上，说明歼﹣20与它发出的声波在相等时间内向右运动的距离相等，故两者速度大小相等，故B正确； C、歼﹣20远离Q点，该处速度为零的观察者接收到声波的频率小于歼﹣20发出声波的频率，故C错误； D、看到图中飞机远离P处和Q处的情况，且飞机相对P处远离的速度更大，根据多普勒效应，P处速度为零的观察者接收到声波的频率低于Q处速度为零的观察者接收到声波的频率，故D错误。 故选：B。 4．（2025春•沈阳校级月考）发现波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率会发生变化，并研究其规律的科学家是（　　） A．开普勒 B．多普勒 C．康普顿 D．普朗克 【解答】解：A、开普勒：主要贡献在天文学领域，发现行星运动三大定律，与波的频率变化无关，故A错误； B、多普勒：奥地利物理学家，多普勒效应的提出者。该效应描述了波源与观察者相对运动时，观察者接收到的波频率变化的规律，故B正确； C、康普顿：因发现“康普顿效应”闻名，属于量子物理范畴，与频率变化的规律无关，故C错误； D、普朗克：量子力学奠基人，提出“能量量子化”概念，解释黑体辐射问题，与波的频率变化无关，故D错误。 故选：B。 5．（2025春•和平区校级期中）下列说法正确的是（　　） A．波的干涉图样中振动加强点相对平衡位置的位移是两列波的振幅之和 B．在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度 C．当障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，机械波会发生明显的衍射现象 D．向人体内发射频率已知的超声波，测出被血流反射后波的频率，就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，是利用了多普勒效应原理 【解答】解：A、波的干涉图样中振动加强点是指两列波引起的振动总是同向的，其振幅是两列波的振幅之和，但加强点相对平衡位置的位移是随时间变化的，不是始终等于两列波的振幅之和，故A错误； B、在波的传播方向上，质点在平衡位置附近做简谐运动，其振动速度是不断变化的，而波的传播速度是由介质决定的，与质点的振动速度无关，故B错误； C、当障碍物或孔的尺寸比波长小得多，或者和波长差不多时，机械波会发生明显的衍射现象，故C错误； D、向人体内发射频率已知的超声波，测出被血流反射后波的频率，就能知道血流的速度，这是利用了多普勒效应原理。当声源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会发生变化，通过测量这种频率变化可以计算出血流的速度，故D正确。 故选：D。 6．（2025•广东开学）如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在t＝1s时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴正方向传播，波速为3m/s B．该波可以与另一列频率为0.5Hz的波发生干涉 C．波在传播过程中遇到100m尺度的障碍物能发生明显的衍射 D．某人向着该波源运动时观测到的频率小于0.5Hz 【解答】解：A.从乙图可知，t＝1s时刻，P质点正在平衡位置向y轴正方向运动，由同侧法可知，波沿x轴正方向传播；又λ＝4m，T＝2s，由v，可得v＝2m/s，故A错误； B.波的周期T＝2s，频率fHz＝0.5Hz，根据干涉发生的条件可知，则与其发生干涉的波的频率也为0.5Hz，故B正确； C.发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长短或相差不多，此波波长为4m，而障碍物的尺寸大小100m，则不能发生明显的衍射现象，故C错误； D.由多普勒现象可知，当波源和观察者相互靠近时，观察到的波的频率比波源的频率要高，所以向着波源方向奔跑，观察到的波的频率大于0.5Hz，故D错误。 故选：B。 7．（2025春•浙江期中）海豚具有一种回声定位的特殊本领，下列说法中正确的是（　　） A．不同海豚发出不同频率的超声波在相遇时可能产生稳定的干涉 B．海豚发出的超声波从海水传播到空气中后，其波长会变长 C．海豚产生高频的超声波目的是便于精准定位微小的猎物 D．海豚接收到回声的频率变低时，能判断出正在靠近它的猎物 【解答】解：A、产生稳定干涉的条件是两列波频率相同、相位差恒定、振动方向相同。不同海豚发出不同频率的超声波，不满足频率相同这一条件，所以不可能产生稳定的干涉，故A 错误； B、超声波从海水传播到空气中，波速v变小，频率f不变。根据波长公式 可知波速变小，频率不变，波长会变短，故B错误； C、高频的超声波波长短，遇到微小猎物时，更容易发生反射，从而便于海豚精准定位微小的猎物，故C正确； D、根据多普勒效应，海豚接收到回声的频率变低时，说明猎物正在远离它，而不是靠近它，故D错误。 故选：C。 8．（2025春•沙河口区校级期中）下列说法正确的是（　　） A．图甲电子束穿过铝箔后的衍射图样，说明了光的波动性 B．图乙中，声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小 C．图丙中，使摆球A先摆动，则摆动后B球的周期比C球的周期大 D．康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，会把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短 【解答】解：A、图甲电子束穿过铝箔后的衍射图样，说明了电子的波动性，而不是光的波动性，故A错误； B、图乙中，声源远离观察者时，根据多普勒效应，观察者接收到的声音频率减小，故B正确； C、图丙中，使摆球A先摆动，B、C球做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，所以B球和C球的周期相同，都等于A球摆动的周期，故C错误； D、康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，会把一部分动量转移给电子，根据 光子动量减小，波长变长，故D错误。 故选：B。 9．（2025春•天河区校级月考）一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机振动的频率始终不变，从听到声音至飞机飞临该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调（即频率）（　　） A．不变，且一直与飞机实际发出的声音音调相同 B．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调低 C．不变，且一直比飞机实际发出的声音音调高 D．一直比飞机实际发出的声音音调高 【解答】解：飞机和人的关系如图所示， 其中S为飞机，P为该同学．根据运动的合成和分解原则，把飞机的速度分解为两个速度，v1＝vcosθ，v为飞机水平速度，v1为靠近同学的速度，随着飞机飞临该同学头顶，θ角逐渐增大，容易看出v1逐渐减小，故他听到的飞机声音的音调是变的，但始终比飞机实际发出的声音音调高，故ABC错误，D正确。 故选：D。 10．（2025•江苏模拟）如图a所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A．该波正在向x轴负方向传播，波速为20m/s B．经过0.35s后，质点Q经过的路程为1.4m，且速度最大，加速度最小 C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为5m的障碍物，不能发生明显的衍射现象 D．若波源向x轴负方向运动，在x＝10m处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为6Hz 【解答】解：A.在图b中，t＝0时刻P正向上振动，在图a中，根据波形平移法可知波正在向x轴正方向传播，该波的波长和周期分别为λ＝4m，T＝0.2s，所以波速为： v 代入数据得：v＝20m/s，故A错误； B.由图a可知质点的振幅A为0.2m， t＝0.35s＝TT 所以经过0.35s后，质点Q经历的路程为： s＝7A 代入数据得：s＝1.4m 此时质点Q到达平衡位置，速度最大，加速度最小，故B正确； C.该波的波长为4m，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为5m的障碍物，波长与障碍物尺寸相差不多，能发生明显衍射现象，故C错误； D.该波的频率为： f 代入数据得：f＝5Hz 若波源向x轴负方向运动，波源与接收器间的距离增大，产生多普勒效应，在x＝10m处的接收器接收到的波源频率减小，频率一定小于5Hz，故D错误。 故选：B。 2 学科网（北京）股份有限公司 $