3.第5节 多普勒效应-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

该高中物理课件围绕“多普勒效应”核心知识点，通过“自主建构·认知导学”模块，从波源与观察者相对静止、远离、靠近三种情境切入，结合教材引读与知识生成，搭建频率变化规律的认知支架，衔接波动学基础知识。 其特色在于融合科学思维与科学探究，通过对比分析三种运动情境培养科学推理能力，设置诊断自评题强化科学论证，课后分层练结合超声图像案例深化应用。这既助学生形成物理观念，又为教师提供结构化教学资源，提升课堂效率。

第 5 节 多普勒效应 1 第 页 1 学习目标 2 第 页 2 自主建构·认知导学 深度探析·思维进阶 目标达成·课堂评价 目录 课后分层练 第 页 3 教材引读 知识生成 频率 一定 等于 减少 变小 增加 增加 频率变化的多少 频率变化 静止时发光的频率 诊断自评 × × √ √ 探究深化 探究深化 课后分层练（十七） 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9 11 结合生活现象，了解什么是多普勒效应，区分波的频率与接收波的频率。 通过多普勒效应演示实验、模拟实验，理解多普勒效应的形成原因，知道接收 频率与相对运动的关系。 了解多普勒效应在科技生活中的广泛应用，会用多普勒效应解释相关的物理现象。 1．结合生活实例说一说，什么是多普勒效应？ 2．观察者听到的频率与观察者和波源间的相对运动有什么关系？怎样理解这种关系？ 3．多普勒效应在科学技术中有哪些应用？ 一、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 都会发生变化的现象。 二、多普勒效应产生的原因 三、多普勒效应的应用 (1)测量汽车速度 交通警车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 就能知道车辆的速度。 (2)测量血液流速 向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的 ，就能知道血流的速度。 (3)测量星球速度：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 对照，可得到星球靠近或远离我们的速度。 1．判断下列说法是否正确 (1)多普勒效应是1842年由奥地利物理学家多普勒发现的。 ( ) (2)发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化。 ( ) (3)火车从远处靠近观察者，火车的音调越来越高。 ( ) (4)只有声波才能发生多普勒效应。 ( ) 2．如图表示产生机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的实线表示波峰。该图表示多普勒效应现象，观察到波的频率最高和最低的位置分别是________、________。 提示：A　B 提示：1.警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低。 2．实际上警笛发出的音调不会变化。 3．警车与人的相对位置发生了变化 能力点1 对多普勒效应的理解 警车鸣笛从身边飞速驶过，在警车靠近和远离的过程中，会听到警笛的声音在变化。 问题1：听到警笛的音调怎样变化？ 问题2：实际警笛发出的音调会变化吗？ 问题3：听到警笛音调发生变化的原因是什么？ 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到B或者由A到C 由A到B时，f观察者>f波源，音调升高； 由A到C时，f观察者<f波源，音调降低 观察者A不动，波源S运动，由S到S2，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。 波源接近观察者，f观察者>f波源，音调升高； 波源远离观察者，f观察者<f波源，音调降低 【典例1】 (多选)如图所示表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰。已知波源的频率为f0，则下列说法正确的是(　　 ) A．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但大于f0 B．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于f0 C．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于f0 D．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于f0 解析：选BC。由题给波形图可知，波源P向右运动，当波源和观察者间距变大时，观察者接收到的频率一定比波源频率低，故其频率小于f0；当波源和观察者间距变小时，观察者接收到的频率一定比波源频率高，故其频率大于f0。又因为波源P做匀速运动，所以在图中A点或B点接收到的频率是定值，A、D错误，B、C正确。 【思维进阶】 在“典例1”中，若波源P向右做加速运动，则观察者在A点和B点接收到的频率如何变化？ 提示：观察者在A点接收到的频率在减小，且始终小于f0；在B点接收到的频率在增大，且始终大于f0。 ►规律方法：怎样判断多普勒效应中接收频率的变化情况 (1)根据波源和观察者间的距离增加或减小情况，判断接收到的频率是大于波源的频率还是小于波源的频率。距离增加时接收到的频率小于波源的频率，距离减小时接收到的频率大于波源的频率。 (2)根据波源和观察者间的距离增加或减小的快慢情况，判断接收到的频率是在增加还是在减小。如距离增加得越来越快时，接收到的频率在变小；距离增加得越来越慢时，接收到的频率在变大，但始终小于波源的频率。 提示：1.越来越近。 2．观察者接收到的频率与波源的频率、波源与观察者的相对运动有关。 能力点2 多普勒效应现象的应用 美国霍普金斯大学利用多普勒效应对一颗人造卫星进行了跟踪试验。 问题1：试验发现地球接收信号频率增加，说明卫星离地球越来越近还是越来越远？ 问题2：观察者接收到的频率与哪些因素有关？ 关于多普勒效应应用的理解 (1)多普勒效应应用的是接收到的频率与波源的频率不同的现象，不是接收波的强度变化的现象。 (2)接收到的频率发生变化的原因是观察者和波源的相对位置在变化，而波相对介质的传播速度不变。 【典例2】 (2025·江苏镇江期中)医用“彩超”的原理是多普勒效应，用探头向人体内发射频率为f0的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被探头接收，根据接收频率f1，得到血液的流向。下列说法正确的是(　　 ) 血液流向探头，f1等于f0 B．血液远离探头，f1小于f0 C．血液流向探头，f1小于f0 D．血液远离探头，f1大于f0 解析：选B。根据多普勒效应特点可知，当血液流向探头时，接收频率大于发射频率，即f1>f0；当血液远离探头时，接收频率小于发射频率，即f1<f0，故B正确。 【典例3】 平直公路上，甲乙两汽车正在匀速靠近测速仪，两车速度v甲>v乙。测速仪发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动距离的图像正确的是(　　 ) 解析：选A。由于汽车匀速靠近测速仪，故汽车反射波的频率f恒定且大于发出波的频率f0，而v甲>v乙，则有f甲>f乙，故A正确。 1．一乘客伫立在站台，列车持续鸣笛(频率固定)通过站台时，从靠近到远离站台过程中，该乘客听到鸣笛声的频率变化情况是(　　 ) A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 解析：选C。乘客伫立在站台，一列正在鸣笛的高速火车靠近他的过程中，距离越来越小，乘客感知的音调逐渐变高，即该乘客听到鸣笛声的频率增大；火车离他而去，距离越来越远，乘客感知的音调逐渐变低，即该乘客听到鸣笛声的频率减小，故C正确。 2．(2025·河北石家庄期末)停在海面的驱逐舰向驶近的潜艇发射某频率的超声波，并接收该潜艇反射回的超声波。若不考虑海水流动对超声波的影响，则与发射的超声波相比(　　 ) A．潜艇接收到的超声波频率变小，波速不变 B．潜艇接收到的超声波频率变大，波速变大 C．驱逐舰接收到的超声波频率变大，波速不变 D．驱逐舰接收到的超声波频率变小，波速变小 解析：选C。停在海面的驱逐舰向驶近的潜艇发射某频率的超声波，根据多普勒效应可知，与发射的超声波相比潜艇和驱逐舰接收到的超声波频率变大；由于机械波的波速只由介质决定，所以波速不变，故C正确。 3．(多选)如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　 ) A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低 解析：选AD。女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她就能感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到音调变低，A、D正确，B、C错误。 1．(多选)(2025·广东广州期末)老师把发出固定频率声音的蜂鸣器固定在竹竿上，举起并在头顶做圆周运动。如图，当蜂鸣器从A转动到B的过程中，下列说法正确的是(　　 ) A．甲同学听到蜂鸣器声音的频率在增大 B．甲同学听到蜂鸣器声音的频率在减小 C．乙同学听到蜂鸣器声音的频率在增大 D．乙同学听到蜂鸣器声音的频率在减小 解析：选BC。蜂鸣器从A转动到B的过程中，蜂鸣器远离甲，根据多普勒效应可知，甲同学听到蜂鸣器声音的频率在减小，故A错误，B正确；蜂鸣器从A转动到B的过程中，蜂鸣器靠近乙，根据多普勒效应可知，乙同学听到蜂鸣器声音的频率在增大，故C正确，D错误。 2．(多选)关于甲、乙两幅图片描述情景说法正确的是(　　 ) A．图甲主动降噪技术主要利用了波的反射原理 B．图甲主动降噪技术主要利用了波的干涉原理 C．图乙“彩超”检查心脏病变主要利用了超声波的衍射原理 D．图乙“彩超”检查心脏病变主要利用了超声波的多普勒效应 解析：选BD。图甲主动降噪技术主要利用了波的干涉原理，在相位上差180度的奇数倍，从而互相干涉而抵消，故A错误，B正确；图乙“彩超”检查心脏病变主要利用了超声波的多普勒效应，故C错误，D正确。 3．固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可形成水波。振动片在水面上沿x轴匀速移动时，拍得某时刻波的图样如图所示。下列选项正确的是(　　 ) A．波源向x轴负方向运动 B．A位置处波速大于B位置处波速 C．A位置处波速小于B位置处波速 D．A位置处接收到的波的频率小于B位置处接收到的波的频率 解析：选A。左边形成的波纹比较密，右边的稀疏，所以振动片是向左侧移动，故A正确；波速由介质决定，则A位置处波速等于B位置处波速，B、C错误；因波源向左移动，根据多普勒效应，A位置处接收到的波的频率大于B位置处接收到的波的频率，D错误。 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，且每秒连续发射几次。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滑的墙壁飞扑的过程中，下列判断正确的是(　　 ) A．墙壁所接收到的超声脉冲频率等于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：选C。由于蝙蝠和墙壁发生相对运动，且相互靠近，因此墙壁接收到的频率f1大于39 000 Hz，频率为f1的波经墙壁反射后，与蝙蝠相互靠近，因此蝙蝠接收到反射波的频率f2＞f1，C正确。 5．(2025·江苏无锡检测)如图所示，声源S连续发射频率一定的声波，与S共面的圆周上有四个静止的观察者a、b、c、d，当声源以一定的速度由a向b运动的过程中，接收到的频率始终高于声源发射的频率的观察者是(　　 ) A．a B．B C．c D．d 解析：选B。根据多普勒效应可知，当声源靠近观察者时观察者接收到的频率大于声源发出的频率，则声源由a向b运动的过程中，观察者a接收的频率始终低于声源发射的频率，观察者c和d接收的频率先大于后小于声源发射的频率，接收到的频率始终高于声源发射的频率的是观察者b，故B正确。 6．列车静止时，静止的观察者听到列车上发出频率一定的声音。下列情况中，观察者会听到这个声音的音调变高的是(　　 ) A．观察者静止，列车远离观察者行驶 B．列车静止，观察者乘汽车向着列车运动 C．观察者乘坐该列车，列车在向前加速运动 D．观察者乘坐该列车，列车在向前减速运动 解析：选B。观察者静止，列车远离观察者行驶，根据多普勒效应可知，观察者会听到这个声音的音调变低，故A错误；列车静止，观察者乘汽车向着列车运动，根据多普勒效应可知，观察者会听到这个声音的音调变高，故B正确；观察者乘坐该列车，列车在向前加速运动，由于观察者与列车保持相对静止，则观察者会听到这个声音的音调不变，故C错误；观察者乘坐该列车，列车在向前减速运动，由于观察者与列车保持相对静止，则观察者会听到这个声音的音调不变，故D错误。 7．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 解析：选B。圆的位置逐渐右移，说明歼­20的运动方向向右，正在远离P点，故A错误；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，所以两者速度大小相等，故B正确；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；歼­20发出的声波在各方向上速度相同，由题图乙可知，处于P点的观察者单位时间内接收到完整波的个数最少，故D错误。 8．固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可以形成水波，某时刻拍得一幅如图所示的照片。由照片可知(　　 ) A．金属丝正向右移动 B．金属丝在水面上左右振动 C．单位时间内通过a点的波数比b点多 D．水波向左传播的速度大 解析：选C。根据水波的波纹可知，左边形成的波纹比较密，所以金属丝是向左移动，故A错误；水波的振幅是上下的，故金属丝在水面上下振动，故B错误；波源向左运动，根据多普勒效应，可知左侧的波长变短，速度不变，所以在单位时间内通过a点的波数比b点多，故C正确；波的传播速度取决于介质，所以金属丝两侧水波传播的速度一样大，故D错误。 9．(2025·浙江杭州期末)如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s。下列说法正确的是(　　 ) A. 从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置 B．从图示时刻开始，经0.01 s时间x＝2 m处质点通过的路程为0.4 m C．若该波波源从x＝0处沿x轴正方向运动，则在x＝2 000 m处接收到的波的频率将小于50 Hz D．该波传播过程中遇到宽约为3 m的障碍物，不能发生明显的衍射现象 解析：选B。波沿x轴正方向传播，根据波形平移法可知，题图示时刻质点a、b均向y轴负方向振动，故质点a比质点b先回到平衡位置，故A错误；根据题图知波长为4 m，则周期为T＝＝0.02 s，由于Δt＝0.01 s＝T，可知从图示时刻开始，经0.01 s时间x＝2 m处质点通过的路程为s＝2A＝40 cm＝0.4 m，故B正确；波的频率为f＝＝50 Hz，由于波源从x＝0处沿x轴正方向运动，在靠近接收者，根据多普勒效应可知在x＝2 000 m处接收到的波的频率将大于50 Hz，故C错误；波发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，该波的波长为4 m，则该波传播过程中遇到宽约为3 m的障碍物，能发生明显的衍射现象，故D错误。 10．公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低。 (1)若该路段限速为100 km/h，则轿车是否超速？ (2)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的波的频率应怎样变化？ 解析：(1)巡警车接收到的频率低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离；而巡警车车速恒定，以100 km/h的速度在轿车后面行驶，可判断轿车车速比巡警车车速大，故该车超速。 (2)若该轿车以20 m/s的速度行进，此时巡警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的电磁波的频率应比发出时高。 答案：(1)超速　(2)比发出时高 11．(生活中多普勒效应现象的综合分析)机场附近每天都能听到飞机发动机的轰鸣声，一位父亲带着孩子散步的过程中，有一架飞机从上空匀速驶过，如图所示，问飞机从图中A位置到B位置过程中，他们所听到的轰鸣声的频率如何变化(　　 ) A．一直增大 B．一直减小 C．先增大，后减小 D．先减小，后增大 解析：选B。将飞机的速度分解，如图所示，当飞机飞近人时，飞机朝向人的速度为v1＝v cosα，α越来越大，则v1越来越小，故人听到轰鸣声的频率越来越低，但总是f听>f源；当飞机远离人时，飞机背离人的速度v3＝v cos α，α越来越小，则v3越来越大，即人听到轰鸣声的频率越来越低，且总是f听<f源。综上可知，在飞机从A位置到B位置的过程中，人听到的轰鸣声的频率是越来越低的，故B正确。 $