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

本高中物理讲义聚焦“多普勒效应”核心知识点，先阐释波源与观察者相对运动时接收频率变化的现象及成因，通过表格系统梳理二者静止、观察者运动、波源运动三种情况下的频率与音调关系，再延伸至测速、彩超、红移等应用，构建“概念-原因-关系-应用”的完整学习支架。 该资料采用“概念辨析+情境应用”设计，表格对比不同相对位置的波面与频率变化培养科学思维中的模型建构，例题结合车辆会车、彩超检查等情境引导科学推理提升探究能力。课中辅助教师用实例突破抽象概念，课后精练覆盖多应用场景助学生查漏补缺，强化知识迁移。

3.5 多普勒效应 题型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。 3．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 4.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】 1．一重型货车通过某大桥，在与对向车辆会车时，双方鸣笛示意，有关上述场景，下列说法正确的是（　　） A．不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B．高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 C．相同条件下，频率低的声波比频率高的声波更容易发生衍射现象 D．重型货车通过某大桥时引起大桥的抖动，这一定是共振现象 2．关于波的反射、折射、衍射、干涉及多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．超声波雷达的工作原理是波的折射 B．频率不相同的两列波也能发生干涉 C．当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应 D．“未见其人先闻其声”，说明声波也能发生衍射 3．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率不变，波源的频率发生了变化 B．只有当观察者和波源速度相同时才能发生多普勒效应 C．当波源与观察者相对运动时，观察者接收到的频率变大，波源的频率不变 D．救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率会变大 4．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；③围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；④声呐系统，用于探测海中的物体，这些物理现象分别属于波的（　　） A．衍射、多普勒效应、干涉、反射 B．衍射、干涉、多普勒效应、折射 C．折射、干涉、多普勒效应、反射 D．衍射、折射、多普勒效应、干涉 5．下列现象中，可以用多普勒效应解释的是（　　） A．在空旷的山谷大喊能听到回音 B．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音 C．超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化 D．水塘里，微风激起的水波遇到小石头、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播 6．（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 7．（多选）下列说法正确的是（　　） A．图①为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时c点正处于平衡位置且向下运动 B．图②俯视图中，S为在水面上上下振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，要使A处水也能发生明显振动，则波源S的振动频率应该变小 C．图③是一个单摆做受迫振动振幅A与驱动力的频率f的关系图，由此判断出该单摆摆长约为1m D．图④救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 题型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】 1．汽车无人驾驶技术使用毫米波雷达发射和接收无线电波，再通过因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，表明前车在加速行驶 D．当f′＜f时，表明前车在减速行驶 2．多普勒效应会影响动车组无线通信系统稳定性，这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图一辆高速行驶的动车组发出一频率为f0的信号，与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率分别为fA和fB，下列判断正确的是（　　） A．fA＞f0，fB＞f0 B．fA＜f0，fB＞f0 C．fA＜f0，fB＜f0 D．fA＞f0，fB＜f0 3．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 4．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 5．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 6．（多选）目前，多普勒效应在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．科学家用激光测量同步卫星与地球间的距离运用了多普勒效应原理 B．医院检查身体的“B超”仪运用了多普勒效应原理 C．某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变小 D．交通警察利用超声波的多普勒效应，可以监测汽车是否超速 7．（多选）老师将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听到它发出声音。现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周运动，甲同学和乙同学听到蜂鸣器音调在发生变化。如图所示，当蜂鸣器从A转动到B的过程中，下列判断正确的是（　　） A．蜂鸣器发出声音的频率在变化 B．甲同学听到的蜂鸣器的音调在降低 C．两位同学听到音调在变化是由于蜂鸣器和听众的距离发生变化 D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的 课时精练 1．下列关于多普勒效应、光的偏振及激光的应用中，理解正确的是（　　） A．医用彩超检查心脏血管病变时利用了多普勒效应原理 B．自然光在玻璃表面反射时，反射光不一定是偏振光 C．用激光测量地球到月球的距离，利用的是激光的相干性强这一特点 D．3D电影利用了光的偏振原理，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片 2．下列说法正确的是（　　） A．障碍物的尺寸一定时，波的波长越小衍射会越明显 B．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理 C．波发生折射时，波的频率不变，但波速发生变化 D．湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变小 3．如图所示的现象中，解释成因正确的是（　　） A．单摆中摆球运动到平衡位置时，合力为零 B．水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的全反射引起的 C．两个扩音器放在主席台左右两侧，在操场上有些位置声音大，有些位置声音小，是因为两处声源产生的波发生了衍射 D．疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于声波的振幅变化引起的 4．下列关于机械波的说法中正确的是（　　） A．发生干涉现象时，介质中振动加强点振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零 B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 C．在任意周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅 D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大 5．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 6．蜻蜓在水中“点水”激起的波纹，俗称“蜻蜓点水”，一只蜻蜓在平静的水面上匀速飞行时，两次点水后在水面上激起的波纹，俯视看其形状如图所示，由图可分析出（　　） A．蜻蜓向左飞行，蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小 B．蜻蜓向右飞行，蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大 C．蜻蜓向右飞行，蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小 D．蜻蜓向左飞行，蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大 7．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 8．两船相距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 9．（多选）下列说法正确的是（　　） A．黑体是不向外辐射任何电磁波的理想化模型 B．核电站反应堆中需要用“慢化剂”控制链式反应的速度 C．任何物质都不会在红外线照射下发出可见光 D．光电效应、康普顿效应都可证明光具有粒子性 10．（多选）如图甲，固定有蜂鸣器的滑块在M、N间做简谐运动，O点为平衡位置。小明使用该装置时听到蜂鸣器的频率会变化，为解释该现象查阅资料后发现，当观察者静止时，其接收频率f与波源移动速度v的关系如图乙所示（取波源靠近观察者时速度为正），其中f0为波源频率。现将滑块推至M点由静止释放，小明的耳朵在N点正右侧，已知A、B为关于O点对称的两点，蜂鸣器发声频率为1000Hz，则物块（　　） A．到达N点时，小明听到的频率等于1000Hz B．同向经过A、B两点时，小明听到的频率相同 C．连续两次经过A点时，小明听到的频率相同 D．从M点到N点的过程中，小明听到的频率先大于1000Hz，后小于1000Hz 11．（多选）一室内跑道的对称位置M、N、P、Q的正上方安装了四个相同的扬声器，M、N两点的距离为30m，P、Q两点的距离为25m，如图所示（俯视图）。一运动员沿该跑道进行慢跑训练，当运动员在M、N、P、Q点时，扬声器距离运动员（耳部）的高度均为3m，扬声器持续发出频率为170Hz、强度相同的声音，声波在空气中的传播速度为340m/s。该运动员沿该跑道慢跑一周的过程中，不考虑声音在传播过程中的衰减，下列说法正确的是（　　） A．若仅M、N两处扬声器发声，则运动员听到声音明显变大的次数为54次 B．若仅M、N两处扬声器发声，则运动员听到声音明显变大的次数为27次 C．若仅P、Q两处扬声器发声，则运动员基本听不到声音的次数为44次 D．若仅P、Q两处扬声器发声，则运动员基本听不到声音的次数为42次 第10页（共10页） 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5 多普勒效应 题型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。 3．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 4.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】 1．一重型货车通过某大桥，在与对向车辆会车时，双方鸣笛示意，有关上述场景，下列说法正确的是（　　） A．不同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B．高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 C．相同条件下，频率低的声波比频率高的声波更容易发生衍射现象 D．重型货车通过某大桥时引起大桥的抖动，这一定是共振现象 【答案】C 【解答】解A、两列波发生稳定干涉的必要条件是频率相同、振动方向相同、相位差恒定，不同频率的声波在空气中相遇时仍会叠加，但不能产生干涉，故A错误； B、高频声波和低频声波相遇时频率不同，不能发生干涉现象，故B错误； C、相同条件下，频率低的声波比频率高的声波波长更长，更容易发生衍射现象，故C正确； D、重型货车通过某大桥时引起大桥的抖动这是受迫振动，不一定是共振，故D错误。 故选：C。 2．关于波的反射、折射、衍射、干涉及多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．超声波雷达的工作原理是波的折射 B．频率不相同的两列波也能发生干涉 C．当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应 D．“未见其人先闻其声”，说明声波也能发生衍射 【答案】D 【解答】解：A.超声波雷达的工作原理是波的反射，不是折射，故A错误； B.根据波的干涉发生的条件，两列波的频率相同才能发生干涉，故B错误； C.当波源与观察者发生相对运动时，才会发生多普勒效应，故C错误； D.声波波长在1.7cm～17m之间，所以声波可以绕过一般的障碍物，“未见其人先闻其声”，就是声波的衍射现象，故D正确。 故选：D。 3．关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率不变，波源的频率发生了变化 B．只有当观察者和波源速度相同时才能发生多普勒效应 C．当波源与观察者相对运动时，观察者接收到的频率变大，波源的频率不变 D．救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率会变大 【答案】D 【解答】解：A.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率变化，波源的频率不变，故A错误； B.根据多普勒效应的理解，当观察者和波源有相对运动时才能发生多普勒效应，故B错误； C.当波源与观察者相对运动时，观察者接收到的频率可能变大，也可能变小，波源的频率不变，故C错误； D.救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率会变大，故D正确。 故选：D。 4．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；③围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；④声呐系统，用于探测海中的物体，这些物理现象分别属于波的（　　） A．衍射、多普勒效应、干涉、反射 B．衍射、干涉、多普勒效应、折射 C．折射、干涉、多普勒效应、反射 D．衍射、折射、多普勒效应、干涉 【答案】A 【解答】解：①“空山不见人，但闻人语响”属于声波的衍射；②彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速，属于多普勒效应的应用；③围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，属于声波的干涉和叠加；④声呐系统，属于波的反射，故A正确，BCD错误。 故选：A。 5．下列现象中，可以用多普勒效应解释的是（　　） A．在空旷的山谷大喊能听到回音 B．围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音 C．超声波被行进中的车辆反射后，测速仪上接收到的超声波的频率发生变化 D．水塘里，微风激起的水波遇到小石头、芦苇等细小的障碍物，会绕过它们继续传播 【答案】C 【解答】解：A、在空旷的山谷大喊听到回音，是声音的反射现象（回声），并非多普勒效应。故A错误。 B、围绕振动的音叉转一圈听到忽强忽弱的声音，是声波的干涉现象，并非多普勒效应。故B错误。 C、超声波被行进中的车辆反射后，测速仪接收到的超声波频率发生变化，是因为波源（车辆反射的超声波可视为波源）与观察者（测速仪）有相对运动，属于多普勒效应。故C正确。 D、水波绕过细小障碍物继续传播，是波的衍射现象，并非多普勒效应。故D错误。 故选：C。 6．（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 【答案】BD 【解答】解：AB、图甲主动降噪技术主要利用了波的干涉原理，两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱，从而互相干涉而抵消，故A错误，B正确； CD、图乙“彩超”检查心脏病变主要利用了超声波的多普勒效应，这是波源和接受物体相对位置改变而产生的效应，故C错误，D正确。 故选：BD。 7．（多选）下列说法正确的是（　　） A．图①为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加，实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时c点正处于平衡位置且向下运动 B．图②俯视图中，S为在水面上上下振动的波源，M、N为在水面上的两块挡板，要使A处水也能发生明显振动，则波源S的振动频率应该变小 C．图③是一个单摆做受迫振动振幅A与驱动力的频率f的关系图，由此判断出该单摆摆长约为1m D．图④救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 【答案】BC 【解答】解：A、c点是波峰和波谷叠加，两列波的振动相互抵消，即c点处于平衡位置不动，故A错误； B、要使A处水也能发生振动，要求波要发生衍射，由波长越长越容易衍射，可知λ＝vT，由于v相同，频率越小，波长越长，波越容易发生衍射，因此要使A处水也能发生振动，则波源S的频率应该变小，故B正确 C、由图③知当时f＝0.5Hz发生共振，则单摆的周期T，解得T＝2s，结合T＝2π，解得L＝1m，故C正确； D、图④救护车向右运动的过程中，根据多普勒效应可知，A听到警笛声的频率变高，B听到警笛声的频率变低，故D错误。 故选：BC。 题型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】 1．汽车无人驾驶技术使用毫米波雷达发射和接收无线电波，再通过因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，表明前车在加速行驶 D．当f′＜f时，表明前车在减速行驶 【答案】A 【解答】解：AB.当声源和观察者之间的距离不发生变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，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，说明接收到的频率增大，两车间距离减小，表明前车相对于后车在减速行驶，故C错误； D.当f′＜f时，说明接收到的频率减小，则两车间距离增大，表明前车相对于后车在加速行驶，故D错误。 故选：A。 2．多普勒效应会影响动车组无线通信系统稳定性，这要求通信基站能分析误差并及时校正。如图一辆高速行驶的动车组发出一频率为f0的信号，与动车组行驶方向在同一直线上的通信基站A、B接收到信号的频率分别为fA和fB，下列判断正确的是（　　） A．fA＞f0，fB＞f0 B．fA＜f0，fB＞f0 C．fA＜f0，fB＜f0 D．fA＞f0，fB＜f0 【答案】D 【解答】解：动车组和基站A靠近，远离基站B，根据多普勒效应可知，基站A接收到的频率变大，基站B接收到的频率变小，即fA＞f0，fB＜f0，故D正确，ABC错误。 故选：D。 3．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 【答案】C 【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。 4．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 【答案】A 【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。 5．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 【答案】C 【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。 6．（多选）目前，多普勒效应在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．科学家用激光测量同步卫星与地球间的距离运用了多普勒效应原理 B．医院检查身体的“B超”仪运用了多普勒效应原理 C．某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变小 D．交通警察利用超声波的多普勒效应，可以监测汽车是否超速 【答案】BD 【解答】解：A．同步卫星与地球间的距离保持不变，激光测距是利用了激光的直线传播原理，故A错误； B．医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，其运用了多普勒效应原理，故B正确； C．某一遥远星球离地球远去，根据多普勒效应，从地球上接收到该星球发出光的频率减小，则波长变长，故C错误； D．根据物体远离或靠近声源，接收到的频率的变化能够测出物体运动的速度大小，所以交通警察利用超声波的多普勒效应，可以监测汽车是否超速，故D正确。 故选：BD。 7．（多选）老师将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听到它发出声音。现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周运动，甲同学和乙同学听到蜂鸣器音调在发生变化。如图所示，当蜂鸣器从A转动到B的过程中，下列判断正确的是（　　） A．蜂鸣器发出声音的频率在变化 B．甲同学听到的蜂鸣器的音调在降低 C．两位同学听到音调在变化是由于蜂鸣器和听众的距离发生变化 D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的 【答案】BC 【解答】解：A、蜂鸣器发出声音的频率是由蜂鸣器本身决定的，与蜂鸣器的运动状态无关，因此频率不变，故A错误； B、当蜂鸣器从A转动到B的过程中，蜂鸣器远离甲同学，根据多普勒效应，甲同学听到的蜂鸣器的音调会降低，故B正确； C、两位同学听到音调在变化，确实是因为蜂鸣器与他们之间的距离在不断变化，导致接收到的声波频率发生变化，故C正确； D、音调的忽高忽低是由多普勒效应造成的，而非波的干涉，故D错误。 故选：BC。 课时精练 1．下列关于多普勒效应、光的偏振及激光的应用中，理解正确的是（　　） A．医用彩超检查心脏血管病变时利用了多普勒效应原理 B．自然光在玻璃表面反射时，反射光不一定是偏振光 C．用激光测量地球到月球的距离，利用的是激光的相干性强这一特点 D．3D电影利用了光的偏振原理，观众戴的眼镜是一对透振方向互相平行的偏振片 【答案】A 【解答】解：A、“彩超”仪器可以检查心脏、大脑和眼底血管病变等，医生向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度。是利用了多普勒效应，故A正确； B、自然光在玻璃、水、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，故B错误； C、可利用激光平行度高的特点来进行精确测距，故C错误； D、观看立体电影时，观众戴的眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片，故D错误。 故选：A。 2．下列说法正确的是（　　） A．障碍物的尺寸一定时，波的波长越小衍射会越明显 B．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，是利用波的折射原理 C．波发生折射时，波的频率不变，但波速发生变化 D．湖中鸣笛的快艇驶近游客的过程中，游客听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变小 【答案】C 【解答】解：A、衍射现象明显的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小，或与波长相差不大，当障碍物尺寸一定时，波的波长越大，衍射现象越明显，故A错误； B、潜水艇利用声呐探测周围物体分布情况，是利用了波的反射原理，通过接收反射回来的声波来获取信息，并非波的折射原理，故B错误； C、波发生折射时，波从一种介质进入另一种介质，波的频率由波源决定，不会发生改变；而不同介质中波速不同，所以波速会发生变化，故C正确； D、依据多普勒效应，当湖中鸣笛的快艇驶近游客时，两者距离减小，游客接收到的声波频率会比波源的发声频率大，而不是变小，故D错误。 故选：C。 3．如图所示的现象中，解释成因正确的是（　　） A．单摆中摆球运动到平衡位置时，合力为零 B．水中的气泡看上去特别明亮，主要是由于光的全反射引起的 C．两个扩音器放在主席台左右两侧，在操场上有些位置声音大，有些位置声音小，是因为两处声源产生的波发生了衍射 D．疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于声波的振幅变化引起的 【答案】B 【解答】解：A、单摆中摆球运动到最低点时，摆球做圆周运动，有向心加速度，合力不为零，故A错误； B、光线从水中射向气泡，是由光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角时会发生全反射，光线经全反射后射出，使水中的气泡看上去特别明亮，故 B 正确； C、两个扩音器放在主席台左右两侧，在操场上有些位置声音大，有些位置声音小，是因为这两个扩音器是两个相干波源，各自发出的声波在空间发生干涉，故C错误； D、疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的，故D错误。 故选：B。 4．下列关于机械波的说法中正确的是（　　） A．发生干涉现象时，介质中振动加强点振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零 B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 C．在任意周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅 D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大 【答案】A 【解答】解：A.干涉时加强点振幅最大，减弱点可能为零，故A正确； B.多普勒效应是波源频率不变，因为波源和接收者之间的距离发生变化，导致接收者收到的频率与波源的频率不相等，故B错误； C.在任意周期内，介质的质点所通过的路程可以大于、等于或者小于振幅，故C错误； D.某一频率的声波，从空气进入水中时，声波进入水中频率不变，波长增大，故D错误。 故选：A。 5．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 【答案】C 【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。 6．蜻蜓在水中“点水”激起的波纹，俗称“蜻蜓点水”，一只蜻蜓在平静的水面上匀速飞行时，两次点水后在水面上激起的波纹，俯视看其形状如图所示，由图可分析出（　　） A．蜻蜓向左飞行，蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小 B．蜻蜓向右飞行，蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大 C．蜻蜓向右飞行，蜻蜓飞行速度比水波传播的速度小 D．蜻蜓向左飞行，蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大 【答案】B 【解答】解：根据图示，蜻蜓连续两次点水过程中激起的波纹，圆圈越小，则时间越短，故飞行方向则为从大圆到小圆，即蜻蜓的飞行方向向右；若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边线上，而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动，所以每个圆都应该是内切的；然而图中O2到O1圆圈边线距离小于O2半径，说明水波O2运动了一段时间，O1水波才到O2圆心，则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大，即蜻蜓向右飞行，且蜻蜓飞行速度比水波传播的速度大，故B正确，ACD错误； 故选：B。 7．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 【答案】A 【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。 8．两船相距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 【答案】B 【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。 9．（多选）下列说法正确的是（　　） A．黑体是不向外辐射任何电磁波的理想化模型 B．核电站反应堆中需要用“慢化剂”控制链式反应的速度 C．任何物质都不会在红外线照射下发出可见光 D．光电效应、康普顿效应都可证明光具有粒子性 【答案】CD 【解答】解：A.黑体虽然不反射电磁波，但是会向外辐射电磁波，即黑体辐射，故A错误； B.核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过控制中子的数量控制链式反应的速度，故B错误； C.根据电磁波谱，可知红外线能量低于可见光，所以任何物质都不会在红外线照射下发出可见光，故C正确； D.光电效应、康普顿效应都说明了光具有粒子性，故D正确。 故选：CD。 10．（多选）如图甲，固定有蜂鸣器的滑块在M、N间做简谐运动，O点为平衡位置。小明使用该装置时听到蜂鸣器的频率会变化，为解释该现象查阅资料后发现，当观察者静止时，其接收频率f与波源移动速度v的关系如图乙所示（取波源靠近观察者时速度为正），其中f0为波源频率。现将滑块推至M点由静止释放，小明的耳朵在N点正右侧，已知A、B为关于O点对称的两点，蜂鸣器发声频率为1000Hz，则物块（　　） A．到达N点时，小明听到的频率等于1000Hz B．同向经过A、B两点时，小明听到的频率相同 C．连续两次经过A点时，小明听到的频率相同 D．从M点到N点的过程中，小明听到的频率先大于1000Hz，后小于1000Hz 【答案】AB 【解答】解：A.小明的耳朵在N点正右侧，到达N点时，物块停止运动，小明听到的频率等于1000Hz，故A正确； B.同向经过A、B两点时，相对于小明的速度大小和方向相同，故小明听到的频率相同，故B正确； C.连续两次经过A点时，相对于小明速度方向不同，故小明听到的频率不相同，故C错误； D.从M点到N点的过程中，物块一直在靠近小明，小明听到的频率一直大于1000Hz，故D错误。 故选：AB。 11．（多选）一室内跑道的对称位置M、N、P、Q的正上方安装了四个相同的扬声器，M、N两点的距离为30m，P、Q两点的距离为25m，如图所示（俯视图）。一运动员沿该跑道进行慢跑训练，当运动员在M、N、P、Q点时，扬声器距离运动员（耳部）的高度均为3m，扬声器持续发出频率为170Hz、强度相同的声音，声波在空气中的传播速度为340m/s。该运动员沿该跑道慢跑一周的过程中，不考虑声音在传播过程中的衰减，下列说法正确的是（　　） A．若仅M、N两处扬声器发声，则运动员听到声音明显变大的次数为54次 B．若仅M、N两处扬声器发声，则运动员听到声音明显变大的次数为27次 C．若仅P、Q两处扬声器发声，则运动员基本听不到声音的次数为44次 D．若仅P、Q两处扬声器发声，则运动员基本听不到声音的次数为42次 【答案】AC 【解答】解：根据波速、波长和频率的关系可知，扬声器发出的声音的波长λ2 m。 若仅M、N两处扬声器发声，运动员在M点时，运动员离M点扬声器的距离s1＝3 m，离N点扬声器的距离约为s2＝30 m，运动员慢跑一周的过程中，到两扬声器间的距离差从27 m变为﹣27 m，再从﹣27 m变为27 m，根据路程差为波长整数倍时振动加强可知，运动员听到声音明显变大的次数为54次。故A正确，B错误； 若仅P、Q两处扬声器发声，运动员在P点时，运动员（耳部）离P点扬声器的距离s3＝3 m，离Q点扬声器的距离约为s4＝25 m，运动员慢跑一周的过程中，到两扬声器间的距离差从22 m变为﹣22 m，再从﹣22 m变为22 m，根据路程差为半波长奇数倍时振动减弱可知，运动员基本听不到声音的次数为44次，故C正确，D错误。 故选：AC。 第10页（共10页） 学科网（北京）股份有限公司 $