3.5 多普勒效应（知识解读）-2025-2026学年高二上学期物理同步知识点解读与专题训练（人教版选择性必修第一册）

3.5 多普勒效应（知识解读）（解析版） •知识点1 多普勒效应 •知识点2 多普勒效应的应用 •作业 巩固训练 多普勒效应 知识点1 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。 （2）当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率。 【典例1】关于多普勒效应，以下说法正确的有（　　） A．只有机械波才能产生多普勒效应 B．电磁波、光波等不能产生多普勒效应 C．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 D．产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化 【答案】D 【详解】A．多普勒效应是波动过程的共有特征，不仅适用于机械波，也适用于电磁波和光波（如光的多普勒效应导致红移或蓝移），故A错误； B．电磁波、光波等同样能产生多普勒效应（例如雷达测速或天文观测中的频率变化），故B错误； C．产生多普勒效应时，波源的频率保持不变，变化的是观察者接收到的频率，故C错误； D．产生多普勒效应的原因是波源与观察者之间的相对运动导致观察者接收到的频率发生变化，而波源频率不变，故D正确。 故选D。 【变式1-1】关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．只要波源在运动，就一定能观测到多普勒效应 B．只要观察者在运动，就一定能观测到多普勒效应 C．只有声波会发生多普勒效应 D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应 【答案】D 【详解】AB．多普勒效应要求波源与观察者之间有相对运动，且运动方向需与波的传播方向存在分量，在圆周运动中，只有当观察者位于圆心时，波源运动方向才始终与波传播方向垂直，则频率不变，故不一定能观测到多普勒效应，故AB错误； C．多普勒效应不仅适用于声波（机械波），也适用于电磁波（如雷达波）和光波（如天文观测中的红移现象），故C错误； D．机械波、电磁波和光波均会发生多普勒效应，故D正确。 故选D。 【变式1-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．衍射、干涉都是波特有的现象 B．任意两列波叠加时均能形成稳定的干涉图样 C．只有光波具有多普勒效应，电磁波不具有多普勒效应 D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象 【答案】AD 【详解】A．衍射、干涉都是波特有的现象，故A正确； B．两列波必须满足频率相等且相位差恒定，才能形成稳定的干涉图样，故B错误； C．任何波都具有多普勒效应，故C错误； D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故D正确。 故选AD。 【变式1-3】（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。据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　） A．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在点向左运动时，她感觉哨声音调变低 D．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变低 【答案】AC 【详解】女同学在荡秋千的过程中，只要她向右靠近甲同学（波源），根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变高；若女同学向左运动过程中，她逐渐远离甲同学，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变低，故选AC。 多普勒效应的应用 知识点2 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，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：医生向人体发射频率已知的超声波，测出被血流反射后的波的频率变化，就可知道血流的速度。 3、计算星球的速度：利用光波的频率变化，计算星球靠近或远离我们的速度。 4、军事应用：脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪等。 【典例2】（多选）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流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，这种方法俗称“彩超”。下列关于“彩超”的说法正确的是（　　） A．“彩超”利用到了多普勒效应 B．“彩超”利用到了机械波的衍射 C．超声波在人体内的传播速度取决于超声波的频率 D．“彩超”的应用说明机械波能传递信息 【答案】AD 【详解】AB．“彩超”利用到了多普勒效应，而不是机械波的衍射，A正确，B错误； C．超声波在人体内的传播速度取决于人体这种介质，与超声波的频率无关，C错误； D．“彩超”的应用说明机械波能传递信息，D正确。 故选AD。 【变式2-1】如图所示，以地面监测站为参考系，绕地心顺时针运动的中国空间站持续发出频率为f的监测电波，地面监测站先后接收到空间站通过A、B位置时的信号频率分别为fA、fB，则（　　） A．fA>f>fB B．fA<f<fB C．fA＝fB<f D．fA＝fB＝f 【答案】A 【详解】多普勒效应中，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率高于波源固有频率；当波源与观察者相互远离时，接收到的频率低于波源固有频率。根据多普勒效应，空间站先后经过A、B位置， 先靠近地面监测站后逐渐远离监测站，所以信号频率在靠近过程增大，在远离过程频率减小，因此fA>f>fB，故选A。 【变式2-2】某巡警车在高速公路上以一定的速度巡查，巡警车向前方在同一车道上的一辆轿车发出一束已知频率的电磁波，结果该电磁波被此辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时的低。此现象属于（　　） A．波的衍射 B．多普勒效应 C．波的干涉 D．波的反射 【答案】B 【详解】巡警车与轿车存在相对运动，导致反射波的频率变化。电磁波发射时，巡警车为波源，轿车为接收者；反射时，轿车变为波源，巡警车为接收者。两次多普勒效应叠加后，接收频率降低，说明两者在相互远离。此现象由相对运动引起的频率变化，属于多普勒效应。 故选B。 【变式2-3】（多选）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（　　） A．插入水中的筷子、看起来折断了 B．阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹 C．驶近站台的火车，汽笛音调变高 D．振动音叉的周围，声音高低相同 【答案】BD 【详解】由题知，该现象属于波的叠加原理。 A．插入水中的筷子看起来折断了是光的折射造成的，与该问题的物理原理不相符，故A错误； B．阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹，是由于光从薄膜上下表面的反射光叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符，故B正确； C．驶近站台的火车汽笛音调变高是多普勒现象造成的，与该问题的物理原理不相符，故C错误； D．振动音叉的周围声音忽高忽低，是声音的叠加造成的干涉现象，与该问题的物理原理相符，故D正确。 故选BD。 1．一同学站在站台上，观察到“瑞龙智行”智能动车组鸣笛匀速通过站台（其速度远远小于声速）。已知笛声的原始频率为f，该同学听到的笛声（　　） A．动车组靠近和远离他时，频率均等于f B．动车组靠近和远离他时，频率均大于f C．动车组靠近他时频率小于f，远离时频率大于f D．动车组靠近他时频率大于f，远离时频率小于f 【答案】D 【详解】根据多普勒效应，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：声源靠近观察者时，接收频率高于原始频率；声源远离观察者时，接收频率低于原始频率。 故选D。 2．渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物，声波在水中传播速度为1 500 m/s，若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波，下列说法正确的是（　　） A．声波由水中传播到空气中，频率会改变 B．声波由水中传播到空气中，波长会改变 C．该声波在水中遇到尺寸约为 1m 的被探测物时会发生明显衍射 D．当鱼群远离探测器运动时，探测器接收到的频率变大 【答案】B 【详解】AB．声波由水中传播到空气中，频率不会发生改变，波速变小，根据可知，波长变小，故A错误，B正确； C．由波速的计算公式有 当声波遇到障碍物的尺寸跟波长相近或者更小时，会产生明显衍射现象，所以该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误； D．探测器发射频率由自身决定，根据声波的多普勒效应，当鱼群远离探测器运动时，探测器接收到的频率变小，故D错误。 故选B。 3．如图，关于波的图像说法正确的是（　　） A．图1为波的折射图样，波在两种介质中传播速率相同 B．图2为波的衍射图样，降低波的频率，衍射更明显 C．图3为波的干涉图样，水面上只要有两个水波的波源就一定能产生干涉 D．图4为多普勒效应图样，此时波源正向右移动 【答案】B 【详解】A．图1为波的折射图样，机械波的传播速度由介质决定，波在两种介质中传播速率不相同，故A错误； B．图2为波的衍射图样，降低波的频率，则波的波长变大，衍射更明显，故B正确； C．图3为波的干涉图样，如果水面上两个水波的波源频率不相等，则不能产生干涉现象，故C错误； D．图4为多普勒效应图样，由图可知左侧波峰更密集，此时波源正向左移动，故D错误。 故选B。 4．如图所示，在地球上的观测点A接收到遥远星球B发出的光，A处观测到的光谱呈现“红移”现象，即接收到的光的波长比星球B发出的光的波长长，则星球B相对于地球的运动可能是沿着方向（    ） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】A 【详解】根据，知若A处观察者接收到的光的波长大于星球B发出的光的真实波长，则A处观察者接收到光的频率小于星球B发出的光的真实频率。根据多普勒效应，可知星球B正在远离A处观察者，结合题图可知星球B相对于地球的运动可能是沿着方向①，故选A。 5．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；③彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；④雷声在云层里轰鸣不绝。这些物理现象分别属于波的（　　） A．衍射、干涉、多普勒效应、反射 B．衍射、多普勒效应、干涉、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 【详解】①“空山不见人，但闻人语响”——声音绕过障碍物传播，使人能听到声音却看不到人，属于波的衍射现象。 ②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱——双股音叉产生两个相干声源，声波叠加形成加强区和减弱区，属于波的干涉现象。 ③彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速——反射波频率因血液运动而改变，属于多普勒效应。 ④雷声在云层里轰鸣不绝——声音在云层间多次反射形成持续回声，属于波的反射现象。 故选A。 6．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击，列车受到周期性的冲击做受迫振动，设计列车运行速度时应考虑到列车的共振问题。某条平直铁路上每根钢轨的长度为，列车的固有频率为，随着列车从车站由静止逐渐加速开出车站，且持续发出鸣笛声，下列说法正确的是（　　） A．列车最佳的行驶速率为 B．列车做受迫振动的振幅逐渐减小 C．列车做受迫振动的振幅与列车速度大小无关 D．静止在站台上的乘客听到列车发出的鸣笛声的频率逐渐减小 【答案】D 【详解】A．列车做受迫振动的驱动频率（冲击频率），为防止列车发生共振，造成安全隐患，设计最佳速率时应避免，故列车最佳的行驶速率不能为，故A错误； B．随着列车从车站由静止逐渐加速开出车站，驱动频率 从0逐渐增加。当 接近固有频率时，振幅增大；当远离时，振幅减小。振幅并非单调变化，可能先增大后减小，故B错误； C．驱动频率与速度成正比，速度v越接近Lf，列车做受迫振动的振幅越大，因此振幅与速度大小有关，故C错误。 D．声源（鸣笛）远离静止观察者（乘客），根据多普勒效应，听到的频率 逐渐减小，故D正确。 故选D。 7．低温为研究物质结构与性质提供了独特的条件。我国“梦天实验舱”上搭载了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，可以制备地面无法实现的以下的超冷原子构成的气体。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子，其热运动速率只有室温下的倍。制备时，先利用激光冷却技术，将原子置于相向传播且频率略不同于原子跃迁能级所对应频率的激光束中运动时，由于多普勒效应，原子受到激光束对其产生的阻力，从而使原子的速度降低。又利用磁场将原子束缚在一定的区域内形成原子团，实现较长时间的原子与激光相互作用。再利用蒸发冷却技术，将原子团中速率较大的原子“蒸发”掉，使温度进一步降低。根据上述信息，下列说法正确的是（　　） A．激光频率一定时，原子质量越大，激光制冷的效果越好 B．在激光束中运动的原子吸收光子的频率等于激光的实际频率 C．与室温下的原子相比，超冷原子更容易发生衍射 D．传播方向与原子运动方向相反的激光的频率应当略高于（h为普朗克常量） 【答案】C 【详解】A．激光制冷效果与原子质量相关。由牛顿第二定律，相同阻力下，质量越大，加速度越小，减速效果差，制冷效果差，故A错误； B．原子因多普勒效应感知的激光频率变化。当原子运动方向与激光相反时，实际吸收频率需略高于激光频率以满足跃迁条件，故吸收频率不等于激光实际频率，故B错误； C．德布罗意波长 ，超冷原子速度小，更长。波长越长，衍射现象越明显，故C正确； D．原子运动方向与激光相反时，需通过多普勒效应使感知频率达到，因此激光实际频率应略低于，而非略高，故D错误。 故选C。 8．测速装置可以向运动的汽车发射一个频率已知的超声波，超声波被运动的汽车反射回来后，根据接收到的频率发生变化，可以测出汽车的运动速度。现有一固定的超声源发出频率为100kHz的超声波，一汽车向超声波迎面驶来，在超声源处接收到从汽车反射回来的超声波，利用拍摄装置测得反射波的频率为110kHz，设声波在空气中的传播速度为340m/s，则汽车行驶的速度为（　　） A．16.2m/s B．30.9m/s C．34.0m/s D．37.4m/s 【答案】A 【详解】设汽车行驶的速度为u，超声波的传播速度为v，当声源及汽车都不动时，拍摄装置接收到声波的频率为 当声波波源不动，汽车驶向声源时，由于声波对汽车的相对速度变为，所以接收到声波频率变为 汽车将此频率声波向超声源反射回去,则汽车相当于一个发出频率为的声波的波源。由于此波源以速度u向接收处运动，所以对接收处而言，声波的波长变短，即 式中、为汽车反射声波的波长及周期，所以超声源处接收到的声波频率为 解得 则 故选A。 9．（多选）下列关于波的说法正确的是（   ） A．机械波传播振动的形式和能量，同时，介质质点也向远处传播出去 B．当波经过障碍物或小孔时，波长越长衍射越明显 C．当两列波产生干涉现象时，某时刻波谷与波谷恰好叠加在一起的位置振动一定加强 D．如果波源与观察者相互靠近，则观察者接收到的频率低于波源的实际振动频率 【答案】BC 【详解】A．机械波传播振动的形式和能量，介质质点并不随波迁移，故A错误； B．当波经过障碍物或小孔时，波长越长衍射越明显，故B正确； C．当两列波产生干涉现象时，波峰与波峰相遇的点、波谷与波谷相遇的点一定是振动加强点，故C正确； D．发生多普勒效应时，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率高于波源的实际振动频率，故D错误。 故选BC。 10．（多选）下面哪些应用是利用了多普勒效应（　　） A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度 B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理 C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去 【答案】ABD 【详解】A．凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可测定遥远星体相对地球远离的速度，故A正确； B．被反射的超声波，相当于一个运动的物体发出的超声波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故B正确； C．铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动情况做出判断，故C错误； D．炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D正确。 故选ABD。 11．（多选）关于图的所示四种情景中， 下列说法中正确的是 （　　） A．图甲中，正在鸣笛的火车通过站台边不动的工作人员时，工作人员听到的笛声音调先变高后变低 B．图乙中， 若将孔 AB 的宽度变大， 则 CD 下方会观察到更明显的衍射现象 C．图丙中，手掌摩擦龙洗盆盆耳使得水花飞溅，是因为手和盆之间的摩擦力较大 D．图丁中， 是两列步调相同的水波的干涉图像， 波面上某个一直处于平衡位置的点， 到两个波源的距离之差的绝对值可能为半波长的 3 倍 【答案】AD 【详解】A．多普勒效应中，火车靠近工作人员时，工作人员听到的笛声频率变高；火车远离时频率变低， A 正确； B．衍射现象的明显程度与孔的宽度和波长的关系有关：孔的宽度越接近波长，衍射越明显；孔越宽，衍射越不明显。因此将孔 AB 宽度变大，CD 下方的衍射现象会更不明显，B 错误； C．手掌摩擦龙洗盆使水花飞溅，是因为摩擦使盆振动，进而引发水的受迫振动（共振），并非 “手和盆之间的摩擦力较大”，C 错误； D．两列步调相同、频率相同的水波发生干涉时，振动始终减弱的点满足：到两波源的距离差的绝对值为半波长的奇数倍，此时该点振动减弱，可能一直处于平衡位置，D 正确。 故选 AD。 12．（多选）自然界中的波有多种，研究其共同的特征和规律，有利于我们更好地认识波、利用波。关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．波的干涉和衍射现象的发生都有一定的条件，其中干涉现象的条件是两列波的频率相同 B．在波的干涉现象中，振动加强的质点，其位移不是始终保持最大 C．警察使用的移动测速仪的原理是借助多普勒效应检测反射波的波速变化 D．“只闻其声不见其人”是声波的衍射现象 【答案】BD 【详解】A．波的干涉有条件，即两列波的频率相同；波的衍射现象没有条件，明显衍射现象有条件，故A错误； B．振动加强点的振幅最大，但位移在振动过程中从最大到零周期性变化，故B正确； C．移动测速仪通过多普勒效应检测反射波的频率变化，而非波速变化（波速在介质中恒定），故C错误； D．“只闻其声不见其人”是声波的衍射现象，故D正确。 故选BD。 13．（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 【详解】A.．到达N点时，滑块的速度为零，波源与小明相对静止，小明听到的频率等于1000Hz，A正确； B．同向经过A、B两点时，波源相对小明的速度大小和方向都相同，小明听到的频率相同，B正确； C．连续两次经过A点时，波源相对小明的速度方向不相同，小明听到的频率不相同，C错误； D．从M点到N点的过程中，波源一直靠近观察者，小明听到的频率一直大于1000Hz，D错误。 故选AB。 14．某人乘火车由甲地去乙地，途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车后听到货运列车发出的汽笛声频率为f1；此人乘坐的列车又与迎面驶来的另一列货运列车会车，听到货运列车驶近时的汽笛声频率为f2，已知两列货运列车发出的汽笛声频率相同，则f1与f2间的大小关系是f1 f2（选填“>”“＝”或“<”）。 【答案】< 【详解】此人乘坐的列车超过货运列车，此时两者相互远离，根据多普勒效应，接收到的频率小于波源频率。此人乘坐的列车与迎面驶来的货运列车会车，两者相互靠近。根据多普勒效应，接收到的频率大于波源频率，故f1<f2。 15．小明为多普勒效应的理解问题而请教他的物理老师，老师就给他出了一道匀速直线运动的题目让他思考，他轻松做完了这道题目，从此不再困惑。请你也尝试做一做这道题目： 如图（b）所示，声源S在x轴上运动，S相继向右侧观察者A发出两个脉冲信号（如图（a）所示），两脉冲信号间的时间间隔为T。已知空气中声音传播的速度大小为v，不考虑空气的流动，试计算如下两种情况中A接收到的两个脉冲信号间的时间间隔T'，并比较与的大小关系。（设T远大于单个脉冲的持续时间，且远小于信号在空间传播的时间） （1）声源S静止，观察者A以大小为的速度沿x正方向轴运动（）； （2）声源S、观察者A分别以大小为、的速度沿x轴正方向运动。（）。 【答案】（1），；（2），见解析 【详解】（1）设两个脉冲信号从波源S发出后分别经时间到达观察者A，则有 且 联立解得 频率为 故 解法二：两脉冲信号都发出后的间距为 选观察者A为参考系，两信号脉冲的相对速度为 则两信号脉冲到达观察者A的时间间隔满足 即有 解得 （2）两个脉冲信号从波源S发出后分别经时间到达观察者A，则有 且 联立解得 ， 则当时，；当时，；当时，。 解法二：波源S、观察者A均沿x轴正方向运动时，两脉冲信号都发出后的间距为 选观察者A为参考系，两信号脉冲的相对速度为 则两信号脉冲到达观察者A的时间间隔满足 即有 解得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5 多普勒效应（知识解读）（原卷版） •知识点1 多普勒效应 •知识点2 多普勒效应的应用 •作业 巩固训练 多普勒效应 知识点1 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。 （2）当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率。 【典例1】关于多普勒效应，以下说法正确的有（　　） A．只有机械波才能产生多普勒效应 B．电磁波、光波等不能产生多普勒效应 C．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 D．产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化 【变式1-1】关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．只要波源在运动，就一定能观测到多普勒效应 B．只要观察者在运动，就一定能观测到多普勒效应 C．只有声波会发生多普勒效应 D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应 【变式1-2】（多选）下列说法正确的是（　　） A．衍射、干涉都是波特有的现象 B．任意两列波叠加时均能形成稳定的干涉图样 C．只有光波具有多普勒效应，电磁波不具有多普勒效应 D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象 【变式1-3】（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。据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　） A．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在点向左运动时，她感觉哨声音调变低 D．女同学从向运动过程中，她感觉哨声音调变低 多普勒效应的应用 知识点2 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，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：医生向人体发射频率已知的超声波，测出被血流反射后的波的频率变化，就可知道血流的速度。 3、计算星球的速度：利用光波的频率变化，计算星球靠近或远离我们的速度。 4、军事应用：脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪等。 【典例2】（多选）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流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，这种方法俗称“彩超”。下列关于“彩超”的说法正确的是（　　） A．“彩超”利用到了多普勒效应 B．“彩超”利用到了机械波的衍射 C．超声波在人体内的传播速度取决于超声波的频率 D．“彩超”的应用说明机械波能传递信息 【变式2-1】如图所示，以地面监测站为参考系，绕地心顺时针运动的中国空间站持续发出频率为f的监测电波，地面监测站先后接收到空间站通过A、B位置时的信号频率分别为fA、fB，则（　　） A．fA>f>fB B．fA<f<fB C．fA＝fB<f D．fA＝fB＝f 【变式2-2】某巡警车在高速公路上以一定的速度巡查，巡警车向前方在同一车道上的一辆轿车发出一束已知频率的电磁波，结果该电磁波被此辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时的低。此现象属于（　　） A．波的衍射 B．多普勒效应 C．波的干涉 D．波的反射 【变式2-3】（多选）“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置，当轮船以设计的标准速度航行时，球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示，两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是（　　） A．插入水中的筷子、看起来折断了 B．阳光下的肥皂膜，呈现彩色条纹 C．驶近站台的火车，汽笛音调变高 D．振动音叉的周围，声音高低相同 1．一同学站在站台上，观察到“瑞龙智行”智能动车组鸣笛匀速通过站台（其速度远远小于声速）。已知笛声的原始频率为f，该同学听到的笛声（　　） A．动车组靠近和远离他时，频率均等于f B．动车组靠近和远离他时，频率均大于f C．动车组靠近他时频率小于f，远离时频率大于f D．动车组靠近他时频率大于f，远离时频率小于f 2．渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物，声波在水中传播速度为1 500 m/s，若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波，下列说法正确的是（　　） A．声波由水中传播到空气中，频率会改变 B．声波由水中传播到空气中，波长会改变 C．该声波在水中遇到尺寸约为 1m 的被探测物时会发生明显衍射 D．当鱼群远离探测器运动时，探测器接收到的频率变大 3．如图，关于波的图像说法正确的是（　　） A．图1为波的折射图样，波在两种介质中传播速率相同 B．图2为波的衍射图样，降低波的频率，衍射更明显 C．图3为波的干涉图样，水面上只要有两个水波的波源就一定能产生干涉 D．图4为多普勒效应图样，此时波源正向右移动 4．如图所示，在地球上的观测点A接收到遥远星球B发出的光，A处观测到的光谱呈现“红移”现象，即接收到的光的波长比星球B发出的光的波长长，则星球B相对于地球的运动可能是沿着方向（    ） A．① B．② C．③ D．④ 5．分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；③彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；④雷声在云层里轰鸣不绝。这些物理现象分别属于波的（　　） A．衍射、干涉、多普勒效应、反射 B．衍射、多普勒效应、干涉、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 6．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击，列车受到周期性的冲击做受迫振动，设计列车运行速度时应考虑到列车的共振问题。某条平直铁路上每根钢轨的长度为，列车的固有频率为，随着列车从车站由静止逐渐加速开出车站，且持续发出鸣笛声，下列说法正确的是（　　） A．列车最佳的行驶速率为 B．列车做受迫振动的振幅逐渐减小 C．列车做受迫振动的振幅与列车速度大小无关 D．静止在站台上的乘客听到列车发出的鸣笛声的频率逐渐减小 7．低温为研究物质结构与性质提供了独特的条件。我国“梦天实验舱”上搭载了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，可以制备地面无法实现的以下的超冷原子构成的气体。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子，其热运动速率只有室温下的倍。制备时，先利用激光冷却技术，将原子置于相向传播且频率略不同于原子跃迁能级所对应频率的激光束中运动时，由于多普勒效应，原子受到激光束对其产生的阻力，从而使原子的速度降低。又利用磁场将原子束缚在一定的区域内形成原子团，实现较长时间的原子与激光相互作用。再利用蒸发冷却技术，将原子团中速率较大的原子“蒸发”掉，使温度进一步降低。根据上述信息，下列说法正确的是（　　） A．激光频率一定时，原子质量越大，激光制冷的效果越好 B．在激光束中运动的原子吸收光子的频率等于激光的实际频率 C．与室温下的原子相比，超冷原子更容易发生衍射 D．传播方向与原子运动方向相反的激光的频率应当略高于（h为普朗克常量） 8．测速装置可以向运动的汽车发射一个频率已知的超声波，超声波被运动的汽车反射回来后，根据接收到的频率发生变化，可以测出汽车的运动速度。现有一固定的超声源发出频率为100kHz的超声波，一汽车向超声波迎面驶来，在超声源处接收到从汽车反射回来的超声波，利用拍摄装置测得反射波的频率为110kHz，设声波在空气中的传播速度为340m/s，则汽车行驶的速度为（　　） A．16.2m/s B．30.9m/s C．34.0m/s D．37.4m/s 9．（多选）下列关于波的说法正确的是（   ） A．机械波传播振动的形式和能量，同时，介质质点也向远处传播出去 B．当波经过障碍物或小孔时，波长越长衍射越明显 C．当两列波产生干涉现象时，某时刻波谷与波谷恰好叠加在一起的位置振动一定加强 D．如果波源与观察者相互靠近，则观察者接收到的频率低于波源的实际振动频率 10．（多选）下面哪些应用是利用了多普勒效应（　　） A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度 B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理 C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去 11．（多选）关于图的所示四种情景中， 下列说法中正确的是 （　　） A．图甲中，正在鸣笛的火车通过站台边不动的工作人员时，工作人员听到的笛声音调先变高后变低 B．图乙中， 若将孔 AB 的宽度变大， 则 CD 下方会观察到更明显的衍射现象 C．图丙中，手掌摩擦龙洗盆盆耳使得水花飞溅，是因为手和盆之间的摩擦力较大 D．图丁中， 是两列步调相同的水波的干涉图像， 波面上某个一直处于平衡位置的点， 到两个波源的距离之差的绝对值可能为半波长的 3 倍 12．（多选）自然界中的波有多种，研究其共同的特征和规律，有利于我们更好地认识波、利用波。关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．波的干涉和衍射现象的发生都有一定的条件，其中干涉现象的条件是两列波的频率相同 B．在波的干涉现象中，振动加强的质点，其位移不是始终保持最大 C．警察使用的移动测速仪的原理是借助多普勒效应检测反射波的波速变化 D．“只闻其声不见其人”是声波的衍射现象 13．（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 14．某人乘火车由甲地去乙地，途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车后听到货运列车发出的汽笛声频率为f1；此人乘坐的列车又与迎面驶来的另一列货运列车会车，听到货运列车驶近时的汽笛声频率为f2，已知两列货运列车发出的汽笛声频率相同，则f1与f2间的大小关系是f1 f2（选填“>”“＝”或“<”）。 15．小明为多普勒效应的理解问题而请教他的物理老师，老师就给他出了一道匀速直线运动的题目让他思考，他轻松做完了这道题目，从此不再困惑。请你也尝试做一做这道题目： 如图（b）所示，声源S在x轴上运动，S相继向右侧观察者A发出两个脉冲信号（如图（a）所示），两脉冲信号间的时间间隔为T。已知空气中声音传播的速度大小为v，不考虑空气的流动，试计算如下两种情况中A接收到的两个脉冲信号间的时间间隔T'，并比较与的大小关系。（设T远大于单个脉冲的持续时间，且远小于信号在空间传播的时间） （1）声源S静止，观察者A以大小为的速度沿x正方向轴运动（）； （2）声源S、观察者A分别以大小为、的速度沿x轴正方向运动。（）。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $