5. 多普勒效应（同步讲义）物理人教版选择性必修第一册

本高中物理讲义以多普勒效应为核心知识点，系统梳理其定义（波源与观察者相对运动时接收频率变化的现象）、成因（接收频率取决于单位时间内波峰数，靠近时升高、远离时降低）及应用（测速仪、血流检测、星球速度计算等），构建从概念理解到原理分析再到实际应用的学习支架。 该资料通过情境探究（如救护车鸣笛、蜂鸣器旋转）引导学生结合问题分析现象，培养科学探究与科学思维能力，典例赏析与分层练习（基础练、提升练）结合，课中辅助教师突破重难点，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺，体现学科特色教学方法。

5. 多普勒效应 【知识梳理】 1 一、 多普勒效应 1 二、 多普勒效应的应用 2 【重难探究】 3 探究1 　探究多普勒效应 3 探究2 探究多普勒效应的应用 4 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点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。。 知识点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，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。 【重难探究】 探究1 探究多普勒效应 【探究导入】 情境探究 当你站在路边，一辆鸣笛的救护车快速驶向你，再从你身边呼啸而过。你会发现，救护车接近时，警笛声显得尖锐（音调高）；而当它远离时，声音变得低沉（音调低）。这种声音音调的变化并非警笛本身频率改变，而是你听到的声音频率发生了变化。 问题 1.为什么救护车接近时听到的音调变高，远离时音调变低？ 提示：当救护车向你靠近时，声波在空气中传播的波峰被“挤压”，单位时间内到达你耳朵的波峰数目增多，因此感知到的频率升高，音调变高；反之，当救护车远离时，波峰被“拉伸”，单位时间内到达的波峰减少，频率降低，音调变低。 2.如果声源不动，观察者向声源靠近，听到的声音频率会如何变化？ 提示： 即使波源静止，观察者向波源运动时，单位时间内接收到的波峰数量也会增加，相当于“迎着”波前进，因此观测频率升高；若远离，则接收频率降低。 3.在蜂鸣器旋转实验中，为什么站在远处的人会听到音调忽高忽低？ 提示： 蜂鸣器在头顶旋转时，朝向观察者运动的半周，声波频率被压缩，音调升高；背向观察者运动的半周，频率被拉长，音调降低，因此听到音调周期性变化。 4.声波的频率由波源决定，为何观察者接收到的频率会不同？ 提示： 波源振动频率不变，但波源与观察者之间的相对运动改变了单位时间内通过观察者的波峰数目，从而改变了观测频率，这种现象称为多普勒效应。 【探究归纳】 多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时，观察者接收到的波的频率与波源实际频率出现差异的现象，波源靠近观察者时接收到的频率升高，远离时频率降低，该效应适用于声波、电磁波等各类波。 【典例赏析】 [例1]　（多选）关于多普勒效应的叙述，下列说法中正确的是（　　） A．多普勒效应说明波源的频率发生了变化 B．多普勒效应是由于波的干涉引起的 C．多普勒效应是波共有的特征 D．科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱比较，波长均变小，说明该星系正在向地球靠近 【答案】CD 【详解】A．发生多普勒效应时，波源频率不变，当观察者靠近或远离波源时，接收频率会发生变化，故A错误； B．多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的，与波的干涉无关，故B错误； C．多普勒效应是波共有的特征，故C正确； D．科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱比较，波长均变小，由 光的频率变大，由多普勒效应，说明该星系正在向地球靠近，故D正确。 故选CD。 【针对训练】 1.有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（　　） A．操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的 B．发动机发出声音的频率在变化 C．场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化 D．场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调 【答案】C 【详解】A．飞机做匀速圆周运动时，操纵者在圆心，飞机速度方向始终与其径向垂直，相对径向速度为零，无多普勒效应，故A错误； B．发动机频率由自身振动决定，与运动无关，故B错误； C．场边观众与飞机的相对径向速度周期性变化，导致接收频率周期性变化，故C正确； D．观众接收频率时而高于、时而低于操纵者接收到的频率，故D错误。 故选C。 2.（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A向E运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学在从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 C．女同学在从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调变高，是因为男同学吹口哨的频率变高的缘故 D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变化，这是多普勒现象 【答案】ABD 【详解】A．根据多普勒效应可知，当观测者与波源之间相对靠近时，观测者测得的频率变高，频率越高音调越高，因此女同学从A向E运动过程中，她感觉哨声音调变高，故A正确； B．根据多普勒效应可知，当观测者与波源之间相对远离时，观测者测得的频率变低，女同学在从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低，故B正确； CD．多普勒效应是观测者与波源之间发生相对运动时，观测者测得的频率发生变化，但波源本身的频率不发生变化，故C错误、D正确。 故选ABD。 3.如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。    （1）该图表示的是 ； A．干涉现象    B．衍射现象    C．反射现象    D．多普勒效应 （2）观察到波的频率最低的点是 （选填A、B、C、D点）。 【答案】 D B点 【详解】[1]由图可知，波源O向左做匀速运动，该图表示的是多普勒效应。 故选D。 [2]由于波源远离B点，B点处的波长最长，由可知，B点处的频率最低。 探究2 探究多普勒效应的应用 【探究导入】 情境探究 当你站在路边，一辆鸣笛的救护车快速驶来，你会听到笛声变得尖锐；当它远离时，笛声又变得低沉。这种声音频率的变化并非笛声本身改变，而是由于声源与观察者之间的相对运动引起的。这一现象不仅存在于声音中，也广泛应用于现代科技。 问题 1. 为什么救护车靠近时听到的笛声频率变高，远离时变低？ 提示：声源与观察者相互靠近时，单位时间内接收到的波峰数增多，感知频率升高；反之远离时接收到的波峰数减少，频率降低。这是波的传播特性与相对运动共同作用的结果。 2.如果警察用超声波照射行驶中的汽车并接收反射波，反射波的频率会如何变化？ 提示： 汽车作为反射体相当于运动的“接收器”和“再发射源”。当车朝向仪器运动时，接收到的超声波频率升高，反射时又进一步将频率抬高，导致回波频率明显高于发射频率。 3.根据反射波频率的变化，能否推导出车辆的运动速度？ 提示： 频率变化量与车速成正比。通过测量发射波与反射波的频率差 ，结合波速 和原频率 ，可依据多普勒公式计算出车速。 4.医生使用超声波检测血流速度时，原理是否与测速雷达相同？ 提示： 血流中红细胞反射超声波，其运动导致回波频率变化。测得频率差即可得血流速度，原理与雷达测速一致，均基于波的反射与相对运动。 5.能否利用光的频率变化判断遥远星球是靠近还是远离地球？ 提示： 星球发光谱线在静止时有固定频率。若观测到谱线向红端移动（频率降低），说明星球远离；向蓝端移动（频率升高），则说明靠近。这正是光的多普勒效应的应用。 【探究归纳】 多普勒效应的应用是利用波源与观察者的相对运动导致的接收频率变化，在测速（如车辆测速、天体运动测速）、医学成像（如彩超）、气象监测（如雷达测风）等领域实现定量或定性分析的技术手段。 【典例赏析】 【例2】在下列现象中，不能用多普勒效应解释的是（　　） A．医生用超声波检查血流情况的“彩超” B．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 C．测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较判断星球的靠近或远离 D．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 【答案】D 【详解】A．彩超是利用声波的多普勒效应，故A正确； B．远去的列车发出的声音，由于多普勒效应音调变低，故B正确； C．测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较可以根据光的多普勒效应判断星球靠近或远离，故C正确； D．先看到后听到雷声是因为光的传播速度大于声音传播速度，故D错误； 故选D。 【针对训练】 4.（多选）下列有关波现象的解释正确的是（　　） A．蝙蝠通过发出的声波判断前方是否有障碍物，主要利用了波的反射现象 B．“B超”通过测量不同内脏的回声进而发现可能的病变，主要利用了波的多普勒效应 C．“彩超”通过测量反射波的频率变化进而计算出血流的速度，主要利用了波的多普勒效应 D．“主动降噪”技术是通过发出与噪声振幅、频率相同、相位相反的声波来抵消噪声，主要利用了波的干涉现象 【答案】ACD 【详解】A．声波可以反射，蝙蝠可以发出超声波，用声波定位是利用了声波的反射原理，故A正确； B．“B超”，全称超声波检查，是一种利用超声波在人体内部产生回声，发现可能的病变，通过计算机处理形成图像的医学检查方法，没有涉及多普勒效应，故B错误； C．“彩超”也是一种超声波检查，通过测量反射波的频率变化进而计算出血流的速度，利用了超声波的多普勒效应，故C正确； D．耳机收集环境噪声后会产生与环境噪声振幅、频率相同，相位相反的降噪声波，当接收到的环境噪音和耳机产生的噪音发生干涉，可以达到降噪的效果，所以降噪过程利用波的干涉从而起到降噪的作用，故D正确。 故选ACD。 5.（多选）宾馆饭店大部分安装了自动门，当有人靠近时，门会实现自动打开，人走后自动关闭。但是如果人站着不动，自动门并设有反应。这类自动门实际上是安装了雷达波感应器。雷达波感应器不停地发射雷达波，根据多普勒效应，被人反射回来的雷达波的频率随之发生改变，而变化量与人移动的速率成正比。雷达波感应器中的接收器敏锐地捕捉到这一变化，并将这一变化转换成相对应的电信号的变化，该信号经放大以后输入至经过编程的微控制器，控制器控制门的打开和关闭。下面的说法中正确的是（　　） A．当有人靠近自动门时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率变大 B．当有人远离自动门时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率变大 C．当有人站着不动时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率不变 D．被人反射回来的雷达波的传播速度变快 【答案】AC 【详解】A．根据多普勒效应的可知，当物体与波源相互靠近时，接受到的频率增大，即当有人靠近自动门时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率变大，A正确； B．根据多普勒效应的可知，当物体与波源相互远离时，接受到的频率变小，即当有人远离自动门时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率变小，B错误； C．根据多普勒效应的可知，当物体与波源相对静止时，接受到的频率不变，即当当有人站着不动时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率不变，C正确； D．雷达波是电磁波，电磁波的传播速度等于光速，即被人反射回来的雷达波的传播速度不变，D错误。 故选AC。 【课堂自测·基础练】 1．《我爱发明》节目《松果纷纷落》中的松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。则下列说法正确的是（　　） A．若拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动声调变高 B．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 C．稳定后，不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率相同 D．摇动同一棵树，振动器振动的振幅越大，落果效果越好 【答案】C 【详解】A．由多普勒效应，观察者远离声源时，接受到的频率变低，即声调变低，故A错误； B．由于不知道开始振动器频率与树干固有频率的大小关系，则振动器频率的增加，不能确定树干振动的幅度是增大还是减小，故B错误； C．由于树干受迫振动，即便粗细不同，振动频率与振动器的振动频率相同，故C正确； D．要想落果效果越好，需要产生共振现象，振动器的振动频率应该越接近树干的固有频率越好，与振幅无关，故D错误。 故选C。 2．如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．频率变小，波速不变 B．频率不变，波速变大 C．频率变小，波速变小 D．频率变大，波速变大 【答案】A 【详解】根据多普勒效应可知，当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比，频率变小，波速不变，故A正确，BCD错误。 故选A 。 3．如图中属于明显衍射现象的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．图A是波从一种介质传到另一种介质，属于波的折射现象，故A错误； B．图B是波绕过与波长相差不多的障碍物继续传播的现象，属于明显的衍射现象，故B正确； C．图C属于波的叠加现象，故C错误； D．图D属于波的多普勒效应现象，故D错误。 故选B。 4．多普勒效应在许多领域有着十分广泛的应用，如图所示，静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车b反射后，又被测速仪a接收到，下列说法正确的是（　　） A．汽车b接收到的超声波频率小于f0 B．测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0 C．超声波被汽车b反射后，传播速度增加 D．超声波被汽车b反射后，波长变短 【答案】B 【详解】A．由于汽车b靠近测速仪a，由于多普勒效应，汽车b接收到的超声波频率大于f0，故A错误； B．超声波被汽车b反射时，汽车b相当于超声波由汽车b向测速仪a传播的波源，由于多普勒效应，测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0，故B正确； C．波速由介质决定，超声波被汽车b反射后，传播速度大小不变，故C错误； D．超声波被汽车b反射后，波长不变，故D错误。 故选B。 5．如图是某款主动降噪耳机的工作原理示意图。下列说法正确的是（    ） A．环境噪声是横波 B．降噪耳机应用了波的干涉 C．降噪耳机应用了波的衍射 D．降噪耳机应用了波的多普勒效应 【答案】B 【详解】A．环境噪声的声波是纵波，故A错误； BCD．降噪耳机应用的是声波的干涉相消的原理，故B正确，CD错误。 故选B。 6．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，下列说法正确的是（　　） A．若，则无人车应加速跟上去 B．若，则无人车应减速以保持车距 C．若，则无人车应减速以保持车距 D．若，则说明前车正在减速 【答案】C 【详解】AB．若时，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，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，则说明两者之间的距离增大，则无人车应加速以保持车距，故D错误。 故选C。 7．下列有关物理规律或现象说法正确的是（　　） A．秒摆的摆长减为原来的四分之一，周期变为0.5s B．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率，与驱动力的频率无关 C．如图是一位同学用竹杆把蜂鸣器举起并在头顶快速转动，在几米之外会听到它的音调时高时低的变化，这是声波的多普勒效应现象 D．“闻其声而不见人”，是声波的衍射现象，只有缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小时才能发生衍射现象 【答案】C 【详解】A．秒摆的周期为2s，摆长为1m，根据单摆周期公式 可知，摆长减为原来的四分之一，则周期为原来的二分之一，即周期变为1s，故A错误； B．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，故B错误； C．一位同学用竹杆把蜂鸣器举起并在头顶快速转动，在几米之外会听到它的音调时高时低的变化，这是声波的多普勒效应现象，故C正确； D．“闻其声而不见人”，是声波的衍射现象，只有缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小时才能发生明显衍射现象，故D错误。 故选C。 8．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 B．基站B接收到的信号频率等于 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 【详解】动车远离基站，驶近基站B，根据多普勒效应可知，基站接收到的频率小于，基站B接收到的频率大于，故C正确，ABD错误。 故选C。 9．（多选）关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 C．波源的振动方向与波的传播方向都在水平方向的波可能是横波 D．火车向你驶来时，音调变高，但离你而去时，音调变低，这种现象是多普勒效应 【答案】CD 【详解】AB．横波中质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，纵波中质点的振动方向总是与波的传播方向在同一直线上，有时相同，有时相反，A错误；B错误； C．波源的振动方向与波的传播方向都在水平方向的波可能是横波，C正确； D．多普勒效应是指当声源与观测者以相对速度v做相对运动时，观测者所接收到的声音的频率与声源所发出的声音频率有所不同。火车向你驶来时，音调变高，但离你而去时，音调变低，这种现象是多普勒效应，D正确。 故选CD。 10．（多选）如图甲所示为医护人员利用“彩超”测定血管中血液的流速，图乙为波源S连续振动，形成的水波，靠近桥墩P时浮出水面的叶片A静止不动。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，测定血管中血液的流速，利用了多普勒效应的原理 B．若波源与仪器相互靠近，仪器接收到超声波的频率变大 C．乙图中，为使水波能带动叶片振动，可降低波源振动的频率 D．乙图中，为使水波能带动叶片振动，可减小波源距桥墩的距离 【答案】ABC 【详解】AB．图甲中，测定血管中血液的流速，利用了多普勒效应的原理，当波源与仪器相互靠近时，仪器接收到超声波的频率变大，故AB正确； CD．乙图中，为使水波能带动叶片振动，可增大水波的波长，根据 波速不变，降低频率，波长增大，衍射现象更明显，故C正确，D错误。 故选ABC。 11．（多选）超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践，关于超声波及应用，下列说法正确的是（　　） A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度 B．超声波的频率越高，衍射本领越弱 C．高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，说明此时车正在靠近测速仪 D．“彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应 【答案】BCD 【详解】A．在同种介质中，超声波的传播速度与次声波的速度一样，故A错误； B．超声波的频率越高，波长越短，越不容易发生衍射，衍射本领越弱，故B正确； C．高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，根据多普勒效应可知此时车正在靠近测速仪，故C正确； D．“彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应，故D正确。 故选BCD。 12．（多选）利用声波将物体悬浮在空中的技术在多领域有应用前景。某悬浮装置的示意图如图所示，上方为超声波发射端，下方为反射端。发射端发出单一频率的超声波与经反射端反射回的同频率的超声波叠加。调节反射端与发射端的间距达到合适的距离时，各质点的振幅不随时间变化，称为驻波。驻波中振幅最小的地方称为波节，理论表明，发射端和反射端都为波节。在超声波频率一定的情况下，波节的位置是确定的。驻波形成后，一些轻小物体就可以悬浮在轴线上相邻波节的中点位置。下列说法正确的是（　　） A．发射端与反射端的距离应等于超声波波长的整数倍 B．悬浮位置间的最小距离小于超声波的波长 C．悬浮位置间的最小距离与超声波的频率成反比 D．增大超声波的频率，为使悬浮位置的数目不变，必须增大发射端与反射端的距离 【答案】BC 【详解】A．超声波是纵波，为了研究方便，图中画成了横波形式，如果发射端和反射端的间距为倍波长，如图所示，仍然可以形成驻波，故A错误； B．由图可知相邻波结的间距为波长的一半，由题意，可知悬浮位置间的最小距离也为波长的一半，故B正确； C．波长与频率f成反比，悬浮位置间的最小距离为波长的一半，则这个距离也与频率成反比，故C正确； D．若增大频率，由C的分析，悬浮位置间的最小距离减小，若不改变发射端与反射端的距离可知悬浮位置数量会增加。要想悬浮位置的数目不变，需减小发射端与反射端的距离，故D错误。 故选BC。 13．介质中x轴上有两个波源和，P是的中点，x轴上的a点为P点相距，如图所示，两波源同时开始沿y轴负方向振动，产生的简谐横波沿x轴相向传播，频率相等，波速相等，振幅均为A，波长满足，某一时刻质点a的位移为2A。 (1)a点为加强点还是减弱点？ (2)若波速为，波源发出的波刚传播到a点时，质点a已经振动了多长时间？ (3)求两列波的波长。 【详解】(1)两波源的频率相等，所以能发生干涉现象，两波源的振幅均为，某一时刻质点的位移为，所以故点是振动加强点； (2) 波传到点时，波距离点，则波程差 波刚传到点时，质点已经振动的时间 (3)因点是振动加强点，则有    （0、1、2…） 联立已知条件可解得 2；3 当2时，两列波的波长为 当时，两列波的波长为 【素养进阶·提升练】 1．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记录了“古琴正声”实验：剪小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的琴上对应的琴弦，同样的拨动力度下，小纸人跳动越明显代表音调越准确，此现象为（   ） A．共振现象 B．干涉现象 C．衍射现象 D．多普勒效应 【答案】A 【详解】A．同样的拨动力度下，小纸人跳动越明显代表音调越准确，小纸人发生了共振现象，故A符合题意； BCD．该现象不是干涉现象，也不是衍射现象和多普勒现象，故BCD不符合题意； 故选A。 2．（2025·北京·三模）下列有关机械波的说法中正确的是（　　） A．我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果 B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长大得多 C．医院中的“B超”是利用次声波的反射来检查身体有无异常 D．波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去 【答案】D 【详解】A．能听到墙外的声音是因声波发生衍射（绕过障碍物），而非干涉，故A错误； B．超声波频率高于可听声波，波速相同时，由公式，可知其波长更短，故B错误； C．医院中的“B超”是利用超声波（而非次声波）的反射来获取人体内部组织的信息，从而检查身体有无异常，故C错误； D．波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去，故D正确。 故选D。 3．（2023·广东·高考真题）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，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（    ） A．两列声波相遇时一定会发生干涉 B．声波由水中传播到空气中，波长会改变 C．该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射 D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关 【答案】B 【详解】AD．根据多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发生干涉的条件是频率相等，所以两列声波相遇时不一定发生干涉，故AD错误； B．声波由水中传播到空气中时，声波的波速发生变化，所以波长会发生改变，故B正确； C．根据波长的计算公式可得 当遇到尺寸约1m的被探测物时不会发生明显衍射，故C错误； 故选B。 4．（2025·广东·高考真题）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（    ） A．系统的固有频率与驱动力频率有关 B．只要驱动力足够大，共振就能发生 C．应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 【答案】C 【详解】A．系统的固有频率只与系统本身有关，与驱动力频率无关，A错误； B．只有驱动力频率与系统固有频率相同时，共振才能发生，B错误； CD．根据多普勒效应可知观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率小，观察者与波源相互靠近时，接收到的波的频率比波源的频率大，所以应用多普勒效应可以测量车辆的速度，C正确，D错误。 故选C。 5．（2023·浙江·高考真题）（多选）下列说法正确的是（    ） A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．液体的表面张力方向总是跟液面相切 C．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的 D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率 【答案】BD 【详解】A．根据热力学第二定律可知热量能不可能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误； B．液体的表面张力方向总是跟液面相切，故B正确； C．由狭义相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C错误； D．根据多普勒效应可知当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率，故D正确。 故选BD。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5. 多普勒效应 【知识梳理】 1 一、 多普勒效应 1 二、 多普勒效应的应用 2 【重难探究】 3 探究1 　探究多普勒效应 3 探究2 探究多普勒效应的应用 4 【课堂自测·基础练】 9 【素养进阶·提升练】 18 【知识梳理】 知识点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。。 知识点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，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。 【重难探究】 探究1 探究多普勒效应 【探究导入】 情境探究 当你站在路边，一辆鸣笛的救护车快速驶向你，再从你身边呼啸而过。你会发现，救护车接近时，警笛声显得尖锐（音调高）；而当它远离时，声音变得低沉（音调低）。这种声音音调的变化并非警笛本身频率改变，而是你听到的声音频率发生了变化。 问题 1.为什么救护车接近时听到的音调变高，远离时音调变低？ 提示：当救护车向你靠近时，声波在空气中传播的波峰被“挤压”，单位时间内到达你耳朵的波峰数目增多，因此感知到的频率升高，音调变高；反之，当救护车远离时，波峰被“拉伸”，单位时间内到达的波峰减少，频率降低，音调变低。 2.如果声源不动，观察者向声源靠近，听到的声音频率会如何变化？ 提示： 即使波源静止，观察者向波源运动时，单位时间内接收到的波峰数量也会增加，相当于“迎着”波前进，因此观测频率升高；若远离，则接收频率降低。 3.在蜂鸣器旋转实验中，为什么站在远处的人会听到音调忽高忽低？ 提示： 蜂鸣器在头顶旋转时，朝向观察者运动的半周，声波频率被压缩，音调升高；背向观察者运动的半周，频率被拉长，音调降低，因此听到音调周期性变化。 4.声波的频率由波源决定，为何观察者接收到的频率会不同？ 提示： 波源振动频率不变，但波源与观察者之间的相对运动改变了单位时间内通过观察者的波峰数目，从而改变了观测频率，这种现象称为多普勒效应。 【探究归纳】 多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时，观察者接收到的波的频率与波源实际频率出现差异的现象，波源靠近观察者时接收到的频率升高，远离时频率降低，该效应适用于声波、电磁波等各类波。 【典例赏析】 [例1]　（多选）关于多普勒效应的叙述，下列说法中正确的是（　　） A．多普勒效应说明波源的频率发生了变化 B．多普勒效应是由于波的干涉引起的 C．多普勒效应是波共有的特征 D．科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱比较，波长均变小，说明该星系正在向地球靠近 【针对训练】 1.有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（　　） A．操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的 B．发动机发出声音的频率在变化 C．场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化 D．场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调 2.（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A向E运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学在从点C向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 C．女同学在从点C向右运动过程中，她感觉哨声音调变高，是因为男同学吹口哨的频率变高的缘故 D．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变化，这是多普勒现象 3.如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。    （1）该图表示的是 ； A．干涉现象    B．衍射现象    C．反射现象    D．多普勒效应 （2）观察到波的频率最低的点是 （选填A、B、C、D点）。 探究2 探究多普勒效应的应用 【探究导入】 情境探究 当你站在路边，一辆鸣笛的救护车快速驶来，你会听到笛声变得尖锐；当它远离时，笛声又变得低沉。这种声音频率的变化并非笛声本身改变，而是由于声源与观察者之间的相对运动引起的。这一现象不仅存在于声音中，也广泛应用于现代科技。 问题 1. 为什么救护车靠近时听到的笛声频率变高，远离时变低？ 提示：声源与观察者相互靠近时，单位时间内接收到的波峰数增多，感知频率升高；反之远离时接收到的波峰数减少，频率降低。这是波的传播特性与相对运动共同作用的结果。 2.如果警察用超声波照射行驶中的汽车并接收反射波，反射波的频率会如何变化？ 提示： 汽车作为反射体相当于运动的“接收器”和“再发射源”。当车朝向仪器运动时，接收到的超声波频率升高，反射时又进一步将频率抬高，导致回波频率明显高于发射频率。 3.根据反射波频率的变化，能否推导出车辆的运动速度？ 提示： 频率变化量与车速成正比。通过测量发射波与反射波的频率差 ，结合波速 和原频率 ，可依据多普勒公式计算出车速。 4.医生使用超声波检测血流速度时，原理是否与测速雷达相同？ 提示： 血流中红细胞反射超声波，其运动导致回波频率变化。测得频率差即可得血流速度，原理与雷达测速一致，均基于波的反射与相对运动。 5.能否利用光的频率变化判断遥远星球是靠近还是远离地球？ 提示： 星球发光谱线在静止时有固定频率。若观测到谱线向红端移动（频率降低），说明星球远离；向蓝端移动（频率升高），则说明靠近。这正是光的多普勒效应的应用。 【探究归纳】 多普勒效应的应用是利用波源与观察者的相对运动导致的接收频率变化，在测速（如车辆测速、天体运动测速）、医学成像（如彩超）、气象监测（如雷达测风）等领域实现定量或定性分析的技术手段。 【典例赏析】 【例2】在下列现象中，不能用多普勒效应解释的是（　　） A．医生用超声波检查血流情况的“彩超” B．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 C．测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较判断星球的靠近或远离 D．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 【针对训练】 4.（多选）下列有关波现象的解释正确的是（　　） A．蝙蝠通过发出的声波判断前方是否有障碍物，主要利用了波的反射现象 B．“B超”通过测量不同内脏的回声进而发现可能的病变，主要利用了波的多普勒效应 C．“彩超”通过测量反射波的频率变化进而计算出血流的速度，主要利用了波的多普勒效应 D．“主动降噪”技术是通过发出与噪声振幅、频率相同、相位相反的声波来抵消噪声，主要利用了波的干涉现象 5.（多选）宾馆饭店大部分安装了自动门，当有人靠近时，门会实现自动打开，人走后自动关闭。但是如果人站着不动，自动门并设有反应。这类自动门实际上是安装了雷达波感应器。雷达波感应器不停地发射雷达波，根据多普勒效应，被人反射回来的雷达波的频率随之发生改变，而变化量与人移动的速率成正比。雷达波感应器中的接收器敏锐地捕捉到这一变化，并将这一变化转换成相对应的电信号的变化，该信号经放大以后输入至经过编程的微控制器，控制器控制门的打开和关闭。下面的说法中正确的是（　　） A．当有人靠近自动门时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率变大 B．当有人远离自动门时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率变大 C．当有人站着不动时，雷达波感应器接收到的雷达波的频率不变 D．被人反射回来的雷达波的传播速度变快 【课堂自测·基础练】 1．《我爱发明》节目《松果纷纷落》中的松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。则下列说法正确的是（　　） A．若拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动声调变高 B．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 C．稳定后，不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率相同 D．摇动同一棵树，振动器振动的振幅越大，落果效果越好 2．如图，安装在公路旁的多普勒测速仪，它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。并接收被车辆反射回来的反射波。当某汽车远离测速仪时，被该汽车反射回来的反射波与测速仪发出的超声波相比（　　） A．频率变小，波速不变 B．频率不变，波速变大 C．频率变小，波速变小 D．频率变大，波速变大 3．如图中属于明显衍射现象的是（　　） A． B． C． D． 4．多普勒效应在许多领域有着十分广泛的应用，如图所示，静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车b反射后，又被测速仪a接收到，下列说法正确的是（　　） A．汽车b接收到的超声波频率小于f0 B．测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0 C．超声波被汽车b反射后，传播速度增加 D．超声波被汽车b反射后，波长变短 5．如图是某款主动降噪耳机的工作原理示意图。下列说法正确的是（    ） A．环境噪声是横波 B．降噪耳机应用了波的干涉 C．降噪耳机应用了波的衍射 D．降噪耳机应用了波的多普勒效应 。 6．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，下列说法正确的是（　　） A．若，则无人车应加速跟上去 B．若，则无人车应减速以保持车距 C．若，则无人车应减速以保持车距 D．若，则说明前车正在减速 7．下列有关物理规律或现象说法正确的是（　　） A．秒摆的摆长减为原来的四分之一，周期变为0.5s B．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率，与驱动力的频率无关 C．如图是一位同学用竹杆把蜂鸣器举起并在头顶快速转动，在几米之外会听到它的音调时高时低的变化，这是声波的多普勒效应现象 D．“闻其声而不见人”，是声波的衍射现象，只有缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小时才能发生衍射现象 8．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 B．基站B接收到的信号频率等于 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 9．（多选）关于机械波，下列说法正确的是（　　） A．对于横波和纵波，质点的振动方向和波的传播方向有时相同，有时相反 B．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同 C．波源的振动方向与波的传播方向都在水平方向的波可能是横波 D．火车向你驶来时，音调变高，但离你而去时，音调变低，这种现象是多普勒效应 10．（多选）如图甲所示为医护人员利用“彩超”测定血管中血液的流速，图乙为波源S连续振动，形成的水波，靠近桥墩P时浮出水面的叶片A静止不动。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，测定血管中血液的流速，利用了多普勒效应的原理 B．若波源与仪器相互靠近，仪器接收到超声波的频率变大 C．乙图中，为使水波能带动叶片振动，可降低波源振动的频率 D．乙图中，为使水波能带动叶片振动，可减小波源距桥墩的距离 11．（多选）超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践，关于超声波及应用，下列说法正确的是（　　） A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度 B．超声波的频率越高，衍射本领越弱 C．高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，说明此时车正在靠近测速仪 D．“彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应 12．（多选）利用声波将物体悬浮在空中的技术在多领域有应用前景。某悬浮装置的示意图如图所示，上方为超声波发射端，下方为反射端。发射端发出单一频率的超声波与经反射端反射回的同频率的超声波叠加。调节反射端与发射端的间距达到合适的距离时，各质点的振幅不随时间变化，称为驻波。驻波中振幅最小的地方称为波节，理论表明，发射端和反射端都为波节。在超声波频率一定的情况下，波节的位置是确定的。驻波形成后，一些轻小物体就可以悬浮在轴线上相邻波节的中点位置。下列说法正确的是（　　） A．发射端与反射端的距离应等于超声波波长的整数倍 B．悬浮位置间的最小距离小于超声波的波长 C．悬浮位置间的最小距离与超声波的频率成反比 D．增大超声波的频率，为使悬浮位置的数目不变，必须增大发射端与反射端的距离 13．介质中x轴上有两个波源和，P是的中点，x轴上的a点为P点相距，如图所示，两波源同时开始沿y轴负方向振动，产生的简谐横波沿x轴相向传播，频率相等，波速相等，振幅均为A，波长满足，某一时刻质点a的位移为2A。 (1)a点为加强点还是减弱点？ (2)若波速为，波源发出的波刚传播到a点时，质点a已经振动了多长时间？ (3)求两列波的波长。 、【素养进阶·提升练】 1．（2025·黑龙江大庆·模拟预测）宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中记录了“古琴正声”实验：剪小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的琴上对应的琴弦，同样的拨动力度下，小纸人跳动越明显代表音调越准确，此现象为（   ） A．共振现象 B．干涉现象 C．衍射现象 D．多普勒效应 2．（2025·北京·三模）下列有关机械波的说法中正确的是（　　） A．我们能够听到墙外的声音是声波发生干涉的结果 B．超声波的波长比人耳能听到的声波波长大得多 C．医院中的“B超”是利用次声波的反射来检查身体有无异常 D．波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的能量传递出去 3．（2023·广东·高考真题）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，若探测器发出频率为的声波，下列说法正确的是（    ） A．两列声波相遇时一定会发生干涉 B．声波由水中传播到空气中，波长会改变 C．该声波遇到尺寸约为的被探测物时会发生明显衍射 D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关 4．（2025·广东·高考真题）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（    ） A．系统的固有频率与驱动力频率有关 B．只要驱动力足够大，共振就能发生 C．应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 5．（2023·浙江·高考真题）（多选）下列说法正确的是（    ） A．热量能自发地从低温物体传到高温物体 B．液体的表面张力方向总是跟液面相切 C．在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的 D．当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $