3.5 多普勒效应（分层作业）物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 以“攻核心-拓思维”分层设计，通过基础概念辨析到综合情境应用的梯度路径，强化多普勒效应物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |攻核心·技能提升|多普勒效应基本原理及简单应用|以单选为主，结合测速仪、洒水车等生活情境（如第1-3题），强化运动与相互作用观念| |拓思维·重难突破|复杂运动及跨学科应用|含多选、计算（如第18题速度计算），涉及星系红移、彩超等（如第14、20题），培养模型建构与科学推理能力|

3.5 多普勒效应 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、多普勒效应 1 二、多普勒效应的应用 7 【拓思维·重难突破】 11 一、多普勒效应 1．安装在公路旁的多普勒测速仪，向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。当某汽车远离测速仪时，测速仪接收到的反射波频率与发出的超声波频率相比（     ） A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大后变小 【答案】A 【详解】根据多普勒效应，当汽车远离测速仪时，波源与观测者相互远离，测速仪接收到的反射波频率会低于原发射频率，因此频率变小。 故选A。 2．小李在公园跑步时，远处一辆洒水车一边播放音乐一边迎面驶来，他发现音乐的音调比平时高；当洒水车经过他身边后逐渐远去时，音乐的音调又变低了。关于对这一现象的解释，下列说法正确的是（　　） A．空气的湿度影响了声音的传播速度 B．洒水车在靠近小李时提高了音乐播放的音量 C．小李跑步时心跳加快，导致听觉感知发生变化 D．洒水车与小李之间的相对运动改变了小李接收到的声波频率 【答案】D 【详解】A．音调由声波频率决定，空气湿度仅会影响声音传播速度，不会改变观察者接收到的声波频率，与音调变化无关，故A错误； B．音量是声音的响度，与描述音调高低的题干现象无关，且洒水车播放音乐的音量不会随靠近观察者自动提高，故B错误； C．该现象是客观的物理效应，并非听觉感知的主观变化，故C错误； D．根据多普勒效应，波源与观察者存在相对运动时，观察者接收到的声波频率会发生改变：二者相互靠近时接收频率升高，音调变高；相互远离时接收频率降低，音调变低，故D正确。 故选D。 3．自动驾驶汽车使用车载雷达发出的电磁波被前方障碍物反射的电磁波的频率变化（多普勒效应），测量汽车与障碍物的相对速度。若汽车在平直公路上匀速行驶并发射频率为f的电磁波。下列说法正确的是（    ） A．靠近障碍物时，车载雷达发射波的频率大于f B．靠近障碍物时，车载雷达接收的反射波的频率大于f C．远离障碍物时，车载雷达发射波的频率大于f D．远离障碍物时，车载雷达接收的反射波的频率大于f 【答案】B 【详解】AC．车载雷达是电磁波的发射波源，发射波的频率由波源本身固有属性决定，和汽车与障碍物的相对运动无关，始终等于，AC错误； B．靠近障碍物时，第一步：障碍物作为接收者，因波源（雷达）靠近，接收到的电磁波频率高于；第二步：障碍物反射电磁波，相当于发射频率高于的波源，此时汽车作为接收者靠近该波源，接收到的反射波频率进一步升高，最终大于，B正确； D．远离障碍物时，第一步：障碍物作为接收者，因波源（雷达）远离，接收到的电磁波频率低于；第二步：障碍物反射电磁波，相当于发射频率低于f的波源，此时汽车作为接收者远离该波源，接收到的反射波频率进一步降低，最终小于，D错误。 故选B。 4．如图所示，小明同学通过手机蓝牙功能和教室电脑连接，然后利用频率发生器输入的声音信号，讲台上方一对扩音器开始发出声音，然后绕教室走了一圈。下列说法正确的是（　　） A．小明同学会听到声音发生忽强忽弱的变化 B．两个扩音器的音量必须相同，才能发生干涉现象 C．小明同学听到的声音波速和环境中其他声音波速不相同 D．关闭一个音响，小明同学迅速跑开，听到声音音调升高 【答案】A 【详解】A．在行走过程中，两个扩音器发出频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区与减弱区，小明同学会听到声音发生忽强忽弱的变化，故A正确； B．发生干涉的条件之一是两列波的频率相同，与音量无关，故B错误； C．声波属于机械波，波速与介质有关，在相同环境下波速相同，故C错误； D．根据多普勒效应，关闭一个音响，小明同学迅速跑开，小明远离声源，单位时间内接收到的完整的波的个数会减少，即接收到的波的频率变小，故听到声音音调降低，故D错误。 故选A。 5．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。 6．固定在振动片上的金属丝以恒定的频率触动水面形成水波，当振动片在水面上移动时拍得一幅如图所示的照片，由照片可知（　　） A．振动片正向右移动 B．水波波速逐渐变小 C．a处接收到的水波频率大于b处 D．a处接收到的水波频率小于b处 【答案】C 【详解】AB．由图片可知，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，水波的波速由传播介质决定，不变。故AB错误； CD．因为水波的速度在各处是一样的，单位时间内在a处接收到的完整的波个数多于b处，所以a处接收到的振动频率大于b处接收到的振动频率，故C正确，D错误。 故选C。 7．将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹杆将蜂鸣器举起，并在头上快速旋转。对于相隔几米远静止的观察者，可听到“嗡嗡”的声音。下列说法正确的是（　　） A．他听到的音调忽高忽低 B．他听到的音调保持不变 C．当蜂鸣器向他靠近时，他听到的音调降低 D．若保持蜂鸣器不动，当他远离时，他听到的音调升高 【答案】A 【详解】多普勒效应是由于波源与观察者发生相对运动，导致观察者接收到的波的频率发生了变化。当蜂鸣器旋转时，观察者与蜂鸣器的相对距离周期性变化，导致接收到的声音频率发生忽高忽低的变化，即发生多普勒效应。当蜂鸣器向观察者靠近时，他接收到的声音频率变高、听到声音的音调升高；若保持蜂鸣器不动，当观察者远离时，接收到的声音频率变低、听到声音的音调变低。故A正确，BCD错误。 故选A。 8．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。 9．用发波水槽演示多普勒效应原理的波纹示意图如图所示，图形关于x轴对称分布，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，下列说法正确的是（　　） A．A处波速小于B处波速 B．波源向x轴正方向运动 C．在C处观测到的频率小于振源的振动频率 D．若波源不动，持续提高振动频率也会显示图示现象 【答案】C 【详解】A．机械波传播速度与介质有关，A处、B处位于同一介质，故波速相等，故A错误； BC．在B处单位时间内接收到的波面比A处多，则在B处观察到的频率比在A处观察到的频率高，因此波源向x轴负方向运动，在C处观测到的频率小于振源的振动频率，故B错误，C正确； D．若波源不动，持续提高振动频率也不会显示图示现象，因为没有多普勒效应，故D错误。 故选C。 10．（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。 11．（多选）如图所示，时刻，甲同学从坐标原点出发沿x轴正方向以的速度匀速运动，同时，一列简谐横波从位于x轴上的波源S处开始沿x轴传播，时甲同学第一次接收到该简谐横波，已知该简谐横波的波长为1m，从甲同学的视角，该简谐横波的频率为3Hz，甲同学的运动对波的传播没有影响，则下列说法正确的是（　　） A．这列简谐横波的波速一定为 B．这列简谐横波的波速可能为 C．该列简谐横波的波源可能在处 D．该列简谐横波的波源可能在处 【答案】CD 【详解】由多普勒效应可知，若甲同学和简谐横波相向而行，则有 解得 相对波速为 波源位于处； 若甲同学和简谐横波同向而行，则有 解得 甲同学的位移为 波的传播距离为 波源位于处，AB错误，CD正确。 故选CD。 12．（多选）如图所示为移动的振动片上金属丝周期性触动水面形成的水波图样，A、B为水面上的两点，此时金属丝恰好触动水面上的O点，。下列说法正确的是（　　） A．O点产生的水波先传到A点 B．A点水波的频率大于B点水波的频率 C．振动片在水平向左运动 D．任意时刻A、B处质点的位移总相同 【答案】BC 【详解】A．由题知，波的传播速度取决于介质，所以图中振动片两侧的水波传播速度一样快。O点产生的水波同时传播到A、B点，故A错误； B．图中振动片左侧单位时间内接收到的完全波的个数较多，则振动片左侧接收到的水波频率更高。故A点水波的频率大于B点水波的频率，故B正确； C．由图可知，波源左侧的波纹较密集，则说明振动片正在水平向左运动，故C正确； D．波源的运动会影响接收到波的频率，当波源向A接近时，观察者感知到的频率会增加；当波源远离A时，观察到的频率减小，故任意时刻A、B处质点的位移不可能总相同，故D错误； 故选BC。 13．一频率为600Hz的声源以20rad/s的角速度沿一半径为0.8m的圆周（圆心为O点）做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到在A处发出声音的频率_____600Hz，在B处发出声音的频率_____600Hz，在C处发出声音的频率_____600Hz，在D处发出声音的频率_____600Hz（填“大于”“小于”“等于”）。 【答案】 大于 等于 小于 等于 【详解】[1]根据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，根据声源运动至A、B、C、D四个点时相对于观察者的速度方向，可知A点有接近观察者的趋势，故观察者接收到在A处发出声音的频率大于600Hz。 [2][4]声源在B、D两点的速度方向垂直于O点与观察者的连线，在相对运动的垂直方向不会发生多普勒效应，故观察者接收到在B处发出声音的频率等于600Hz，在D处发出声音的频率等于600Hz。 [3]C点有远离观察者的趋势，故观察者接收到在C处发出声音的频率小于600Hz。 二、多普勒效应的应用 14．“中国天眼”望远镜已经投入使用，天文观测者通过望远镜观测一个遥远的螺旋星系。该星系的左半部分靠近地球旋转，而右半部分则远离地球旋转。他在观测过程中发现（　　） A．星系左半部分的光和右半部分的光频率一致 B．星系左半部分的光频率高于右半部分的光频率 C．星系左半部分的光频率低于右半部分的光频率 D．如果星系不旋转且离我们远去，星系的光频率不断变大 【答案】B 【详解】ABC．根据波的多普勒效应，星系左半部分靠近地球旋转，光频率升高（蓝移）；右半部分远离地球旋转，光频率降低（红移）。因此左半部分光频率高于右半部分，故AC错误，B正确。 D．若星系不旋转且整体远离地球，根据多普勒效应，光频率应降低（红移），而非变大。故D错误。 故选B。 15．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。 16．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 。 17．B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为10m/s B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．利用B超可以测血流速度，原理是波的衍射 D．超声波不能在真空中传播 【答案】D 【详解】A．由图知，则超声波在血管中的传播速度大小为 A错误； B．质点N离最近的波峰距离为 可知波峰第一次传播到质点N所需时间为 则质点N恰好第二次处于波峰的时刻为 故B错误； C．医生利用B超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应，故C错误； D．超声波属于机械波，不能在真空中传播，故D正确。 故选D。 18．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。 19．歼20是我国现役的一款高性能的隐形战斗机，其速度最大可以达到声速的1.5倍。歼20某次执行任务以不变的水平速度飞行时，某时刻发出的声波传到如图所示的圆周上时，歼20也刚好运动到圆周上，P、Q为航线上的两点，下列说法正确的是（　　） A．歼20由Q向P方向飞行 B．歼20的速度与它发出声波的速度大小相等 C．地面上的M点接收到的声波频率高于歼20发出的声波频率 D．地面上的N点接收到的声波频率等于歼20发出的声波频率 【答案】B 【详解】A．由图可知，歼20发出声波的位置是在圆心位置，歼20移到圆心的右侧，故歼20由向方向飞行，A错误； B．由图可知，歼20飞行的距离与声波在相同时间传播的距离相同，故两者速度大小相等，B正确； C．由多普勒效应，飞机在远离地面上点，地面上点接收频率小于歼20发生的声波频率，C错误； D．同理飞机靠近地面上点，接收到的声波频率高于歼20发出的声波频率，D错误。 故选B。 20．（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。 21．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 【答案】A 【详解】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。 22．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 【答案】B 【详解】A．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； 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．歼-20发出的声波在各方向上速度相同，由题图可知处于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。 故选B。 23．我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机如图所示。悬停在深海中的“海翼”号发出声呐信号的频率为f，传播速度为v。现停泊在海面上的监测船收到的频率稍大于它发出声呐信号的频率，则（　　） A．该信号在海水中的波长为 B．该信号在海水中频率变大 C．监测船收到的频率稍大是波的干涉现象 D．滑翔机正在远离监测船 【答案】A 【详解】A．根据波速定义，声呐信号在该处海水中的波长，故A正确； B．频率由波源决定，不变，故B错误； CD．根据多普勒效应，当滑翔机靠近监测船时，监测船接收到的频率大于滑翔机发出声呐信号的频率，故CD错误。 故选A。 24．如图所示，产生机械波的波源S做匀速运动，图中的圆表示机械波的波面，A、B、C、D表示四个观察者的位置，则下列说法正确的是（　　） A．波源正在向A点移动 B．波源正在向C点移动 C．B点的观察者接收到的频率最高 D．D点的观察者接收到的频率最高 【答案】A 【详解】由多普勒效应可知，当波源靠近观察者时，观察者单位时间内接收到完整波的个数增加，接收到的频率变大；当波源远离观察者时，观察者单位时间内接收到完整波的个数减少，接收到的频率变小，由题图可知处于A点的观察者单位时间内接收到完整波的个数最多，则波源正在向A点移动，A点的观察者接收到的频率最高。 故选A。 25．图甲为我国正在研制的一款具备全隐身性能的战斗机。图乙中一系列圆为该战斗机水平匀速飞行时，不同时刻连续发出的声波在同一时刻到达的位置，P为战斗机飞行平面内的固定观察点，则该战斗机（　　） A．正在靠近P点，其飞行速度小于声速 B．正在靠近P点，其飞行速度大于声速 C．正在远离P点，其飞行速度小于声速 D．正在远离P点，其飞行速度大于声速 【答案】D 【详解】左侧圆较小，说明声波传播时间较短，说明战斗机的运动方向向左，即正在远离P点；战斗机运动到某位置时，声波还在后面，即战斗机运动快于声音，故D正确，ABC错误。 故选D。 26．如图所示，接收器、波源及反射面的位置如图所示，已知波速为，波源静止不动，频率为，接收器以运动，反射面以运动。则接收器所接收的拍频为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】接收器直接接收到由波源发出的波的频率为 接收器接收到的由反射面反射的波的频率为 其中反射面接收到的波的频率为 故拍频为 故选A。 27．（多选）近年来，遵义乌江寨景区利用现代科技赋能文旅发展，常在夜空呈现精彩的无人机表演。如图，某次表演过程中，无人机表演编队以恒定速度向右朝摄像无人机飞行，发出频率为的嗡嗡声，摄像无人机接收到表演编队的频率为f的嗡嗡声。若摄像无人机与表演编队相互（　　） A．远离时f大于 B．远离时f小于 C．靠近时f大于 D．靠近时f小于 【答案】BC 【详解】当波源（表演编队无人机）与观察者（摄像无人机）相互靠近时，观察者接收到的声波频率大于波源的固有频率；当二者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源的固有频率。 故选BC。 28．（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。 29．（多选）当波源与观测者发生相对运动时，观测者接收到波的频率发生变化，这是我们熟悉的多普勒效应。观测者和波源之间的距离变化越快，多普勒效应越明显。原子吸收和发出某些特定波长的电磁波，因此我们观察到的某颗恒星的光谱包含由此恒星的大气层中的原子引起的吸收谱线。已知钠原子具有一条波长为的特征谱线。研究人员在观测某遥远双恒星系统的光谱时，从时开始在表中记录对于钠线的吸收光谱，其中1号恒星和2号恒星吸收光谱的波长分别为和。假定研究人员处于双星运动所在平面，双星均近似做匀速圆周运动，且不考虑双恒星系统质心的运动。不考虑相对论效应和宇宙膨胀的影响。关于该双恒星系统，下列说法不正确的是（　　） 0.3 5893.1 5897.5 0.6 5892.8 5897.7 0.9 5893.7 5897.2 1.2 5896.2 5896.2 1.5 5897.3 5895.1 1.8 5898.7 5894.3 2.1 5899.0 5894.1 2.4 5898.1 5894.6 2.7 5896.4 5895.6 3.0 5894.5 5896.7 3.3 5893.1 5897.3 3.6 5892.8 5897.7 3.9 5893.7 5897.2 A．双恒星绕质心转动的周期约为 B．观测到波长为的光是1号恒星远离观测者时发出的 C．在间观测到波长为的光是2号恒星在距离观测者最远位置附近发出的 D．通过比较观测波长变化量，可判断1号恒星转动半径较小 【答案】CD 【详解】A．由表中记录的数据，可知在期间，两恒星吸收光谱的波长是一个循环变化周期，则转动的周期约为，故A正确； B．观测到光的波长为，波长变长，由多普勒效应可知，它是1号恒星远离观测者时发出的，故B正确； C．在间观测到波长为的光，波长在逐渐减小，由多普勒效应可知，2号恒星在逐渐接近观测者，时，在距离观测者最远位置附近，故C错误； D．观测波长变化量，可知变化范围较大，多普勒效应更明显，距离变化更快，线速度更大，可判断1号恒星转动半径较大，故D错误。 本题选择不正确的，故选CD。 30．如图所示，利用发波水槽形成的水波向四周传播，S 是波源，质点M、Q与S在同一条直线上，若波源沿直线MQ向Q匀速移动，则M、Q两点接收到的水波频率的大小关系是 fM______fQ。    【答案】< 【详解】根据多普勒效应规律可知，由于波源靠近Q，则Q点接受到的水波的频率大于波源的频率，由于波源远离M，则M点接受到的水波的频率小于波源的频率，则有 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5 多普勒效应 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、多普勒效应 1 二、多普勒效应的应用 4 【拓思维·重难突破】 6 一、多普勒效应 1．安装在公路旁的多普勒测速仪，向行驶中的车辆发射已知频率的超声波。当某汽车远离测速仪时，测速仪接收到的反射波频率与发出的超声波频率相比（     ） A．变小 B．变大 C．不变 D．先变大后变小 2．小李在公园跑步时，远处一辆洒水车一边播放音乐一边迎面驶来，他发现音乐的音调比平时高；当洒水车经过他身边后逐渐远去时，音乐的音调又变低了。关于对这一现象的解释，下列说法正确的是（　　） A．空气的湿度影响了声音的传播速度 B．洒水车在靠近小李时提高了音乐播放的音量 C．小李跑步时心跳加快，导致听觉感知发生变化 D．洒水车与小李之间的相对运动改变了小李接收到的声波频率 3．自动驾驶汽车使用车载雷达发出的电磁波被前方障碍物反射的电磁波的频率变化（多普勒效应），测量汽车与障碍物的相对速度。若汽车在平直公路上匀速行驶并发射频率为f的电磁波。下列说法正确的是（    ） A．靠近障碍物时，车载雷达发射波的频率大于f B．靠近障碍物时，车载雷达接收的反射波的频率大于f C．远离障碍物时，车载雷达发射波的频率大于f D．远离障碍物时，车载雷达接收的反射波的频率大于f 4．如图所示，小明同学通过手机蓝牙功能和教室电脑连接，然后利用频率发生器输入的声音信号，讲台上方一对扩音器开始发出声音，然后绕教室走了一圈。下列说法正确的是（　　） A．小明同学会听到声音发生忽强忽弱的变化 B．两个扩音器的音量必须相同，才能发生干涉现象 C．小明同学听到的声音波速和环境中其他声音波速不相同 D．关闭一个音响，小明同学迅速跑开，听到声音音调升高 5．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 6．固定在振动片上的金属丝以恒定的频率触动水面形成水波，当振动片在水面上移动时拍得一幅如图所示的照片，由照片可知（　　） A．振动片正向右移动 B．水波波速逐渐变小 C．a处接收到的水波频率大于b处 D．a处接收到的水波频率小于b处 7．将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹杆将蜂鸣器举起，并在头上快速旋转。对于相隔几米远静止的观察者，可听到“嗡嗡”的声音。下列说法正确的是（　　） A．他听到的音调忽高忽低 B．他听到的音调保持不变 C．当蜂鸣器向他靠近时，他听到的音调降低 D．若保持蜂鸣器不动，当他远离时，他听到的音调升高 8．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 9．用发波水槽演示多普勒效应原理的波纹示意图如图所示，图形关于x轴对称分布，波源以固定频率振动并以恒定速度移动，下列说法正确的是（　　） A．A处波速小于B处波速 B．波源向x轴正方向运动 C．在C处观测到的频率小于振源的振动频率 D．若波源不动，持续提高振动频率也会显示图示现象 10．（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 11．（多选）如图所示，时刻，甲同学从坐标原点出发沿x轴正方向以的速度匀速运动，同时，一列简谐横波从位于x轴上的波源S处开始沿x轴传播，时甲同学第一次接收到该简谐横波，已知该简谐横波的波长为1m，从甲同学的视角，该简谐横波的频率为3Hz，甲同学的运动对波的传播没有影响，则下列说法正确的是（　　） A．这列简谐横波的波速一定为 B．这列简谐横波的波速可能为 C．该列简谐横波的波源可能在处 D．该列简谐横波的波源可能在处 12．（多选）如图所示为移动的振动片上金属丝周期性触动水面形成的水波图样，A、B为水面上的两点，此时金属丝恰好触动水面上的O点，。下列说法正确的是（　　） A．O点产生的水波先传到A点 B．A点水波的频率大于B点水波的频率 C．振动片在水平向左运动 D．任意时刻A、B处质点的位移总相同 13．一频率为600Hz的声源以20rad/s的角速度沿一半径为0.8m的圆周（圆心为O点）做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如图所示，则观察者接收到在A处发出声音的频率_____600Hz，在B处发出声音的频率_____600Hz，在C处发出声音的频率_____600Hz，在D处发出声音的频率_____600Hz（填“大于”“小于”“等于”）。 二、多普勒效应的应用 14．“中国天眼”望远镜已经投入使用，天文观测者通过望远镜观测一个遥远的螺旋星系。该星系的左半部分靠近地球旋转，而右半部分则远离地球旋转。他在观测过程中发现（　　） A．星系左半部分的光和右半部分的光频率一致 B．星系左半部分的光频率高于右半部分的光频率 C．星系左半部分的光频率低于右半部分的光频率 D．如果星系不旋转且离我们远去，星系的光频率不断变大 15．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 16．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 17．B超是一种超声技术，探头发射超声波扫描人体，通过接收和处理载有人体组织或结构性质特征信息的回波形成图像。某血管探头沿x轴正方向发射简谐超声波，如图所示，时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度大小为10m/s B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．利用B超可以测血流速度，原理是波的衍射 D．超声波不能在真空中传播 18．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 19．歼20是我国现役的一款高性能的隐形战斗机，其速度最大可以达到声速的1.5倍。歼20某次执行任务以不变的水平速度飞行时，某时刻发出的声波传到如图所示的圆周上时，歼20也刚好运动到圆周上，P、Q为航线上的两点，下列说法正确的是（　　） A．歼20由Q向P方向飞行 B．歼20的速度与它发出声波的速度大小相等 C．地面上的M点接收到的声波频率高于歼20发出的声波频率 D．地面上的N点接收到的声波频率等于歼20发出的声波频率 20．（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 21．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 22．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 23．我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机如图所示。悬停在深海中的“海翼”号发出声呐信号的频率为f，传播速度为v。现停泊在海面上的监测船收到的频率稍大于它发出声呐信号的频率，则（　　） A．该信号在海水中的波长为 B．该信号在海水中频率变大 C．监测船收到的频率稍大是波的干涉现象 D．滑翔机正在远离监测船 24．如图所示，产生机械波的波源S做匀速运动，图中的圆表示机械波的波面，A、B、C、D表示四个观察者的位置，则下列说法正确的是（　　） A．波源正在向A点移动 B．波源正在向C点移动 C．B点的观察者接收到的频率最高 D．D点的观察者接收到的频率最高 25．图甲为我国正在研制的一款具备全隐身性能的战斗机。图乙中一系列圆为该战斗机水平匀速飞行时，不同时刻连续发出的声波在同一时刻到达的位置，P为战斗机飞行平面内的固定观察点，则该战斗机（　　） A．正在靠近P点，其飞行速度小于声速 B．正在靠近P点，其飞行速度大于声速 C．正在远离P点，其飞行速度小于声速 D．正在远离P点，其飞行速度大于声速 26．如图所示，接收器、波源及反射面的位置如图所示，已知波速为，波源静止不动，频率为，接收器以运动，反射面以运动。则接收器所接收的拍频为（　　） A． B． C． D． 27．（多选）近年来，遵义乌江寨景区利用现代科技赋能文旅发展，常在夜空呈现精彩的无人机表演。如图，某次表演过程中，无人机表演编队以恒定速度向右朝摄像无人机飞行，发出频率为的嗡嗡声，摄像无人机接收到表演编队的频率为f的嗡嗡声。若摄像无人机与表演编队相互（　　） A．远离时f大于 B．远离时f小于 C．靠近时f大于 D．靠近时f小于 28．（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 29．（多选）当波源与观测者发生相对运动时，观测者接收到波的频率发生变化，这是我们熟悉的多普勒效应。观测者和波源之间的距离变化越快，多普勒效应越明显。原子吸收和发出某些特定波长的电磁波，因此我们观察到的某颗恒星的光谱包含由此恒星的大气层中的原子引起的吸收谱线。已知钠原子具有一条波长为的特征谱线。研究人员在观测某遥远双恒星系统的光谱时，从时开始在表中记录对于钠线的吸收光谱，其中1号恒星和2号恒星吸收光谱的波长分别为和。假定研究人员处于双星运动所在平面，双星均近似做匀速圆周运动，且不考虑双恒星系统质心的运动。不考虑相对论效应和宇宙膨胀的影响。关于该双恒星系统，下列说法不正确的是（　　） 0.3 5893.1 5897.5 0.6 5892.8 5897.7 0.9 5893.7 5897.2 1.2 5896.2 5896.2 1.5 5897.3 5895.1 1.8 5898.7 5894.3 2.1 5899.0 5894.1 2.4 5898.1 5894.6 2.7 5896.4 5895.6 3.0 5894.5 5896.7 3.3 5893.1 5897.3 3.6 5892.8 5897.7 3.9 5893.7 5897.2 A．双恒星绕质心转动的周期约为 B．观测到波长为的光是1号恒星远离观测者时发出的 C．在间观测到波长为的光是2号恒星在距离观测者最远位置附近发出的 D．通过比较观测波长变化量，可判断1号恒星转动半径较小 30．如图所示，利用发波水槽形成的水波向四周传播，S 是波源，质点M、Q与S在同一条直线上，若波源沿直线MQ向Q匀速移动，则M、Q两点接收到的水波频率的大小关系是 fM______fQ。    / 学科网（北京）股份有限公司 $