3.5 多普勒效应 专项训练-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

**基本信息** 以“定义-原因-应用”逻辑链构建多普勒效应知识体系，通过多场景题型强化物理观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |知识点梳理|1填空（含3小节）|概念填空|从频率变化定义出发，通过相对运动分析原因，延伸至车辆/血流/星球速度测量应用| |备考训练|10题（选择8/填空1/计算1）|覆盖概念辨析（如受迫振动与多普勒效应区分）、现象判断（星系红移/蓝移）、定量计算（车速测量）|以生活（车辆测速）、科技（天眼观测）、医学（血流检测）场景为载体，体现科学态度与责任|

理解为王——物理快乐学 2 / 5 理解为王——物理快乐学 2 / 5 3.5 多普勒效应 1．多普勒效应 (1)定义：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的_________________都会发生变化的现象。 (2)产生原因 ①波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目是_________________的，观察者观测到的频率_________________波源振动的频率。 ②波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目_________________，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率_________________。 ③波源与观察者相互远离时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目_________________，观察者观测到的频率小于波源的频率，观察到的频率_________________。 (3)应用 ①测车辆速度：交警向行进中的车辆发射_________________的超声波，同时测量_________________的频率，根据反射波频率_________________就能知道车辆的速度。 ②测血流速度：向人体内发射_________________的超声波，超声波被血管中的血流_________________后又被仪器接收，测出反射波的_________________就可得血流速度。 ③测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的_________________，然后与地球上这些元素_________________时发光的频率对照，可得星球的速度。 备考训练： 1、 超声波、次声波 2、 多普勒效应 1．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 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，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 3．“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 4．（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 5．生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为________m/s． 6．目前市面上流行一种骨传导耳机，它能将接收到的声音信号转化为机械振动，通过颅骨如图（a）所示。某同学使用骨传导耳机听一段随身携带的手机中的音乐，若接收到的声膜上某质点振动图像如图（b）所示，振幅为A，声音在空气中传播的速度为340m/s。则正确的是（　　） A．声波通过颅骨传播和空气传播的波长相同 B．耳蜗膜上该质点任意半个周期的路程均为2A C．若该段音乐在空气中传播，其声波波长为6.8m D．该同学跑动时能感受到因多普勒效应引起的声音音调变化 7．（多选）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（　　） A．只要驱动力足够大，共振就能发生 B．系统的固有频率与驱动力频率无关 C．医学上应用多普勒效应可以测定心脏跳动、血管血流快慢等情况 D．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小 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．在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播，图为某时刻这两列波的图像，下列说法正确的是（　　） A．波1的传播速度比波2的传播速度大 B．相对于同一障碍物，波2比波1的衍射现象更明显 C．在两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象 D．在两列波传播方向上运动的观察者，听到这两列波的频率均与从声源发出的频率相同 10．如图所示，人在距公路约50m的M处，一辆汽车以25m/s的速度从公路上匀速驶过，人听到的汽车的频率（　　） A．一直是稳定的 B．变得越来越高 C．变得越来越低 D．先变低后变高 理解为王——物理快乐学 2 / 5 试卷第1页，共3页 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．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。 2．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。 3．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。 4．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。 5．30 【详解】由题给出的信息可知 代入数据可得 解得： 6．B 【详解】A．声波通过颅骨传播和空气传播的周期相同，但波速不同，根据，则波长不相同，A错误； B．耳蜗膜上该质点任意半个周期的路程均为2A，B正确； C．声音在空气中传播的速度为340m/s，若该段音乐在空气中传播，其声波波长为，C错误； D．该同学跑动时声源与人耳之间无相对运动，由多普勒效应可知，感受到的声音音调频率不变，D错误。 故选B。 7．BC 【详解】A．只有驱动力频率与系统固有频率相同时，共振才能发生，故A错误； B．系统的固有频率只与系统本身有关，与驱动力频率无关，故B正确； C．医学上应用多普勒效应，通过测量反射波的频率可以测定心脏跳动、血管血流快慢等情况，故C正确； D．观察者与波源相互靠近时，根据多普勒效应，接收到的波的频率比波源的频率大，故D错误。 故选BC。 8．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．C 【详解】A．两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同。故A错误； B．由图读出声波1比声波2波长长，波长越长，波动性越强，所以相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象。故B错误； C．由v=λf得到两波频率之比为 f1：f2=1：2 两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象。故C正确； D．由于观察者在两列波传播方向上运动，会发生多普勒效应，则听到这两列波的频率均与从声源发出的频率不相同。故D错误。 故选C。 10．C 【详解】如下图所示 如图所示，车相对人的速度为 v1＝vcos θ 车匀速靠近时，θ变大，则v1变小，所以听到的声音频率变低； 当车与人的连线与车速方向垂直时v1＝0，再向前运动则汽车背离人运动，车匀速远离时，θ变大 v1＝vsin θv1变大，所以听到的声音频率变低。 故选C。 参考答案： 1．(1)频率 (2) 一定 等于 增加 变大 减少 变小 (3) 频率已知 反射波 变化的多少 频率已知 反射 频率变化 频率 静止 【详解】（1）1842年，奥地利物理学家多普勒经过认真的研究，发现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。人们把这种现象叫作多普勒效应。 （2）[1][2]当波源与观察者相对静止时，单位时间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； [3][4]当波源与观察者相互接近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观测到的频率变大； [5][6]当波源与观察者相互远离时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目减少，观测到的频率变小。 （3）[1][2][3]交警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 [4][5][6]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。 [7][8] 宇宙中的星球都在不停地运动。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，就可以算出星球靠近或远离我们的速度 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 每个知识点两个按照2-3-3练习（简、中、难——多为期中、期末、高考真题）——全面掌握 学科网（北京）股份有限公司 $