3.5多普勒效应 同步练 -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** 分层清晰，梯度合理，覆盖多普勒效应、波的特性及应用，通过生活与科技情境强化物理观念与科学思维，实现从基础认知到综合应用的巩固。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础过关练|多普勒效应概念、波的衍射、超声波特性|10道单选，结合火车鸣笛、B超等生活情境，夯实物理观念| |能力提升练|波长频率计算、多过程多普勒效应|7题（含3道多选），涉及超声波指纹识别等科技应用，培养科学推理| |培优拓展练|波的叠加、相对运动下的效应推导|3道综合计算，需模型建构（如波源运动分析），提升质疑创新能力|

3.5 多普勒效应 同步练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 基础过关练 1．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 2．海豚通过发出声波并接受其反射来寻找猎物。声波在水中传播速度为，若海豚发出频率为的声波，下列说法正确的是（　　） A．海豚的利用声音捕捉猎物的原理和医学上“彩超”相同； B．声波由水中传播到空气中，频率会改变 C．海豚接收到的回声频率与猎物相对海豚运动的速度无关 D．该声波遇到尺寸约为的障碍物时会发生明显衍射 3．超声波指纹识别是第3代指纹识别技术，相较于电容和光学指纹识别，具有精度高且不易受到外界干扰等优点，在现在智能手机上得到了广泛的应用，其原理是指纹识别器发出一束超声波，超声波在手指表面指纹的峰和谷处反射情况不相同，构建出手指指纹情况，关于超声波指纹识别，下列说法正确的是（　　） A．指纹识别中的超声波可以用次声波代替 B．超声波频率越高，在同种介质中传播速度越快 C．超声波的频率越高，波长越短，识别就越精确 D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，波长变长 4．关于机械波的特性，下列说法正确的是（　　） A．只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象 B．火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率低 C．向人体内发射频率已知的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液的速度，这种方法应用的是多普勒效应 D．只要是性质相同的波，都可以发生干涉 5．下列说法中正确的是（   ） A．蝙蝠是利用自身的超声定位系统来发现食物---昆虫的 B．当机械波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小 C．医生对病人进行“彩超”检查，实际上是利用了超声波的干涉现象 D．观察者相对于频率一定的静止声源运动时，接受到声波的频率一定发生变化 6．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 7．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 8．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，观察者接受到的频率变大，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 9．生活中有很多情景都属于振动和波的现象，下列关于四种情景中的说法正确的是（   ） A．甲图中火车鸣笛通过站台边站着的工作人员时，工作人员听到的笛声音调先变低后变高 B．乙图中如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象 C．丙图中手掌摩擦龙洗盆盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦力较大 D．丁图为干涉型消声器的结构示意图，同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应为该声波半波长的奇数倍 10．暑假期间，小明乘坐大巴前往贵州梵净山旅游。大巴以恒定速度行驶在高速公路上，前方有一辆工程车正在缓慢作业。为提醒工程车避让，小明所在的大巴鸣笛一声（笛声频率为）。已知声速为，且大巴速度。关于工程车司机听到的笛声频率，下列说法正确的是（　　） A．频率始终为，因为声速远大于车速 B．频率高于，因为大巴靠近工程车 C．频率低于，因为工程车也在向前运动 D．频率可能高于或低于，取决于工程车是否加速 能力提升练 11．彩色多普勒超声能利用超声波形成彩色血流图像，不仅具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，运用12MHz高频探头甚至可以发现血管内小于1mm的钙化点。已知超声波在人体组织中的传播速度约为1500m/s。下列说法正确的是（　　） A．超声波在真空中的传播速度大于1500m/s B．超声波从空气中进入人体时波长不变 C．该超声波在人体内传播时的波长约为1mm D．该超声波在人体内传播时的波长约为0.125mm 12．波是传递能量的一种方式。大功率次声波对暴露在其中的人体有杀伤作用。实验表明，次声波能流密度（单位时间内流过垂直单位面积的平均能量）达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。某次声波武器发射的次声波总功率为，若可视为球面波，忽略传播过程中的能量损失，则引起心肺功能衰竭的最远距离最接近（   ） A． B． C． D． 13．2025年“智能场馆声学优化”项目中，工程师利用机械波特性提升场馆体验：①场馆顶部的蜂窝状吸音板设计，可有效阻挡高频噪声，而低频噪声绕入吸音腔；②场馆两侧的扬声器组发出同频率的声波，在观众席出现“声音增强区”和“声音减弱区”。以下分析正确的是（　　） A．①中，高频噪声比低频噪声的衍射现象更明显 B．②中，“声音增强区”和“声音减弱区”是干涉现象的体现 C．若观众远离扬声器，则观众听到声音的频率比该扬声器发出声音的频率高 D．声波能在真空中传播 14．频率为固定值的声源在空气中向着静止的按收器匀速运动，以u表示声源的运动速度，v表示声波的传播速度，f表示接收器接收到的频率，若u减小．则（    ） A．f变大，v不变 B．f不变，v增大 C．f变小，v不变 D．f不变，v减小 15．（多选）火车上有一个声源发出频率一定的音乐。当火车静止，火车外的观察者也静止时，观察者听到并记住了这个音乐的音调。以下情况中，观察者听到这个音乐的音调比原来降低的是（　　） A．观察者静止，火车向他驶来 B．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 C．观察者静止，火车离他远去 D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 16．（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 17．（多选）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。已知此超声波的频率为，下列说法正确的是（　　） A．超声波在血管中的传播速度为1400m/s B．时，质点N恰好第二次处于波峰 C．超声波属于电磁波，能发生干涉、衍射等现象 D．迎着血流方向发射超声波，血液流速越快，探头接收到的反射波频率越高 培优拓展练 18．如图所示，在平静的水面上有两个波源位于边长为L=6m的等边三角形的顶点a、b。t=0时刻，a开始自平衡位置向下振动，b开始自平衡位置向上振动，且a振动的频率是b的倍，产生的两列波在水面传播的速度均为2.0m/s，其中a产生波的波长为3m。求： （1）振源b振动的周期； （2）从t=0开始，经过多长时间c质点第一次偏离平衡位置位移为负向最大值。（规定垂直水面向上为正方向）    19．如图为由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，则观察者在这1 s内接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？ 20．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。（）。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.5 多普勒效应 同步练》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A C C A C A D D B 题号 11 12 13 14 15 16 17 答案 D C B C CD AB AD 1．D 【知识点】多普勒效应、波的衍射、超声波和次声波 【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。 2．A 【知识点】多普勒效应、波的衍射、超声波和次声波 【详解】A．海豚的利用声音捕捉猎物的原理和医学上“彩超”相同，都是利用多普勒效应，选项A正确； B．声波由水中传播到空气中，频率不变，选项B错误； C．根据多普勒效应，海豚接收到的回声频率与猎物相对海豚运动的速度有关，选项C错误； D．该声波波长为 遇到尺寸约为的障碍物时不会发生明显衍射，选项D错误。 故选A。 3．C 【知识点】超声波和次声波 【详解】A．超声波具有较强的穿透能力，而次声波没有这能力，所以指纹识别中的超声波不可以用次声波代替，故A错误； B．超声波属于机械波，传播速度由介质决定，与频率无关，则超声波频率越高，在同种介质中传播速度不变，故B错误； C．超声波的频率越高，周期越小，波速不变，则波长越短，识别就越精确，故C正确； D．超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，频率不变，根据 可知波长变短，故D错误。 故选C。 4．C 【知识点】多普勒效应、波的衍射、波发生稳定干涉的条件、超声波和次声波 【详解】A．只有波长比障碍物的尺寸大或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，所以A错误； B．火车鸣笛向我们驶来时，间距变小，则我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，所以B错误； C．向人体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液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，所以C正确； D．产生干涉的两个条件是：两列波的频率必须相同，两个波源的相位差必须保持不变。所以D错误。 故选C。 5．A 【知识点】多普勒效应、波长、频率和波速的关系、生活中常见的波的干涉现象、超声波和次声波 【详解】A．蝙蝠是利用自身的超声定位系统来发现食物---昆虫的，故A正确； B．当电磁波从空气中进入水中时，频率不变，而介质的折射率变大，所以波速变小，则波长也变小，对于机械波从空气中进入水中时，频率不变，但波速变大，所以波长也变大，故B错误； C．医院检查身体的“彩超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故C错误； D．观察相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化，故D错误。 故选A。 6．C 【知识点】多普勒效应 【详解】A．回声是声波的反射现象，与相对运动无关，不属于多普勒效应，故A错误； B．声音忽强忽弱是波的干涉现象，不属于多普勒效应，故B错误； C．超声波被行进中的车辆反射后，测速仪接收到的频率变化是由于车辆与测速仪之间的相对运动导致的多普勒效应。当车辆靠近时，反射波频率升高；远离时频率降低。此现象符合多普勒效应的定义。故C正确； D．水波绕过障碍物是波的衍射现象，不属于多普勒效应，故D错误。 故选C。 7．A 【知识点】多普勒效应 【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。 8．D 【知识点】多普勒效应 【详解】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．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，观察者接受到的频率可能变大，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。 9．D 【知识点】多普勒效应、波的衍射、波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区 【详解】A．甲图中火车鸣笛通过站台边站着的工作人员时，火车与人的间距先减小后增加，根据多普勒效应可知，工作人员听到的笛声音调先变高后变低，故A错误； B．乙图中如果孔的大小不变，使波源的频率增大，波长变小，则不能观察到更明显的衍射现象，故B错误； C．丙图中用手掌摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦的频率，当摩擦的频率等于水的固有频率时，会发生共振现象，此时振幅最大，使水花飞溅，故C错误； D．丁图为干涉型消声器的结构示意图，根据波的干涉原理，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍，叠加后振动减弱，起到消声的目的，故D正确。 故选D。 10．B 【知识点】多普勒效应 【详解】根据题意，由多普勒效应可知，当波源靠近接收者时，接收者接收到的频率增大，则工程车司机听到的笛声频率高于。 故选B。 11．D 【知识点】波长、频率和波速的关系、超声波和次声波 【详解】A．超声波是机械波，不能在真空中传播，A错误； B．超声波进入人体时频率不变，但波速改变，由可知波长改变，B错误； CD．该超声波在人体内传播时的波长为，C错误，D正确。 故选D。 12．C 【知识点】超声波和次声波 【详解】由题意知当心肺功能衰竭时，单位面积接收的微波功率为，则接触面积为 因为发射的微波可视为球面波，所以 解得 故选C。 13．B 【知识点】多普勒效应、机械波及其形成、波的衍射、波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区 【详解】A．高频噪声波长较短，衍射现象不如低频噪声明显。故A错误。 B．两列同频率声波叠加形成干涉，导致某些区域振动加强（声音增强区）或减弱（声音减弱区）。故B正确。 C．根据多普勒效应，当观察者远离声源时，接收到的频率会低于声源频率。故C错误。 D．声波是机械波，传播需要介质，不能在真空中传播。故D错误。 故选B。 14．C 【知识点】多普勒效应、波长、频率和波速的关系 【详解】根据多普勒效应公式，当减小时，接收器接收到的频率减小； 声波的传播速度由介质决定，故不变。 故选C。 15．CD 【知识点】多普勒效应 【详解】AC．根据多普勒效应，当声源和观察者相互靠近时，观察者接收到的声波频率升高，音调变高；当相互远离时，频率降低，音调变低。当观察者静止，火车离他远去时，音调降低，故A错误，C正确； BD．当火车静止，观察者乘汽车远离火车运动时，音调降低，当火车静止，观察者乘汽车向着火车运动时，音调变高，故B错误；当火车静止，观察者乘汽车远离火车运动时，音调降低，故D正确。 16．AB 【知识点】多普勒效应 【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。 17．AD 【知识点】多普勒效应、波长、频率和波速的关系、波的图像、超声波和次声波 【详解】A．由图可知，超声波的波长为 依题意，有 故A正确； 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 依题意，超声波的周期为 易知质点N恰好第二次处于波峰的时刻为 故B错误； C．超声波属于机械波，能发生干涉、衍射等现象。故C错误； D．由多普勒效应可知，迎着血流方向发射超声波，血液流速越快，探头接收到的反射波频率越高。故D正确。 故选AD。 18．（1）2.5s；（2）4.875s 【知识点】波长、频率和波速的关系、波的叠加原理 【详解】（1）根据波速公式可得 依题意有 解得 （2）设两列波刚传播到c点所用的时间为t0，则 第一列波的波谷传到c点再用的时间为 第二列波的波谷传到c点再用的时间为 当c点的位移为负向最大值时，有 解得 当n2=0时，n1=1，时间最短为 t1=1.875s 则 t=t0＋t1=4.875s 19．19个，340m 【知识点】多普勒效应 【详解】[1]观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，就等于观察者接收到的波的频率。如果观察者不动，则1s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波。 [2]要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源。由s＝vt得 s＝340×1m＝340 m 即观察者每秒要远离波源340m。 20．（1），；（2），见解析 【知识点】多普勒效应 【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 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $