3.4 多普勒效应及其应用（讲义）物理鲁科版选择性必修第一册

本高中物理讲义聚焦“多普勒效应及其应用”核心知识点，从现象认知（如汽车鸣笛音调变化）到本质分析（波源与观察者相对运动导致接收频率变化），再到规律推导（波前分布与频率关系）及实际应用（测速仪、彩超、天体红移），构建完整知识学习支架。 该资料亮点在于融合科学思维（推导频率变化规律）、科学探究（模拟运动声源实验）与科学态度（应用价值认知），通过随学随练及分层练习（基础、素养、迁移），课中助力教师突破重难点，课后帮助学生巩固知识，提升现象解释与问题解决能力。

第三章 机械波 第4节 多普勒效应及其应用 课标要点 1.能理解多普勒效应的本质（波源与观察者相对运动导致接收频率变化），明确频率变化与相对运动方向的关系，建立对波频率变化现象的物理认知。 2.能通过分析波源靠近/远离观察者时的波前分布，推导接收频率的变化规律，解释汽车鸣笛音调变化、天体红移等现象，提升逻辑推导与现象解释能力。 3.能参与“模拟多普勒效应”实验（如运动声源发声、观察接收频率变化），记录不同相对运动状态下的现象，归纳规律，提高实验观察与数据归纳能力。 4.通过了解多普勒效应在医疗（彩超）、交通（测速仪）、天文（星系观测）中的应用，认识其科学与社会价值，培养运用物理规律服务生活与科技的意识。 学习重难点 重点：理解多普勒效应的成因及频率变化与相对运动的关系。 难点：推导多普勒效应中接收频率的变化规律并解释实际现象。 知识点 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.多普勒效应产生的原因 (1)当波源与观察者相对静止时，1 s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。 (2)当波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加(选填“增加”或“减少”)，观测到的频率增大(选填“增大”或“减小”)；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率减小(选填“增大”或“减小”)。 特别提醒 相对位置 图示 结论(频率、音调、波面) 波源S和观察者A相对静止 f观察者＝f波源 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 由A→B，f观察者>f波源 由A→C，f观察者<f波源 观察者A不动，波源S运动，由S→S'，接近观察者或远离观察者 波源向哪运动，哪个方向波面被压缩较密集 接近观察者，f观察者>f波源 远离观察者，f观察者<f波源 随学随练 1.(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　) A.只要声源在运动，就一定能观察到多普勒效应 B.如果声源静止，就观察不到多普勒效应 C.当声源朝靠近观察者的方向运动时，声源的频率不变 D.当声源朝远离观察者的方向运动时，观察者接收到的频率变小 2.固定在振动片上的金属丝S周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图照片，显示出此时波的图样。下列说法正确的是(　　) A.振动片正在向图中M一侧移动 B.图中振动片左侧的水波传播速度更快 C.图中振动片右侧接收到的水波频率更高 D.相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多 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，如图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　) A.女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B.女同学在从C点向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 C.女同学在从C点向右运动过程中，她感觉哨声音调不变 D.女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 知识点 多普勒效应的应用 1.利用多普勒测速仪测速 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。利用多普勒测速仪，还可以测量水在海底的流速，为养殖场寻找适合贝类生长的场所。 2.利用超声波测血流速度 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，就可测得血流速度。这种方法俗称为“彩超”。 说明：彩超利用了超声波多普勒效应，在B超基础上增加了血流情况，可以清晰地观察到脏器内部或是病变部位的血流速度、血管分布等，对疾病的诊断更加准确。 3.利用光波的频率变化测星球靠近或远离的速度 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，可得出星球靠近或远离我们的速度。利用多普勒效应，当星球靠近我们时所观察的现象称为“蓝移”现象，远离时称为“红移”现象。 随学随练 1.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.频率不变，波速不变 B.频率变小，波速不变 C.频率变小，波速变小 D.频率变大，波速变大 2.(多选)目前，多普勒效应已在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应下列说法正确的是(　　) A.有经验的战士从炮弹飞行的“尖叫”声就能判断飞行的炮弹是接近还是远去 B.医院检查身体血液流动速度的“彩超”运用了多普勒效应原理 C.某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变小 D.高速公路上的多普勒测速仪就是应用多普勒效应来测速的 3.(多选)汽车无人驾驶技术常用的是ACC自适应巡航控制，其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波。如图所示，无人车与前车沿同一道路同一方向做匀速直线运动，无人车上的雷达发射和接收的无线电波的频率分别为f和f'，则下列说法正确的是(　　) A.无人车与前车都静止时，f'一定等于f B.无人车速度等于前车的速度时，f'一定等于f C.无人车速度大于前车的速度时，f'一定小于f D.无人车速度小于前车的速度时，f'一定小于f 题型 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增加，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。 说明：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间的距离发生变化，观察者接收到的频率发生了变化。 活学活用 1.(多选)公路巡警开车在限速100 km/h的高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来，巡警车接收到的超声波频率比发出的低。则下列说法正确的是(　　) A.此现象属于波的衍射 B.此现象属于多普勒效应 C.该轿车超速 D.该轿车未超速 2.如图所示，光滑水平细杆两端固定，滑块与轻弹簧相连，并套在细杆上，轻弹簧左端固定；在滑块上固定一个能持续发出单一频率声音的蜂鸣器。滑块与蜂鸣器静止时处于O点，现将其拉到N点由静止释放，滑块与蜂鸣器就沿着细杆在M、N之间振动起来。某同学站在右侧，耳朵正好在MN延长线上，滑块与蜂鸣器整体视为质点，则(　　) A.该同学听到的蜂鸣器的声音是断断续续的 B.该同学听到的蜂鸣器振动时的声音总是比静止时音调高 C.如果增大滑块与蜂鸣器振动的振幅，其振动频率一定减小 D.滑块在向N点运动时该同学听到的音调比在向M点运动时高 3.一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.8 m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(　　) A.声源在A点时发出声音的频率等于600 Hz B.声源在B点时发出声音的频率等于600 Hz C.声源在C点时发出声音的频率等于600 Hz D.声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz 基础通关 1.(多选)关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是(　　) 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.科学家通过哈勃太空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相比较，波长均变长，说明该星系正在远离地球而去 2.(多选)一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况如图所示，则(　　) A.该波源正在移向A点 B.该波源正在移向B点 C.在A处观察到波的频率变低 D.在B处观察到波的频率变低 3.(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　) A.彩超利用多普勒效应可以知道血流的速度 B.当波源与观察者运动速度大小相等方向相反时，观察者感觉波源频率升高 C.当波源与观察者的间距发生变化的过程中，会发生多普勒效应 D.救护车疾驰而来，救护车司机感觉救护车发出的声波频率会变高 4.如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，静止在车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，静止在车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则(　　) A.f1<f B.f>f2 C.f1<f2 D.f1＝f2 5.某音频发生器发出频率为21 kHz的声音，这个频率已经超过了人耳所能听到的最高频率，人们采取下列哪种方式可以听到这个声音(　　) A.快速靠近音频发生器 B.快速远离音频发生器 C.绕着音频发生器做圆周运动 D.和音频发生器同时相向运动 6.一潜艇在海面下以40 km/h的恒定速度行驶，向正前方发射15 MHz的超声波，如果超声波被正前方物体反射回来时，传感器接收到的超声波频率为18 MHz，说明前方物体(　　) A.可能静止不动 B.可能与潜艇同向运动，速度大于40 km/h C.一定与潜艇同向运动，速度大于40 km/h D.一定与潜艇相向运动，速度大于40 km/h 素养提升 7.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒连续发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次正朝着表面平滑的墙壁飞扑的过程，下列判断中正确的是(　　) A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz B.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率 C.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率 D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz 8.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a接收到。则(　　) A.测速仪a的发射波与汽车b的反射波相遇会发生干涉 B.汽车b接收到的超声波频率大于f0 C.测速仪a接收到汽车b的反射波频率小于f0 D.反射波在空气中的传播速度与b运动速度有关 9.在t＝0时刻，两辆汽车甲、乙到十字路口O处的距离分别为x甲和x乙。两车分别以速率v甲和v乙沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率f0鸣笛，则在任意时刻汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化(已知声速为u，且有u>v甲，u>v乙)(　　) A.当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低 B.当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率可能等于波源发出的频率 C.当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低 D.当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率高 10.科学上利用多普勒效应测量太空中星球相对地球的运动速度。某恒星与地球正相互远离，则(　　) A.恒星发出光的频率增大 B.恒星发出光的波长增大 C.地球接收光的光速减小 D.地球接收光的频率减小 11.(多选)如图所示，小球P一边贴着水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动。x＝0处是它的初始位置;图为恰经10个周期时观察到的水面波，则下列说法正确的是(　　) A.位于x轴正方向一侧的观察者，接收到的频率大于5 Hz B.位于x轴负方向一侧的观察者，接收到的频率大于5 Hz C.水面波的传播速度是0.2 m/s，小球匀速移动的速度是0.1 m/s D.水面波的传播速度是0.4 m/s，小球匀速移动的速度是0.2 m/s 迁移创新 12.轮船在进港途中与港口间的距离随时间变化规律如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是下列选项图中的(　　) 13.如图所示的三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时产生声波的情况，图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置。已知声波在空气中的速度为340 m/s。则(　　) A.甲图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度大于340 m/s B.乙图中的飞机速度最大，丙图中的飞机速度小于340 m/s C.丙图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度等于340 m/s D.不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能比较各图中的飞机速度与声速的大小 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章 机械波 第4节 多普勒效应及其应用 课标要点 1.能理解多普勒效应的本质（波源与观察者相对运动导致接收频率变化），明确频率变化与相对运动方向的关系，建立对波频率变化现象的物理认知。 2.能通过分析波源靠近/远离观察者时的波前分布，推导接收频率的变化规律，解释汽车鸣笛音调变化、天体红移等现象，提升逻辑推导与现象解释能力。 3.能参与“模拟多普勒效应”实验（如运动声源发声、观察接收频率变化），记录不同相对运动状态下的现象，归纳规律，提高实验观察与数据归纳能力。 4.通过了解多普勒效应在医疗（彩超）、交通（测速仪）、天文（星系观测）中的应用，认识其科学与社会价值，培养运用物理规律服务生活与科技的意识。 学习重难点 重点：理解多普勒效应的成因及频率变化与相对运动的关系。 难点：推导多普勒效应中接收频率的变化规律并解释实际现象。 知识点 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.多普勒效应产生的原因 (1)当波源与观察者相对静止时，1 s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。 (2)当波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加(选填“增加”或“减少”)，观测到的频率增大(选填“增大”或“减小”)；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率减小(选填“增大”或“减小”)。 特别提醒 相对位置 图示 结论(频率、音调、波面) 波源S和观察者A相对静止 f观察者＝f波源 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 由A→B，f观察者>f波源 由A→C，f观察者<f波源 观察者A不动，波源S运动，由S→S'，接近观察者或远离观察者 波源向哪运动，哪个方向波面被压缩较密集 接近观察者，f观察者>f波源 远离观察者，f观察者<f波源 随学随练 1.(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　) A.只要声源在运动，就一定能观察到多普勒效应 B.如果声源静止，就观察不到多普勒效应 C.当声源朝靠近观察者的方向运动时，声源的频率不变 D.当声源朝远离观察者的方向运动时，观察者接收到的频率变小 答案　CD 解析　若声源和观察者均运动，且两者间相对静止，就不能观察到多普勒效应，故A错误；当声源静止，观察者靠近或远离声源时也能观察到多普勒效应，故B错误；当声源朝靠近观察者的方向运动时，两者间距变小，根据多普勒效应原理，观察者接收到的频率大于声源的频率，但声源的频率不变，故C正确；当声源朝远离观察者的方向运动时，两者间距变大，根据多普勒效应原理，观察者接收到的频率小于声源的频率，故D正确。 2.固定在振动片上的金属丝S周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图照片，显示出此时波的图样。下列说法正确的是(　　) A.振动片正在向图中M一侧移动 B.图中振动片左侧的水波传播速度更快 C.图中振动片右侧接收到的水波频率更高 D.相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多 答案　C 解析　由题图可知，波源右侧的波纹较密集，则说明振动片正在向题图中N一侧移动，故A错误；波的传播速度取决于介质，所以题图中振动片两侧的水波传播速度一样快，故B错误；题图中振动片右侧单位时间内接收到的完全波的个数较多，则振动片右侧接收到的水波频率更高，故C正确；波源向右移动，则波传播到右边的时间小于左边，所以在相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧少，故D错误。 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，如图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　) A.女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B.女同学在从C点向左运动过程中，她感觉哨声音调变低 C.女同学在从C点向右运动过程中，她感觉哨声音调不变 D.女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 答案　AB 解析　女同学从A向B运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，故A正确；女同学在从C点向左运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到哨声音调变低，故B正确；女同学在从C点向右运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，故C错误；女同学从E向D运动过程中，她逐渐远离声源，她感觉到哨声音调变低，故D错误。 知识点 多普勒效应的应用 1.利用多普勒测速仪测速 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。利用多普勒测速仪，还可以测量水在海底的流速，为养殖场寻找适合贝类生长的场所。 2.利用超声波测血流速度 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，就可测得血流速度。这种方法俗称为“彩超”。 说明：彩超利用了超声波多普勒效应，在B超基础上增加了血流情况，可以清晰地观察到脏器内部或是病变部位的血流速度、血管分布等，对疾病的诊断更加准确。 3.利用光波的频率变化测星球靠近或远离的速度 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，可得出星球靠近或远离我们的速度。利用多普勒效应，当星球靠近我们时所观察的现象称为“蓝移”现象，远离时称为“红移”现象。 随学随练 1.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.频率不变，波速不变 B.频率变小，波速不变 C.频率变小，波速变小 D.频率变大，波速变大 答案　B 解析　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。故选B。 2.(多选)目前，多普勒效应已在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应下列说法正确的是(　　) A.有经验的战士从炮弹飞行的“尖叫”声就能判断飞行的炮弹是接近还是远去 B.医院检查身体血液流动速度的“彩超”运用了多普勒效应原理 C.某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变小 D.高速公路上的多普勒测速仪就是应用多普勒效应来测速的 答案　ABD 解析　利用声波的多普勒效应，有经验的战士可以从炮弹飞行时的“尖叫”声判断炮弹的飞行方向，A正确；医院检查身体的“彩超”是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，其运用了多普勒效应原理，B正确；某一遥远星球离地球远去，根据多普勒效应，从地球上接收到该星球发出光的频率减小，则波长变长，C错误；根据物体远离或靠近声源，接收到的频率的变化能够测出物体运动的速度大小，即高速公路上的多普勒测速仪就是应用多普勒效应来测速的，D正确。 3.(多选)汽车无人驾驶技术常用的是ACC自适应巡航控制，其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波。如图所示，无人车与前车沿同一道路同一方向做匀速直线运动，无人车上的雷达发射和接收的无线电波的频率分别为f和f'，则下列说法正确的是(　　) A.无人车与前车都静止时，f'一定等于f B.无人车速度等于前车的速度时，f'一定等于f C.无人车速度大于前车的速度时，f'一定小于f D.无人车速度小于前车的速度时，f'一定小于f 答案　ABD 解析　根据多普勒效应可知，无人车与前车都静止时，f'一定等于f，故A正确；根据多普勒效应可知，无人车速度等于前车的速度时，f'一定等于f，故B正确；无人车速度大于前车的速度时，两车靠近，根据多普勒效应可知，f'一定大于f，故C错误；无人车速度小于前车的速度时，两车远离，根据多普勒效应可知，f'一定小于f，故D正确。 题型 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增加，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。 说明：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间的距离发生变化，观察者接收到的频率发生了变化。 活学活用 1.(多选)公路巡警开车在限速100 km/h的高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出已知频率的超声波，结果该超声波被那辆轿车反射回来，巡警车接收到的超声波频率比发出的低。则下列说法正确的是(　　) A.此现象属于波的衍射 B.此现象属于多普勒效应 C.该轿车超速 D.该轿车未超速 答案　BC 解析　该超声波被那辆轿车反射回来，巡警车接收到的超声波频率比发出的低，此现象为多普勒效应，A错误，B正确；巡警车接收到的超声波频率比发出的低，由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离，而巡警车车速恒定且在后面，可判断轿车的车速比巡警车的车速大，故该轿车超速，C正确，D错误。 2.如图所示，光滑水平细杆两端固定，滑块与轻弹簧相连，并套在细杆上，轻弹簧左端固定；在滑块上固定一个能持续发出单一频率声音的蜂鸣器。滑块与蜂鸣器静止时处于O点，现将其拉到N点由静止释放，滑块与蜂鸣器就沿着细杆在M、N之间振动起来。某同学站在右侧，耳朵正好在MN延长线上，滑块与蜂鸣器整体视为质点，则(　　) A.该同学听到的蜂鸣器的声音是断断续续的 B.该同学听到的蜂鸣器振动时的声音总是比静止时音调高 C.如果增大滑块与蜂鸣器振动的振幅，其振动频率一定减小 D.滑块在向N点运动时该同学听到的音调比在向M点运动时高 答案　D 解析　滑块与蜂鸣器沿着细杆在M、N之间振动时，该同学听到的蜂鸣器的声音是连续的；由于多普勒效应，该同学听到的蜂鸣器声音的音调忽高忽低，故A、B错误；滑块与蜂鸣器的振动频率与其振幅无关，故C错误；滑块在向N点运动时该同学听到的音调比在向M点运动时高，故D正确。 3.一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.8 m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(　　) A.声源在A点时发出声音的频率等于600 Hz B.声源在B点时发出声音的频率等于600 Hz C.声源在C点时发出声音的频率等于600 Hz D.声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz 答案　B 解析　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频率大于声源的频率，当声源和观察者相互远离时观察者接收到的频率小于声源的频率。将声源运动到A、B、C、D四个点时，相对于观察者的速度方向画出来，可以得到A点有接近观察者的趋势，C点有远离观察者的趋势，声源在B、D两点的速度方向垂直O点与观察者的连线。所以在B、D两点，观察者接收到的频率就等于声源的频率，而在A点观察者接收到的频率大于声源的频率，在C点观察者接收到的频率小于声源的频率，故选B。 基础通关 1.(多选)关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是(　　) 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.科学家通过哈勃太空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相比较，波长均变长，说明该星系正在远离地球而去 答案　CD 解析　产生多普勒效应的原因是波源和观察者之间有相对运动，波源发出的波的个数与观察者接收到的波的个数不相同，波源本身的频率并没有变化，一切波都能产生多普勒效应，A、B错误，C正确;当某一个星系远离地球时，在地球上接收到的该星系发出的光波，会发生多普勒效应，接收到的频率变低，即波长变长，D正确。 2.(多选)一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况如图所示，则(　　) A.该波源正在移向A点 B.该波源正在移向B点 C.在A处观察到波的频率变低 D.在B处观察到波的频率变低 答案　AD 解析　波源在某一位置产生一列球面波后，以一定的速度向外传播，由题图可知，波源由右向左移动，即移向A点，故A正确，B错误;由于观察者不动，在A处观察时，波面间距比波源不动时小，因而经过观察者的时间间隔短，频率大，同理在B处观察时波的时间间隔长，频率小，故C错误，D正确。 3.(多选)关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　) A.彩超利用多普勒效应可以知道血流的速度 B.当波源与观察者运动速度大小相等方向相反时，观察者感觉波源频率升高 C.当波源与观察者的间距发生变化的过程中，会发生多普勒效应 D.救护车疾驰而来，救护车司机感觉救护车发出的声波频率会变高 答案　AC 解析　彩超利用多普勒效应测出超声波的频率变化，可以知道血流的速度，故A正确；当波源与观察者运动速度大小相等方向相反，靠近时观察者感觉波源频率升高，远离时观察者感觉波源频率降低，故B错误；当波源与观察者的间距发生变化的过程中，会发生多普勒效应，故C正确；救护车疾驰而来，波源相对司机静止，救护车司机感觉救护车发出的声波频率等于救护车发出的声波频率，故D错误。 4.如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，静止在车左侧A处的人感受到的声波的频率为f1，静止在车右侧B处的人感受到的声波的频率为f2，则(　　) A.f1<f B.f>f2 C.f1<f2 D.f1＝f2 答案　B 解析　根据多普勒效应，因小车靠近A处的人，而远离B处的人，可知A处的人接收到的声波的频率变大，B处的人接收到的声波的频率变小，即f1>f>f2，故选B。 5.某音频发生器发出频率为21 kHz的声音，这个频率已经超过了人耳所能听到的最高频率，人们采取下列哪种方式可以听到这个声音(　　) A.快速靠近音频发生器 B.快速远离音频发生器 C.绕着音频发生器做圆周运动 D.和音频发生器同时相向运动 答案　B 解析　根据多普勒效应，当波源与观测者相互靠近时，接收到的频率变大，频率大于21 kHz，无法听到声音，A错误；根据多普勒效应，当波源与观测者相互远离时，接收到的频率变小，频率小于21 kHz，可能会听到声音，B正确；绕着音频发生器做圆周运动，波源与观测者距离不变，频率不变，无法听到声音，C错误；和音频发生器同时相向运动，两者相互靠近，接收到的频率变大，频率大于21 kHz，无法听到声音，D错误。 6.一潜艇在海面下以40 km/h的恒定速度行驶，向正前方发射15 MHz的超声波，如果超声波被正前方物体反射回来时，传感器接收到的超声波频率为18 MHz，说明前方物体(　　) A.可能静止不动 B.可能与潜艇同向运动，速度大于40 km/h C.一定与潜艇同向运动，速度大于40 km/h D.一定与潜艇相向运动，速度大于40 km/h 答案　A 解析　由多普勒效应知当波源与观察者相对静止时，观察者观察到的频率等于波源振动的频率。当波源与观察者相互靠近时，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小。故前方物体可能静止不动，可能与潜艇同向运动，速度小于40 km/h，故A正确。 素养提升 7.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒连续发射几次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次正朝着表面平滑的墙壁飞扑的过程，下列判断中正确的是(　　) A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz B.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率 C.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率 D.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz 答案　C 解析　由于蝙蝠和墙壁发生相对运动，且相互靠近，因此墙壁接收到的频率f1大于39 000 Hz，频率为f1的波经墙壁反射后，与蝙蝠相互靠近，因此蝙蝠接收到反射波的频率f2>f1，C选项正确。 8.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a接收到。则(　　) A.测速仪a的发射波与汽车b的反射波相遇会发生干涉 B.汽车b接收到的超声波频率大于f0 C.测速仪a接收到汽车b的反射波频率小于f0 D.反射波在空气中的传播速度与b运动速度有关 答案　B 解析　由多普勒效应可知，汽车b的反射波的频率大于f0，所以测速仪a的发射波与汽车b的反射波相遇不会发生干涉，故A错误；由多普勒效应可知汽车b接收到的超声波频率大于f0，故B正确；由多普勒效应可知，a、b相互靠近，测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0，故C错误；同一介质中波的传播速度相等，故D错误。 9.在t＝0时刻，两辆汽车甲、乙到十字路口O处的距离分别为x甲和x乙。两车分别以速率v甲和v乙沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率f0鸣笛，则在任意时刻汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化(已知声速为u，且有u>v甲，u>v乙)(　　) A.当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低 B.当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率可能等于波源发出的频率 C.当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低 D.当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率高 答案　C 解析　根据多普勒效应可知，当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率高；当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低，故A、B、D错误，C正确。 10.科学上利用多普勒效应测量太空中星球相对地球的运动速度。某恒星与地球正相互远离，则(　　) A.恒星发出光的频率增大 B.恒星发出光的波长增大 C.地球接收光的光速减小 D.地球接收光的频率减小 答案　D 解析　恒星发出光的频率不变，波长不变，故A、B错误;地球接收光的光速不变，故C错误;根据多普勒效应，地球接收光的频率减小，故D正确。 11.(多选)如图所示，小球P一边贴着水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动。x＝0处是它的初始位置;图为恰经10个周期时观察到的水面波，则下列说法正确的是(　　) A.位于x轴正方向一侧的观察者，接收到的频率大于5 Hz B.位于x轴负方向一侧的观察者，接收到的频率大于5 Hz C.水面波的传播速度是0.2 m/s，小球匀速移动的速度是0.1 m/s D.水面波的传播速度是0.4 m/s，小球匀速移动的速度是0.2 m/s 答案　AC 解析　小球每秒振动5次，所以波的频率为5 Hz，小球沿x轴正方向匀速移动，根据多普勒效应可知，位于x轴正方向一侧的观察者，接收到的频率大于5 Hz，位于x轴负方向一侧的观察者，接收到的频率小于5 Hz，故A正确，B错误;小球的振动周期为T＝ s＝0.2 s，小球振动10个周期所用的时间为t＝10T＝2 s，小球移动的速度为v1＝ m/s＝0.1 m/s，水面波的传播速度为v＝ m/s＝0.2 m/s，故C正确，D错误。 迁移创新 12.轮船在进港途中与港口间的距离随时间变化规律如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是下列选项图中的(　　) 答案　A 解析　轮船匀速靠近港口的过程中，测到的频率不随时间变化，但速度大时，频率大，由x－t图像可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度关系为v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，故A正确。 13.如图所示的三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时产生声波的情况，图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置。已知声波在空气中的速度为340 m/s。则(　　) A.甲图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度大于340 m/s B.乙图中的飞机速度最大，丙图中的飞机速度小于340 m/s C.丙图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度等于340 m/s D.不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能比较各图中的飞机速度与声速的大小 答案　C 解析　题图甲中，飞机运动到A点时，声波已传播到前面了，可知飞机速度慢于声波的速度，即题图甲中的飞机速度小于340 m/s；题图乙中飞机运动到A点时，声波也运动到A点，可知飞机运动速度与声速同步，即题图乙中的飞机速度等于340 m/s；题图丙中飞机运动到A点时，声波还在后面，可知飞机运动速度大于声速，即题图丙中的飞机速度大于340 m/s。综上所述，题图丙中的飞机速度最大。故选C。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $