3.4 多普勒效应及其应用（重难点专练）物理鲁科版选择性必修第一册

**基本信息** 以“规律-理解-应用”为逻辑链，通过表格归纳相对位置与频率关系，提炼频率比较法，系统构建多普勒效应解题体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |多普勒效应|4题（含超声波反射、蜂鸣器旋转等情境）|相对位置-频率关系表格归纳（静止/靠近/远离三种情况）|从现象规律（表格）到本质理解（波源频率不变，接收频率变化）| |多普勒效应的应用|4题（含测速、彩超、天体运动等）|频率比较法（f观察者与f波源大小关系判断相对运动方向）|规律应用到实际问题，体现运动和相互作用观念|

第4节 多普勒效应及其应用（题型突破） 题型01 多普勒效应 题型02 多普勒效应的应用 ▌题型01 多普勒效应 1. 相对位置变化和频率变化关系(规律) 相对位置 图示 结论 波源S和观察者相对静止 f观察者=f波源,接收到的音调不变 波源S不动,观察者由A→B或由A→C运动 若由A→B运动,靠近波源,f观察者>f波源,接收到的音调变高;若由A→C运动,远离波源,f观察者<f波源,接收到的音调变低 两个观察者分别在A、B保持不动,波源S由S→S'运动 波源靠近A,>f波源,接收到的音调变高;波源远离B,<f波源,接收到的音调变低 2. 多普勒效应的理解 (1)多普勒效应是由观察者和波源相互靠近或远离时产生的一种现象。 (2)多普勒效应是波所特有的一种现象。不仅机械波会产生多普勒效应,后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象。 3. 多普勒效应中的频率问题 (1)波源的频率不会发生变化。 (2)音调由频率决定。 (3)观察者感觉到音调变化是因为观察者与波源发生相对运动时,观察者接收到的频率发生了变化,并非波源的频率发生了变化。 1.(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比(　　) A.波速变大 B.波速不变 C.频率变高 D.频率不变 2.上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，同学们听到蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是(　　) A.旋转时蜂鸣器发声的频率变化了 B.由于旋转，改变了同学们听到的声音频率 C.蜂鸣器音调变低时，一定是向学生的方向运动 D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的 3.(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应(　　) A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度 B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理 C.铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D.有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去 4.(多选)如图所示，将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是(　　) A.振针在向右移动 B.振针在向左移动 C.在A处的观察者，接收到的水波频率变小 D.在A处的观察者，接收到的水波频率变大 ▌题型02 多普勒效应的应用 通过比较波源频率f波源与观察者接收到的频率f观察者的大小关系,利用多普勒效应即可分析判断出波源和观察者的相对运动方向。当f观察者<f波源时,二者间距在增大;当f观察者>f波源时,二者间距在减小。 1. (多选)下列与多普勒效应有关的是(　　) A.科学家用激光测量月球与地球间的距离 B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 C.交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度 D.科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度 2.下列技术应用涉及多普勒效应的是(　　) A.雷达定位 B.利用“共鸣箱”来使声音增强 C.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 D.用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡 3.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz，能持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射数次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，下列说法正确的是(　　) A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz B.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率 C.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率 D.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz 4.超声波是一种频率高于20 000 Hz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，衍射本领越强 C.高速公路上的测速仪发出的超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪 D.“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回来的波的频率低于其发射的超声波的频率 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 多普勒效应及其应用（题型突破） 题型01 多普勒效应 题型02 多普勒效应的应用 ▌题型01 多普勒效应 1. 相对位置变化和频率变化关系(规律) 相对位置 图示 结论 波源S和观察者相对静止 f观察者=f波源,接收到的音调不变 波源S不动,观察者由A→B或由A→C运动 若由A→B运动,靠近波源,f观察者>f波源,接收到的音调变高;若由A→C运动,远离波源,f观察者<f波源,接收到的音调变低 两个观察者分别在A、B保持不动,波源S由S→S'运动 波源靠近A,>f波源,接收到的音调变高;波源远离B,<f波源,接收到的音调变低 2. 多普勒效应的理解 (1)多普勒效应是由观察者和波源相互靠近或远离时产生的一种现象。 (2)多普勒效应是波所特有的一种现象。不仅机械波会产生多普勒效应,后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象。 3. 多普勒效应中的频率问题 (1)波源的频率不会发生变化。 (2)音调由频率决定。 (3)观察者感觉到音调变化是因为观察者与波源发生相对运动时,观察者接收到的频率发生了变化,并非波源的频率发生了变化。 1.(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比(　　) A.波速变大 B.波速不变 C.频率变高 D.频率不变 答案　BC 解析　在同种介质中，超声波的传播速度保持不变，根据多普勒效应可知，超声波的频率变高，故B、C正确。 2.上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，同学们听到蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是(　　) A.旋转时蜂鸣器发声的频率变化了 B.由于旋转，改变了同学们听到的声音频率 C.蜂鸣器音调变低时，一定是向学生的方向运动 D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的 答案　B 解析　蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们听到的声音频率变化了，故A错误，B正确;旋转过程中，声源(蜂鸣器)与同学们的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，故D错误;当蜂鸣器远离学生时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误。 3.(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应(　　) A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度 B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理 C.铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D.有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去 答案　ABD 解析　凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对地球运动的速度，A正确;被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，接收到的频率发生变化，由多普勒效应的知识可以求出运动物体的速度，B正确;铁路工人是根据振动的强弱变化而对列车的运动作出判断的，C错误;炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的运动方向有关，D正确。 4.(多选)如图所示，将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是(　　) A.振针在向右移动 B.振针在向左移动 C.在A处的观察者，接收到的水波频率变小 D.在A处的观察者，接收到的水波频率变大 答案　AC 解析　振针前进方向上的水波变得密集，其移动反方向的水波变得稀疏，因此振针在向右移动，故A正确，B错误;波源远离观察者时，观察者接收到的频率变小，故C正确，D错误。 ▌题型02 多普勒效应的应用 通过比较波源频率f波源与观察者接收到的频率f观察者的大小关系,利用多普勒效应即可分析判断出波源和观察者的相对运动方向。当f观察者<f波源时,二者间距在增大;当f观察者>f波源时,二者间距在减小。 1. (多选)下列与多普勒效应有关的是(　　) A.科学家用激光测量月球与地球间的距离 B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 C.交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度 D.科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度 答案　BCD 解析　科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用光的反射原理，故A错误;医生利用超声波探测病人血管中血液的流速是利用超声波的多普勒效应，故B正确;交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度是利用超声波的多普勒效应，故C正确;科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，是利用光的多普勒效应，故D正确。 2.下列技术应用涉及多普勒效应的是(　　) A.雷达定位 B.利用“共鸣箱”来使声音增强 C.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 D.用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡 答案　C 解析　雷达定位是利用了电磁波的反射原理，故A错误;共鸣箱利用的是共振的原理，故B错误;医生利用超声波探测病人血管中血液的流速，是利用了声波的多普勒效应，故C正确;用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡，是利用了超声波的穿透能力强，故D错误。 3.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效。这种超声脉冲的频率高于20 000 Hz，能持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射数次。假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，下列说法正确的是(　　) A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 Hz B.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率 C.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率 D.蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz 答案　C 解析　由于蝙蝠向墙壁靠近，所以墙壁接收到的超声脉冲频率大于39 000 Hz，蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的超声脉冲频率，故C正确。 4.超声波是一种频率高于20 000 Hz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，衍射本领越强 C.高速公路上的测速仪发出的超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪 D.“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回来的波的频率低于其发射的超声波的频率 答案　C 解析　在同种介质中，超声波的速度与次声波的速度一样，A错误;超声波的频率越高，波长越短，越不容易发生明显的衍射，B错误;高速公路上的测速仪发出的超声波波长大于所接收波的波长，说明发出的超声波的频率小于所接收波的频率，根据多普勒效应，接收到的频率变高，说明此时车正在靠近测速仪，C正确;用超声波测血液流速，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回来的波的频率高于其发射的超声波的频率，D错误。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $