3.5 多普勒效应（导学案）物理人教版选择性必修第一册

该高中物理导学案聚焦“多普勒效应”，引导学生了解其定义、产生原因及应用。通过车辆鸣笛音调变化、队伍行走人数变化等情景导学，结合自主预习问题，搭建波的频率等前备知识与多普勒效应的联系，形成学习支架。 资料特色体现在情景化探究、实验视频辅助及梯度化习题设计。以生活实例（如测速仪、彩超）帮助学生建立物理观念，通过典例与变式题训练科学思维，实验视频与自主预习结合促进科学探究，助力学生理解规律并提升应用能力。

3.5+多普勒效应 导学案 1．了解多普勒效应，初步理解多普勒效应的产生原因。 2．能运用多普勒效应解释一些物理现象，了解多普勒效应的应用。 1．认识多普勒效应现象，理解波源与观察者发生相对运动时接收频率变化的规律。（重点） 2．能够运用多普勒效应规律解释生活现象与相关实际应用。（重点） 3．区分波源固有频率和观察者接收频率；厘清波源运动、观察者运动两种情景下波长、接收频率变化的内在机理。（难点） 【自主预习】 一、多普勒效应 1．多普勒效应的定义：波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的 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 的，观测到的频率 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 ，观测到的频率 ；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率 。 二、多普勒效应的应用 1．测车辆速度：交通警察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：医生向人体内发射 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 ，就能知道血流的速度。 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，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 一、多普勒效应 【情景导学】从你身边疾驰而过的车辆鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事？ 然后提问学生思考以下问题： 1.观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过。 观测者观察人数等于“过人频率” 2.当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过。 观测者观察人数大于“过人频率” 3.当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。 观测者观察人数小于“过人频率” （一）多普勒效应 1.定义：当火车向你驶来时，感觉音调变高；当火车离你远去时，感觉音调变低。（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低）． 2.多普勒效应成因分析： (1)当波源和观察者都相对介质静止时 观察者在相同时间里接收到波的个数等于波源发出的波的个数，即接受到的频率等于发出的频率。 (2)当波源不动，观察者靠近波源时 观察者在相同时间里接收到波的个数大于波源发出的波的个数，即接受到的频率大于发出的频率。 (3)当波源不动，观察者远离波源时 观察者在相同时间里接收到波的个数小于波源发出的波的个数，即接受到的频率小于发出的频率。 （二）运动和频率的关系 （三）多普勒效应的实验验证 学生观看演示实验的视频。 （四）多普勒效应成因 当波源与观察者有相对运动时： (1)如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大； (2)如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。 【典例1】(2025·山西省部分学校高二期中)将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹竿将蜂鸣器举起，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.观察者听到的音调忽高忽低 B.观察者听到的音调保持不变 C.当蜂鸣器向观察者靠近时，观察者听到的音调降低 D.若保持蜂鸣器不动，当观察者远离时，观察者听到的音调升高 【变式1】(2025·苏州市高二期末)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 二、多普勒效应的应用 【情景导学】 你知道多普勒效应在生活中有什么应用吗？ 在学生总结分享的基础上总计多普勒效应在生活中的应用。 （一）测速仪 雷达测速仪向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度。 （二）军事应用 （3） 医用“彩超” 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”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。 （四）观察天体的运动 理论和实验都证明，光波或电磁波都有多普勒效应，多普勒效应在科学技术中也有着广泛的应用。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。 【典例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.高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的 【变式2】(2025·葫芦岛市高二检测)多普勒效应在许多领域有着十分广泛的应用，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，又被测速仪a接收到，下列说法正确的是(　　) A.汽车b接收到的超声波频率小于f0 B.测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0 C.超声波被汽车b反射后，传播速度增加 D.超声波被汽车b反射后，波长变短 课堂小结： 一、单选题 1．医院里常用“彩超”检查心脏、大脑和眼底血管的病变（如图所示），这是利用了下列哪种现象（     ） A．波的反射 B．波的衍射 C．多普勒效应 D．波的干涉 2．有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（　　） A．操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的 B．发动机发出声音的频率在变化 C．场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化 D．场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调 3．如图所示，一辆汽车在平直道路上匀速行驶，在其前、后、左后、右后四个位置各有一个观察者，当汽车鸣笛发出频率为的声波时，四个观察者接收到声波的频率不同，下列说法正确的是（　　） A．出现该现象的原因是声波发生了干涉 B．汽车前方的观察者接收到声波的频率等于 C．汽车后方的观察者接收到声波的频率小于 D．单位时间内通过汽车左后方、右后方的观察者的密部的数目均为 4．如图所示，一辆执行急救任务的救护车在平直的公路上鸣笛向东急速行驶，汽车乙在另一车道上也在向东行驶，但车速小于救护车的速度，汽车甲为对向车道一辆向西行驶的小汽车。已知救护车鸣笛的频率为，关于图示时刻的下列说法正确的是（　　） A．汽车甲的驾驶员听到的响笛频率高于 B．汽车乙的驾驶员听到的鸣笛频率高于 C．汽车甲和乙的驾驶员听到鸣笛的频率相同 D．汽车乙的驾驶员听到的鸣笛频率高于汽车甲驾驶员听到的鸣笛频率 5．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（　　） A．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动 B．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化 C．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高 D．机械波不能发生多普勒效应 6．如图所示，光滑水平细杆两端固定，小滑块与轻弹簧相连，并套在细杆上，轻弹簧左端固定；在小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点，现将其拉到点由静止释放，滑块与蜂鸣器就沿着细杆在、之间振动起来。某同学站在右侧，耳朵正好在延长线上，滑块与蜂鸣器整体视为质点，则（　　） A．滑块与蜂鸣器向左运动时人听到声音的音调总是比静止时音调低，在O点音调最低 B．滑块与蜂鸣器向左运动时人听到声音的音调总是比静止时音调低，在M点音调最低 C．滑块与蜂鸣器向左运动时蜂鸣器发声的音调总是比静止时音调低，在O点音调最低 D．滑块与蜂鸣器向左运动时蜂鸣器发声的单调总是比静止时音调低，在M点音调最低 7．如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是干涉现象 B．左侧波的频率小于右侧波的频率 C．前侧波的频率大于后侧波的频率 D．单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 8．在天文学上，通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到某一星系发出的光的频率可以判断该星系相对于地球的位置变化。现观测到某星系所发出的光谱呈现“红移”，即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是（　　） A．该星系发出光的频率减小 B．该星系发出光的波长增大 C．该星系正在远离观察者 D．该星系正在靠近观察者 9．医用彩色B超利用超声波的多普勒效应测量人体血液的流向与流速。在彩色多普勒超声图像中，红色代表朝向探头的血流，蓝色代表背离探头的血流。当超声波探头固定于皮肤表面时，在彩色多普勒超声图像中，显示红色时与显示蓝色时相比（    ） A．接收波的频率更小 B．接收波的波长更短 C．接收波的波速更小 D．接收波的波速更大 10．如图所示，声源S连续发射频率一定的声波，与S共面的圆周上有四个静止的观察者a、b、c、d，当声源以一定的速度由a向b运动的过程中，接收到的频率始终高于声源发射的频率的观察者是（　　） A．a B．b C．c D．d 11．汽车无人驾驶技术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，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 12．平直公路上，汽车正在匀速远离测速仪，用多普勒测速仪向其发出频率为的超声波。下列被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像正确的是（     ） A． B． C． D． 二、多选题 13．如图1所示，甲同学站立不动吹口哨，乙同学坐在秋千上来回摆动，据图2，下列关于乙同学的感受的说法中正确的是（     ） A．乙同学从A向B运动过程中，她听到的哨声频率变高 B．乙同学从E向D运动过程中，她听到的哨声频率变高 C．乙同学在点C向右运动时，她听到的哨声频率不变 D．乙同学在点C向左运动时，她听到的哨声频率变低 14．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 15．把一个发声频率为f的声源拉到右侧A点由静止释放，让它来回摆动，C点是摆动到左侧的最高点，B点是摆动的最低点，如图所示。B点正下方有一个观察者。下列说法正确的是（     ） A．声源由A到B的过程中，接收到的声音频率先变大后变小，且都大于f B．声源由A到B的过程中，接收到的声音频率先变小后变大，且都小于f C．声源由B到C的过程中，接收到的声音频率先变大后变小，且都大于f D．声源由B到C的过程中，接收到的声音频率先变小后变大，且都小于f 16．一只蜻蜓贴着水面沿直线飞行，连续点水三次，某时刻形成的水波波纹如图所示，若蜻蜓点水时间间隔为，左侧相邻两波纹与直线的交点间距均为，则下列说法正确的是（     ） A．蜻蜓沿直线向右飞行 B．波向左传播的速度比向右传播的速度大 C．若、两点各有一个接收装置，点接收装置接收到相邻两水波的时间间隔比点小 D．水波沿直线向左传播的速度大小为 1．完全波：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。接收的频率等于单位时间内观察者接收的完全波的个数。 2．用波形图解释多普勒效应 相对位置 图示 结论 波源S和A处观察者相对静止 f波源＝f观察者 波源S不动，观察者运动，由A→B或A→C 若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者；若远离波源，由A→C，则f波源＞f观察者 A处观察者不动，波源S运动，由S→S′ f波源＜f观察者 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5+多普勒效应 导学案 1．了解多普勒效应，初步理解多普勒效应的产生原因。 2．能运用多普勒效应解释一些物理现象，了解多普勒效应的应用。 1．认识多普勒效应现象，理解波源与观察者发生相对运动时接收频率变化的规律。（重点） 2．能够运用多普勒效应规律解释生活现象与相关实际应用。（重点） 3．区分波源固有频率和观察者接收频率；厘清波源运动、观察者运动两种情景下波长、接收频率变化的内在机理。（难点） 【自主预习】 一、多普勒效应 1．多普勒效应的定义：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，观测到的频率增加；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率变小。 二、多普勒效应的应用 1．测车辆速度：交通警察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。 2．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，就能知道血流的速度。 3．测星球速度：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，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。 一、多普勒效应 【情景导学】从你身边疾驰而过的车辆鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事？ 然后提问学生思考以下问题： 1.观察者静止不动，数经过的队伍中的人数，每分钟假设有30个人经过。 观测者观察人数等于“过人频率” 2.当观察者逆着队伍行走时，数经过的队伍中的人数，每分钟将大于30个人经过。 观测者观察人数大于“过人频率” 3.当观察者与队伍同向行走且速度比队伍的小时，数经过的队伍中的人数，每分钟将小于30个人经过。 观测者观察人数小于“过人频率” （一）多普勒效应 1.定义：当火车向你驶来时，感觉音调变高；当火车离你远去时，感觉音调变低。（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低）． 2.多普勒效应成因分析： (1)当波源和观察者都相对介质静止时 观察者在相同时间里接收到波的个数等于波源发出的波的个数，即接受到的频率等于发出的频率。 (2)当波源不动，观察者靠近波源时 观察者在相同时间里接收到波的个数大于波源发出的波的个数，即接受到的频率大于发出的频率。 (3)当波源不动，观察者远离波源时 观察者在相同时间里接收到波的个数小于波源发出的波的个数，即接受到的频率小于发出的频率。 （二）运动和频率的关系 （三）多普勒效应的实验验证 学生观看演示实验的视频。 （四）多普勒效应成因 当波源与观察者有相对运动时： (1)如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大； (2)如果二者相互远离，观察者接收到的频率减小。 【典例1】(2025·山西省部分学校高二期中)将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹竿将蜂鸣器举起，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.观察者听到的音调忽高忽低 B.观察者听到的音调保持不变 C.当蜂鸣器向观察者靠近时，观察者听到的音调降低 D.若保持蜂鸣器不动，当观察者远离时，观察者听到的音调升高 【答案】　A 【解析】　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，观察者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，B、C、D错误。 【变式1】(2025·苏州市高二期末)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 【解析】　机械波传播速度与介质有关，A处、B处位于同一介质，所以波速相等，故A错误；在B处单位时间内接收到的完全波的个数比A处多，则在B处观察到的频率比在A处观察到的频率高，根据多普勒效应可以判断，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；若波源不动，持续提高振动频率不会产生多普勒效应，即不会显示图示现象，故D错误。 二、多普勒效应的应用 【情景导学】 你知道多普勒效应在生活中有什么应用吗？ 在学生总结分享的基础上总计多普勒效应在生活中的应用。 （一）测速仪 雷达测速仪向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度。 （二）军事应用 （3） 医用“彩超” 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”，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。 （四）观察天体的运动 理论和实验都证明，光波或电磁波都有多普勒效应，多普勒效应在科学技术中也有着广泛的应用。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。 【典例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，高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的，D正确。 【变式2】(2025·葫芦岛市高二检测)多普勒效应在许多领域有着十分广泛的应用，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，又被测速仪a接收到，下列说法正确的是(　　) A.汽车b接收到的超声波频率小于f0 B.测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0 C.超声波被汽车b反射后，传播速度增加 D.超声波被汽车b反射后，波长变短 【答案】　B 【解析】　由于汽车b靠近测速仪a，根据多普勒效应，汽车b接收到的超声波频率大于f0，故A错误；超声波被汽车b反射时，汽车b相当于超声波由汽车b向测速仪a传播的波源，由于多普勒效应，测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0，故B正确；波速由介质决定，超声波被汽车b反射后，传播速度大小不变，波长不变，故C、D错误。 课堂小结： 一、单选题 1．医院里常用“彩超”检查心脏、大脑和眼底血管的病变（如图所示），这是利用了下列哪种现象（     ） A．波的反射 B．波的衍射 C．多普勒效应 D．波的干涉 【答案】C 【详解】A．超声波成像的基础包含波的反射，普通的B超主要利用了该现象来获取组织的静态结构，但“彩超”的核心在于测定心脏和血管内血液的流动情况，其测速原理并非单纯利用波的反射，故A错误； B．波的衍射是指波遇到障碍物或小孔时能够绕过障碍物继续传播的现象，“彩超”未利用波的衍射现象，故B错误； C．“彩超”向人体内发射超声波，超声波遇到血管中运动的血液发生反射时，由于红细胞与探头之间存在相对运动，根据多普勒效应，仪器接收到的反射波频率会发生变化，通过分析频率的变化即可测定血流的速度和方向，故C正确； D．波的干涉是指频率相同的两列波相遇叠加，使某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱的现象，“彩超”未利用波的干涉现象，故D错误。 故选C。 2．有一飞机模型在水平面内以恒定速率做圆周运动，该飞机模型装有两冲程的活塞式发动机作为动力，发动机工作时会发出嗡嗡的声响。操纵者站的位置刚好在模型飞机轨迹圆心的正下方，下列说法正确的是（　　） A．操纵者听到发动机工作时发出的声音音调是变化的 B．发动机发出声音的频率在变化 C．场边的观众听到的声音音调忽高忽低地作周期性变化 D．场边的观众听到的声音音调一定高于操纵者听到的声音音调 【答案】C 【详解】A．飞机做匀速圆周运动时，操纵者在圆心，飞机速度方向始终与其径向垂直，相对径向速度为零，无多普勒效应，故A错误； B．发动机频率由自身振动决定，与运动无关，故B错误； C．场边观众与飞机的相对径向速度周期性变化，导致接收频率周期性变化，故C正确； D．观众接收频率时而高于、时而低于操纵者接收到的频率，故D错误。 故选C。 3．如图所示，一辆汽车在平直道路上匀速行驶，在其前、后、左后、右后四个位置各有一个观察者，当汽车鸣笛发出频率为的声波时，四个观察者接收到声波的频率不同，下列说法正确的是（　　） A．出现该现象的原因是声波发生了干涉 B．汽车前方的观察者接收到声波的频率等于 C．汽车后方的观察者接收到声波的频率小于 D．单位时间内通过汽车左后方、右后方的观察者的密部的数目均为 【答案】C 【详解】A．出现该现象的原因是声波的多普勒效应，故A错误； B．汽车前方的观察者接收到的声波频率大于，故B错误； C．汽车后方的观察者接收到声波的频率小于，故C正确； D．单位时间内通过汽车左后方、右后方的观察者的密部的数目均小于，故D错误。 故选C。 4．如图所示，一辆执行急救任务的救护车在平直的公路上鸣笛向东急速行驶，汽车乙在另一车道上也在向东行驶，但车速小于救护车的速度，汽车甲为对向车道一辆向西行驶的小汽车。已知救护车鸣笛的频率为，关于图示时刻的下列说法正确的是（　　） A．汽车甲的驾驶员听到的响笛频率高于 B．汽车乙的驾驶员听到的鸣笛频率高于 C．汽车甲和乙的驾驶员听到鸣笛的频率相同 D．汽车乙的驾驶员听到的鸣笛频率高于汽车甲驾驶员听到的鸣笛频率 【答案】A 【详解】根据多普勒效应的规律可知，当波源和观测者相互靠近时，观测者接收到的频率高于波源发出的频率；当波源和观测者相互远离时，观测者接收到的频率低于波源发出的频率；由题意汽车甲与救护车相互靠近，汽车乙与救护车相互远离，因此汽车甲驾驶员听到的鸣笛频率高于，汽车乙的驾驶员听到的鸣笛频率低于 故选A。 5．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（　　） A．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动 B．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化 C．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高 D．机械波不能发生多普勒效应 【答案】A 【详解】A．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动，故A正确； B．发生多普勒效应时，波源本身的频率并未改变，只是观察者接收到的频率与波源频率不同，故B错误； C．当火车靠近时，观察者接收到的频率高于波源频率（音调变高）；远离时接收频率低于波源频率（音调变低），故C错误； D．机械波和电磁波均能发生多普勒效应，故D错误。 故选A。 6．如图所示，光滑水平细杆两端固定，小滑块与轻弹簧相连，并套在细杆上，轻弹簧左端固定；在小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点，现将其拉到点由静止释放，滑块与蜂鸣器就沿着细杆在、之间振动起来。某同学站在右侧，耳朵正好在延长线上，滑块与蜂鸣器整体视为质点，则（　　） A．滑块与蜂鸣器向左运动时人听到声音的音调总是比静止时音调低，在O点音调最低 B．滑块与蜂鸣器向左运动时人听到声音的音调总是比静止时音调低，在M点音调最低 C．滑块与蜂鸣器向左运动时蜂鸣器发声的音调总是比静止时音调低，在O点音调最低 D．滑块与蜂鸣器向左运动时蜂鸣器发声的单调总是比静止时音调低，在M点音调最低 【答案】A 【详解】AB．滑块与蜂鸣器向左运动时，声源远离人运动，根据多普勒效应可知，人听到声音的音调总是比静止时音调低，在O点时声源相对人远离的速度最大，则音调最低，在M点声源相对人的速度为零，音调最高，选项A正确，B错误； CD．滑块与蜂鸣器向左运动时蜂鸣器在各点发声的音调与静止时都一样，选项CD错误。 故选A。 7．如图所示为一辆救护车在道路上匀速行驶时，用软件拟合其产生的声波的图样，图中的圆表示波峰。下列说法正确的是（　　） A．该图表示的是干涉现象 B．左侧波的频率小于右侧波的频率 C．前侧波的频率大于后侧波的频率 D．单位时间内前侧接收的完全波个数与后侧的相同 【答案】C 【详解】A．题图表示的是多普勒效应，A错误； BCD．根据波的图样可知，前侧形成的波纹比较密，后侧形成的波纹比较稀疏，由多普勒效应可知，前侧波的频率大于后侧波的频率，左侧波的频率等于右侧波的频率，救护车向前运动，单位时间内前侧接收的完全波个数比后侧的多，C正确，BD错误。 故选C。 8．在天文学上，通过对比某些元素在地球上的发光频率和地球上接收到某一星系发出的光的频率可以判断该星系相对于地球的位置变化。现观测到某星系所发出的光谱呈现“红移”，即接收到的光的波长增大。下列说法正确的是（　　） A．该星系发出光的频率减小 B．该星系发出光的波长增大 C．该星系正在远离观察者 D．该星系正在靠近观察者 【答案】C 【详解】A．多普勒效应仅改变观察者接收到的光的频率和波长，光源本身发出光的频率由元素的特征谱线决定，该星系发出光的频率不变，故A错误； B．根据，光源发出光的频率和光速均不变，因此发出光的波长也不变，故B错误； C．若星系正在远离观察者，根据多普勒效应，观察者接收到的光的频率小于光源实际发出的频率，由可知接收到的波长大于光源实际发出的波长，符合“红移”现象，故C正确； D．若星系正在靠近观察者，观察者接收到的光的频率会大于光源实际频率，接收到的波长更小，不符合题意，故D错误。 故选C。 9．医用彩色B超利用超声波的多普勒效应测量人体血液的流向与流速。在彩色多普勒超声图像中，红色代表朝向探头的血流，蓝色代表背离探头的血流。当超声波探头固定于皮肤表面时，在彩色多普勒超声图像中，显示红色时与显示蓝色时相比（    ） A．接收波的频率更小 B．接收波的波长更短 C．接收波的波速更小 D．接收波的波速更大 【答案】B 【详解】A．根据多普勒效应可知，当血流朝向探头运动时，探头接收到的反射波频率高于血流背离时的接收频率，即显示红色时接收波频率更大，故A错误； BCD．超声波在人体组织中的传播速度由介质决定，与血流运动方向无关，所以同种介质中波速恒定，即接收波波速不变。由波速公式可知，频率越大则波长越小，所以显示红色时接收波频率更高，因此波长更短，故B正确，CD错误。 故选B。 10．如图所示，声源S连续发射频率一定的声波，与S共面的圆周上有四个静止的观察者a、b、c、d，当声源以一定的速度由a向b运动的过程中，接收到的频率始终高于声源发射的频率的观察者是（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】B 【详解】根据多普勒效应可知，当声源靠近观察者时观察者接收到的频率大于声源发出的频率，则声源由a向b运动的过程中，观察者a接收的频率始终低于声源发射的频率，观察者c和d接收的频率先大于后小于声源发射的频率，接收到的频率始终高于声源发射的频率的是观察者b。 故选B。 11．汽车无人驾驶技术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，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】根据多普勒效应规律：波源与观察者相对静止时，接收到的频率等于波源发射频率；两者相对靠近时，接收到的频率高于发射频率；两者相对远离时，接收到的频率低于发射频率。 A．若，说明无人车与前车相对静止、速度相同，车距保持不变，无需加速，故A错误； B．若，两车相对静止车距稳定，无需减速，故B错误； C．若，说明两车相对靠近、车距逐渐减小，为保持安全车距无人车应减速，故C正确； D．若，说明两车相对远离、车距逐渐增大，说明前车速度大于无人车，但无法判断前车是正在加速、减速还是匀速运动，故D错误。 故选C。 12．平直公路上，汽车正在匀速远离测速仪，用多普勒测速仪向其发出频率为的超声波。下列被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由多普勒效应，设该超声波在空气中传播速度为，汽车远离的速度为 则汽车反射波的频率，恒定，则汽车反射波的频率恒定 测速仪收到反射回来的超声波的频率，且小于。 故选D。 二、多选题 13．如图1所示，甲同学站立不动吹口哨，乙同学坐在秋千上来回摆动，据图2，下列关于乙同学的感受的说法中正确的是（     ） A．乙同学从A向B运动过程中，她听到的哨声频率变高 B．乙同学从E向D运动过程中，她听到的哨声频率变高 C．乙同学在点C向右运动时，她听到的哨声频率不变 D．乙同学在点C向左运动时，她听到的哨声频率变低 【答案】AD 【详解】由于多普勒效应，乙同学向着声源运动时，听到的哨声音调变高，反之远离声源运动时，听到的哨声音调变低。 故选AD。 14．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。 15．把一个发声频率为f的声源拉到右侧A点由静止释放，让它来回摆动，C点是摆动到左侧的最高点，B点是摆动的最低点，如图所示。B点正下方有一个观察者。下列说法正确的是（     ） A．声源由A到B的过程中，接收到的声音频率先变大后变小，且都大于f B．声源由A到B的过程中，接收到的声音频率先变小后变大，且都小于f C．声源由B到C的过程中，接收到的声音频率先变大后变小，且都大于f D．声源由B到C的过程中，接收到的声音频率先变小后变大，且都小于f 【答案】AD 【详解】AB． 观察者在B点正下方，声源从A（右侧最高点）向最低点B运动时，声源始终在靠近观察者，因此接收到的频率始终大于f； 指向观察者的速度的大小从0开始先增大、后减小到0，因此观察者接收到的频率先变大后变小，故A正确，B错误； CD．声源从最低点B向左侧最高点C运动时，声源始终在远离观察者，因此接收到的频率始终小于f； 指向观察者的速度的大小从0开始先增大、后减小到0，因此观察者接收到的频率先变小后变大，故D正确，C错误。 故选 AD。 16．一只蜻蜓贴着水面沿直线飞行，连续点水三次，某时刻形成的水波波纹如图所示，若蜻蜓点水时间间隔为，左侧相邻两波纹与直线的交点间距均为，则下列说法正确的是（     ） A．蜻蜓沿直线向右飞行 B．波向左传播的速度比向右传播的速度大 C．若、两点各有一个接收装置，点接收装置接收到相邻两水波的时间间隔比点小 D．水波沿直线向左传播的速度大小为 【答案】AC 【详解】A．越早点水形成的水波，扩散时间越长，半径越大。 由图可知，半径越大的水波圆心越靠左，半径越小的水波圆心越靠右，说明蜻蜓点水位置逐渐右移，蜻蜓向右飞行，A正确； B．水波在同一均匀介质中传播，波速大小与传播方向无关，向左和向右传播的波速相等，B错误； C．根据多普勒效应：波源靠近观察者(Q点)时，观察者接收到的波的频率升高，相邻波的时间间隔减小； 波源远离观察者(P点)时，接收到的频率降低，时间间隔增大。因此点接收相邻水波的时间间隔比点小，C正确； D．设波速为，蜻蜓飞行速度为，相邻点水时间间隔​，相邻圆心间距为。由题意左侧相邻交点间距为 可得 ，即​， D错误。 故选 AC。 1．完全波：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波。频率表示单位时间内完成的全振动的次数。因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数。接收的频率等于单位时间内观察者接收的完全波的个数。 2．用波形图解释多普勒效应 相对位置 图示 结论 波源S和A处观察者相对静止 f波源＝f观察者 波源S不动，观察者运动，由A→B或A→C 若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者；若远离波源，由A→C，则f波源＞f观察者 A处观察者不动，波源S运动，由S→S′ f波源＜f观察者 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $