第3章 第6节 多普勒效应-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修一同步课件（教科版）

该高中物理课件围绕多普勒效应展开，系统阐述其定义、产生原因及应用，通过警车鸣笛等情境导入引导学生观察音调变化，结合机械波频率等前序知识，以基础梳理和辨析题为支架构建认知脉络。 其亮点在于通过情境探究（如秋千上听口哨）和表格归纳相对运动与频率关系培养科学思维，例题结合测速仪、彩超等应用体现运动和相互作用观念，深化辨析题提升科学论证能力。学生能增强知识应用能力，教师可依托系统资源实施探究式教学。

第6节　多普勒效应 学习目标 1．知道什么是多普勒效应，了解产生多普勒效应的原因。　2.能运用多普勒效应解释一些物理现象。 3．了解多普勒效应的应用。 返回导航 内 容 索 引 基础自主梳理 1 1 核心知识 深度探究 2 随堂演练 巩固落实 1 3 基础自主梳理 第一部分 4 一、多普勒效应 1．定义：当观测者和波源之间有____运动时，观测者测得的频率与波源频率____。这一现象被命名为多普勒效应。 2．多普勒效应产生的原因 (1)波源与观测者相对于介质都静止时，观测者单位时间内接收到的完整波的数目与单位时间内波源发出的____，所以观测者接收到的频率和波源的振动频率____。 (2)波源相对于介质静止不动，观测者相对于波源运动。当观测者朝着波源运动时，测得的频率____波源振动的频率；当观测者远离波源运动时，测得的频率____波源振动的频率。 小于 大于 相同 相同 不同 相对 返回导航 (3)观测者相对于介质静止，波源相对于观测者运动，当二者相互____时，接收到的频率大于波源的频率；当二者____时，接收到的频率小于波源的频率。 远离 接近 返回导航 二、多普勒效应的应用 1．交通：大城市中的一些路段通常需限制车速，如学校附近，在公路上安装多普勒测速仪便可监视到过往车辆的行驶速度是否符合要求。 2．医疗：医院里用的____通过测定________，可以检查血管病变。 3．天文学：由地球接收遥远天体发出的光波的____可以判断遥远的天体相对于地球的运动速度。 频率 血液流速 彩超 返回导航 深化辨析 判断下列说法是否正确 (1)产生多普勒效应时，波源的振动频率并没有发生变化。(　　) (2)我们在剧场听演唱会时，听到的声音频率与声源的频率是不一致的。 (　　) (3)人与波源有相对运动时，接收到的频率一定发生变化。(　　) (4)只有横波才能发生多普勒效应。(　　) (5)波源与观察者相互远离时，观察者感觉到的频率变小。(　　) × √ × × √ 返回导航 核心知识 深度探究 第二部分 9 知识点一　多普勒效应 物理情境探究 情境探究 警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化。思考下列问题： (1)你听到警笛的音调有何不同？ [提示]　警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低。 返回导航 (2)实际上警笛的音调会变化吗？ [提示]　实际上警笛的音调不会变化。 (3)听到音调发生变化的原因是什么？ [提示]　警车与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增加；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小，因此会感觉警笛音调变化。 返回导航 1．波源频率 波源的频率等于单位时间内波源发出的完整波的个数。 2．观察者接收到的频率 发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，是接收者接收的频率(单位时间内接收到的完整波的个数)发生变化(大于或小于波源频率)。 返回导航 返回导航 返回导航 典型例题共研 例1 (2026·河北邯郸市期中)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，观察者接收到的频率变大，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 D 返回导航 [解析]　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； 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； 当波源与观察者相对运动时，观察者接收到的频率可能变大，也可能变小，波源的频率不变，故C错误； 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。 返回导航 AB 例2 (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，如图乙所示，下列关于女同学的感受说法正确的是(　　) A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低 C．女同学在点C向右运动时，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 返回导航 [解析]　女同学从A向B运动过程中，她在靠近声源，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，A正确； 女同学在C点向左运动时，她在远离声源，她感觉到音调变低，B正确； 女同学在C点向右运动时，她在靠近声源，根据多普勒效应，她感觉到哨声音调变高，C错误； 女同学从E向D运动过程中，她在远离声源，她感觉到音调变低，D错误。 返回导航 例3 (多选)一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生的波的情况如图所示，则(　　) A．该波源正在移向a点 B．该波源正在移向b点 C．在a处观测波的频率变低 D．在b处观测波的频率变低 AD 返回导航 [解析]　波源在某一位置产生一列波后，该波以该位置为球心，以波速作为传播速度向外传播。波的半径大，表示产生时间早，传播时间长。对照图示，可确定出波源由右向左移动，故A正确，B错误。 由于观测者不动，故波经过观测者的速度等于波速，而在a处观测时，相邻波的间距比波源不动时的间距小，因而经过观测者时间的间隔短，频率大，同理在b处时间间隔长，频率小，故C错误，D正确。 返回导航 知识点二　多普勒效应的应用 1．应用 (1)多普勒测速仪 ①用途：测定汽车的行驶速度，判断车辆是否超速。 ②原理：测速仪向行进的汽车发射某个频率的无线电波，无线电波遇到车辆发生反射，车辆相当于反射波的波源。测速仪接收到反射波，通过分析反射波的频率就可显示出车辆的行驶速度。 (2)彩色多普勒超声诊断仪(彩超) 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，测出反射超声波的频率变化，就可算出血流的速度。 返回导航 (3)电磁波监测站 ①用途：跟踪目的物(如导弹、云层等)。 ②原理：当目标从远处飞向地面监测站上空，或从地面监测站上空飞向远处时，如果监测站不断发射恒定频率的电磁波，由于多普勒效应，地面监测站接收到的反射波频率会发生相应的变化。根据这种变化，就可确定目标的距离、方位、速度等。这在军事、航天、气象预报等领域有着广泛的应用。 2．超声波：频率高于20 000 Hz的声波称为超声波，与能听到的声音相比，超声波有两个特点：一是可以比较容易地产生大功率的声波；二是它几乎沿直线传播。 返回导航 典型例题共研 例4 无人驾驶汽车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，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量与目标间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f，接收到的反射波的频率为f′，则(　　) A．当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同 B．当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态 C．当f′>f时，表明前车在加速行驶 D．当f′<f时，表明前车在减速行驶 A 返回导航 [解析]　当波源和观察者之间的距离不变时，观察者接收到的频率和波源发出的频率相等，故当f＝f′时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误； 当f′>f时，说明接收到的频率增大，两车距离减小，则前车在减速行驶，故C错误； 当f′<f时，说明接收到的频率减小，两车距离增大，则前车在加速行驶，故D错误。 返回导航 例5 公路巡警开车在高速公路上以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一个 已知频率的电磁波，该电磁波被轿车反射回来时，警车 接收到的电磁波频率比发出时低。 (1)此现象属于________。 A．波的衍射 B．波的干涉 C．多普勒效应 D．波的反射 [解析]　巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，此现象为多普勒效应。 C 返回导航 (2)若该路段限速为100 km/h，则轿车是否超速？ [解析]　因警车接收到的电磁波频率低，由多普勒效应知警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定又在后面，可判断轿车车速比警车车速大，故该轿车超速。 [答案]　超速　 (3)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的频率应怎样变化？ [解析]　若该轿车以20 m/s的速度行进时，此时警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的频率应增大。 [答案]　增大 返回导航 例6 (2025·山东泰安市期中)一个观察者在铁路旁，当火车匀速迎面驶来时，他听到的汽笛声的频率f1＝612 Hz；当火车驶过他身旁后，他听到的汽笛声频率f2＝544 Hz。若大气中声速为340 m/s，则火车速度为(　　) A．16 m/s B．19 m/s C．20 m/s D．28 m/s C 返回导航 第三部分 随堂演练 巩固落实 28 1．(多普勒效应)(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 解析：渔船向鱼群发出超声波，波速由介质决定，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比，波速不变。若鱼群正向渔船靠近，根据声波的多普勒效应，声源移向观察者时接收到的频率变高，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高，故B、C正确。 BC 返回导航 2．(多普勒效应)当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的声音的频率和音调 (　　) A．变低，变高 B．不变，变高 C．变高，变高 D．不知声速和火车车速，不能判断 解析：火车进站鸣笛时，声源与观察者距离减小，观察者感受到的频率变高，音调变高。 C 返回导航 3．(多普勒效应)(2025·江苏徐州统考期中)如图所示，静止的雷达测速仪a向迎面驶来的汽车b发射超声波，该超声波被汽车反射后又被a接收到，测速仪a接收的超声波与其直接发出的超声波相比(　　) A．频率变小 B．频率变大 C．波速变小 D．波速变大 解析：波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的超声波与雷达测速仪发出的超声波相比波速不变；根据多普勒效应，声源和观察者靠近时接收频率变高，所以被该汽车反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变大。 B 返回导航 4．(多普勒效应的应用)(2026·江苏南通市期中)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 A 返回导航 返回导航 3．发生多普勒效应的几种情况 相对位置 图示 结论 波源S和观察者A相对静止不动 f观察者＝f波源，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 若靠近波源，由A→B，则f观察者> f波源，音调变高；若远离波源，由A→C，则f观察者<f波源，音调变低 相对位置 图示 结论 观察者A不动，波源S运动，由S→S1 f观察者>f波源，音调变高 $