3.5 多普勒效应（分层作业）物理人教版选择性必修第一册

3.5 多普勒效应（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、多普勒效应及其产生条件 二、多普勒效应的应用 三、多普勒效应的成因解释 四、由水波图样判断波源运动方向 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、多普勒效应及其产生条件 1．（24-25高二下·山东名校·联考）一辆救护车鸣着警笛朝我们驶来，我们会听到警笛声从低沉的“嗡嗡”声逐渐变得尖锐刺耳，关于这种现象，下列说法正确的是（　　） A. 这种音调的变化是由于警笛发出的声音频率发生变化 B. 这种音调的变化是由于我们听到的声音频率发生变化 C. 只有波源运动才能产生这种现象 D. 只有观察者运动不能产生这种现象 【答案】B 【详解】AB．题中所示的现象为多普勒效应，声调的变化是由于波源和接收者发生相对运动而使接收者接收的频率发生变化造成的，波源发出的频率没有发生变化，即警笛发出的声音频率没有发生变化，我们听到的声音频率发生变化，故A错误，B正确； CD．结合上述可知，当波源和接收者发生相对运动时，接收者接收的频率将发生变化，当波源不动，接收者相当于波源远离或靠近，会产生这种现象，故CD错误。 故选B。 2．（25-26高二上·湖南长沙·期中）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 【答案】C 【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。 3．（24-25高二下·宁夏固原彭阳县·期中）下列关于多普勒效应的说法中，正确的是（　　） A. 只要波源在运动，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运动时，观察者接收到的频率不变 D. 当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低 【答案】D 【详解】A．多普勒效应需要波源与观察者之间有相对运动。若波源运动但观察者同步运动（相对静止），则无法观察到多普勒效应，故A错误； B．若声源静止但观察者运动，仍会产生多普勒效应（如观察者靠近或远离声源），故B错误； C．当声源靠近观察者时，观察者接收到的频率会高于声源的实际频率（如救护车靠近时音调变高），故C错误； D．当声源远离观察者时，观察者接收到的频率低于声源的实际频率（如救护车远离时音调变低），故D正确。 故选D。 4．（24-25高一下·四川广元·期末）关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A. 只有机械波才能产生多普勒效应 B. 产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C. 产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化 D. 产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化 【答案】C 【详解】A．多普勒效应是波动现象共有的特征，机械波和电磁波均可发生，故A错误； B．波源频率由振动本身决定，与相对运动无关，故B错误； C．多普勒效应的本质是观察者与波源的相对运动导致单位时间内接收到的波峰数变化，从而使观察者接收的频率改变，此现象的直接原因是接收频率的变化，故C正确； D．波速由介质决定，与波源或观察者的运动无关，故D错误。 故选C。 5．（24-25高二下·辽宁沈阳·阶段检测）发现波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率会发生变化，并研究其规律的科学家是（　　） A. 开普勒 B. 多普勒 C. 康普顿 D. 普朗克 【答案】B 【详解】根据物理学史，发现波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率会发生变化，并研究其规律的科学家是多普勒。 故选B。 6．（25-26高二上·浙江丽水·月考）（多选）如图所示，某男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　） A. 女同学从点向点运动过程中，她感觉到哨声音调变高 B. 女同学从点向点运动过程中，她感觉到哨声音调变高 C. 女同学在从点向右运动的过程中，她感觉到哨声音调不变 D. 女同学在从点向左运动的过程中，她感觉到哨声音调变低 【答案】AD 【详解】A．女同学从点向点运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应可知她感觉到哨声音调变高，故A正确； B．女同学从点向点运动过程中，她逐渐远离声源，感觉到哨声音调变低，故B错误； C．女同学从点向右运动过程中，她逐渐靠近声源，根据多普勒效应可知她感觉到哨声音调变高，故C错误； D．女同学从点向左运动过程中，她逐渐远离声源，感觉到哨声音调变低，故D正确。 故选AD。 7．（24-25高二下·山西部分·阶段检测）将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹杆将蜂鸣器举起，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. 他听到的音调忽高忽低 B. 他听到的音调保持不变 C. 当蜂鸣器向他靠近时，他听到的音调降低 D. 若保持蜂鸣器不动，当他远离时，他听到的音调升高 【答案】A 【详解】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，他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，BCD错误。 故选A。 8．（24-25高三下·山东枣庄·月考）如图所示，停在路边的路人看见一辆鸣笛的救护车从身边疾驰而过，在救护车的前面还有一辆私家车同向行驶，则下列说法正确的是（　　） A. 若救护车的速度大于私家车的速度，则私家车司机听到鸣笛声的音调比路人听到的音调低 B. 若救护车的速度大于私家车的速度，则私家车司机听到鸣笛声的音调比救护车上医生听到的音调高 C. 若救护车的速度等于私家车的速度，则私家车司机听到鸣笛声的音调与路人听到的音调一样高 D. 无论救护车的速度大小如何，路人听到鸣笛声的频率比鸣笛发出的频率低，私家车司机听到鸣笛声的频率比鸣笛发出的频率高 【答案】B 【详解】AB．若救护车的速度大于私家车的速度，则救护车向私家车靠近，根据多普勒效应，私家车司机听到鸣笛声的音调大于救护车的音调；救护车远离路人，可知路人听到的鸣笛声的音调小于救护车的音调，可知私家车司机听到鸣笛声的音调比路人听到的音调高；因救护车上的医生听到的音调等于救护车的音调，可知私家车司机听到鸣笛声的音调比救护车上医生听到的音调高，选项A错误，B正确； C．若救护车的速度等于私家车的速度，私家车司机听到鸣笛声的音调等于救护车的音调；救护车远离路人，根据多普勒效应，可知路人听到的鸣笛声的音调小于救护车的音调，则私家车司机听到鸣笛声的音调高于路人听到的音调，选项C错误； D．无论救护车的速度大小如何，根据多普勒效应，救护车总是远离路人，则路人听到鸣笛声的频率比鸣笛发出的频率低，但是私家车司机听到鸣笛声的频率不一定比鸣笛发出的频率高，这与私家车和救护车的速度大小关系有关，选项D错误。 故选B。 9．（25-26高三上·河北沧州质检·月考）一同学站在站台上，观察到“瑞龙智行”智能动车组鸣笛匀速通过站台（其速度远远小于声速）。已知笛声的原始频率为f，该同学听到的笛声（　　） A. 动车组靠近和远离他时，频率均等于f B. 动车组靠近和远离他时，频率均大于f C. 动车组靠近他时频率小于f，远离时频率大于f D. 动车组靠近他时频率大于f，远离时频率小于f 【答案】D 【详解】根据多普勒效应，当声源与观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会发生变化：声源靠近观察者时，接收频率高于原始频率；声源远离观察者时，接收频率低于原始频率。 故选D。 二、多普勒效应的应用 10．（24-25高二下·四川德阳·期中）医学上用“彩超”进行身体检查时，向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血液反射后又被仪器接收，根据接收到的反射波的频率变化，就能知道血流的速度。该技术重点应用了（　　） A. 蝴蝶效应 B. 多普勒效应 C. 温室效应 D. 墨菲定律 【答案】B 【详解】A．蝴蝶效应是混沌学理论中，初始微小变化会引发系统长期、巨大的连锁反应，和利用超声波频率变化测速的原理无关，故A错误； B．多普勒效应是指当波源和观察者存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生改变，“彩超”就是利用血液反射的超声波的频率变化计算血流速度，应用了多普勒效应，故B正确； C．温室效应是大气的保温效应，和本题超声波的应用场景无关，故C错误； D．墨菲定律是心理学相关的效应，不属于物理原理，和本题无关，故D错误。 故选B。 11．（25-26高二下·河南南阳·学情检测）（多选）交通警察向行驶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。下列现象的物理原理与之相同的是（　　） A. 医学上应用超声波可以测定心脏跳动、血管血流快慢等情况 B. 主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果 C. 开着门的屋子里面有人在说话，屋外墙后面的人隔着墙能听到该说话声 D. 救护车从路人身边经过时，路人听到救护车笛声的频率发生变化 【答案】AD 【详解】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，利用了多普勒效应； A．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”，可以检查心脏跳动、血管血流快慢的病变，利用了多普勒效应，故A正确； B．主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果，是波的干涉现象，故B错误； C．声音穿过门缝并绕过墙壁传播到墙后，属于声波在障碍物边缘发生衍射的现象，故C错误； D．救护车从路人身边经过时，路人听到救护车笛声的频率发生变化，是多普勒效应，故D正确。 故选AD。 12．（24-25高二下·广东肇庆四校·教学质量检测）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. 频率变小，波速不变 B. 频率不变，波速变大 C. 频率变小，波速变小 D. 频率变大，波速变大 【答案】A 【详解】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A正确，BCD错误。 故选A 。 13．（25-26高三上·江苏常熟·阶段检测）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。 14．（24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末）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遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远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. 遥远星系发出光的频率增大 B. 遥远星系发出光的波长增大 C. 该星系正在靠近观察者 D. 该星系正在远离观察者 【答案】D 【详解】多普勒效应改变的是接收到的频率和波长，光源本身发出的光的频率和波长不变。若该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的真实频率，根据，观察者接收到的光的波长大于光的真实波长，符合题意。故ABC错误，D正确。 故选D。 15．（25-26高二下·河北沧州·期末）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。 三、多普勒效应的成因解释 16．多普勒效应 （1）定义：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的　　　　　　　　　　　　　　　　　都会发生变化的现象。 （2）产生原因 ①波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目是　　　　　　　　　　　　　　　　　的，观察者观测到的频率　　　　　　　　　　　　　　　　　波源振动的频率。 ②波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目　　　　　　　　　　　　　　　　　，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③波源与观察者相互远离时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目　　　　　　　　　　　　　　　　　，观察者观测到的频率小于波源的频率，观察到的频率　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）应用 ①测车辆速度：交警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：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　　　　　　　　　　　　　　　　　就可得血流速度。 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，可得星球的速度。 【答案】（1）频率     （2）① 一定    ② 等于    ③ 增加    ④ 变大    ⑤ 减少    ⑥ 变小     （3）① 频率已知    ② 反射波    ③ 变化的多少    ④ 频率已知    ⑤ 反射    ⑥ 频率变化    ⑦ 频率    ⑧ 静止      【详解】(1)小问详解： 1842年，奥地利物理学家多普勒经过认真的研究，发现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。人们把这种现象叫作多普勒效应。 (2)小问详解： [1][2]当波源与观察者相对静止时，单位时间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； [3][4]当波源与观察者相互接近时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观测到的频率变大； [5][6]当波源与观察者相互远离时，单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目减少，观测到的频率变小。 (3)小问详解： [1][2][3]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 [4][5][6]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。 [7][8] 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 17．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20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？ 【答案】19个 【详解】观察者在单位时间内接收到的完全波的个数等于观察者接收到的频率。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。 18．（25-26高三上·广东衡水金卷·联考）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。 四、由水波图样判断波源运动方向 19．（24-25高二上·江苏苏州·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 【详解】A．机械波传播速度与介质有关，A处、B处位于同一介质，故波速相等，故A错误； BC．在B处单位时间内接收到的波面比A处多，则在B处观察到的频率比在A处观察到的频率高，因此波源向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； D．若波源不动，持续提高振动频率也不会显示图示现象，因为没有多普勒效应，故D错误。 故选C。 20．（25-26高二下·陕西渭南韩城·期中）如图所示，产生机械波的波源O做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为，则下列说法正确的是（        ） A. 该图表示波源正在向A点移动 B. 观察者在A点接收波的频率是定值且大于 C. 观察者在B点接收波的频率是定值且大于 D. 观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于 【答案】C 【详解】A．根据多普勒效应，波源运动方向前方的波面密集，后方的波面稀疏。由图可知，右侧（B点方向）波峰密集，左侧（A点方向）波峰稀疏，说明波源正在向右（B点方向）移动，故A错误； B．波源正在远离A点，根据多普勒效应，波源匀速运动,观察者在A点接收到的频率为定值，小于波源频率f0，故B错误； C．波源正在向B点移动（接近B点），根据多普勒效应，观察者在B点接收到的频率应大于波源频率f0，且因波源匀速运动，该频率为定值，故C正确； D．波源向右运动，对于C点或D点，波源与其距离在增大（或处于侧面位置），接收到的频率应小于或等于f0，不可能大于f0，波源相对C、D点观察者的径向速度随时间变化，接收频率不是定值，故D错误。 故选C。 【B 能力提升题】 21．（25-26高二下·河南新乡·阶段检测）（多选）如图所示，时刻，甲同学从坐标原点出发沿x轴正方向以的速度匀速运动，同时，一列简谐横波从位于x轴上的波源S处开始沿x轴传播，时甲同学第一次接收到该简谐横波，已知该简谐横波的波长为1m，从甲同学的视角，该简谐横波的频率为3Hz，甲同学的运动对波的传播没有影响，则下列说法正确的是（　　） A. 这列简谐横波的波速一定为 B. 这列简谐横波的波速可能为 C. 该列简谐横波的波源可能在处 D. 该列简谐横波的波源可能在处 【答案】CD 【详解】由多普勒效应可知，若甲同学和简谐横波相向而行，则有 解得 相对波速为 波源位于处； 若甲同学和简谐横波同向而行，则有 解得 甲同学的位移为 波的传播距离为 波源位于处，AB错误，CD正确。 故选CD。 22．（25-26高一下·黑龙江大庆实验·阶段检测）（多选）下面四个情景描述中，物理现象相同的是（        ） A. 图甲中，救护车从路人身边经过时，路人听到救护车笛声的频率会发生变化 B. 图乙中，水波通过挡板的小孔后继续传播 C. 图丙中，发声的蜂鸣器快速转动时，几米之外听者听到的音调会发生变化 D. 图丁中，单摆a被拉离平衡位置后开始摆动，其余三个单摆中d的振幅最大 【答案】AC 【详解】A．救护车相对路人运动时，路人接收到笛声的频率发生变化，属于多普勒效应。 B．水波通过挡板小孔后继续传播，是波的衍射现象。 C．蜂鸣器快速转动时，相对听者周期性靠近/远离，导致听者接收到的声音频率（音调）变化，属于多普勒效应。 D．摆动单摆后，固有频率与单摆相同的振幅最大，属于共振现象。 物理现象相同的是A和C，故选AC。 23．（25-26高二下·河北雄安新区部分·月考）春节期间，一名游客甲欲在禁放区违规点燃烟花，巡逻人员发现后立即呼叫执勤民警支援，很快，原来停在游客乙身边的警车鸣响警笛匀速驶向事发点，已知警笛的频率恒为，在此期间，甲、乙均静止。下列说法正确的是（　　） A. 警车上的民警听到警笛的频率大于 B. 甲听到的警笛频率小于 C. 乙听到的警笛频率大于 D. 甲听到的警笛频率大于乙听到的警笛频率 【答案】D 【详解】A．警车上的民警与警笛相对静止，接收到的频率等于警笛固有频率，故A错误； B．警车驶向静止的甲，波源靠近观察者，根据多普勒效应，甲接收到的频率大于，故B错误； C．警车从乙身边出发驶向事发点，即远离静止的乙，波源远离观察者，乙接收到的频率小于，故C错误； D．由上述分析，甲听到的频率大于，乙听到的频率小于，因此甲听到的警笛频率大于乙听到的，故D正确。 故选D。 24．（26-27高二上·安徽阜阳临泉田家炳实验·阶段检测）蝙蝠在飞行时会发出超声波，超声波像波浪一样向前推进，遇到障碍物就反射回来，蝙蝠通过接收反射的超声波来确定周围环境。假设蝙蝠发出的超声波频率为，超声波在空气中的传播速度为，在水中的传播速度约为，下列说法正确的是（        ） A. 蝙蝠发出的超声波在水中的波长为 B. 蝙蝠发出的超声波从空气进入水中一定不发生折射 C. 蝙蝠飞向障碍物的过程中接收的反射的超声波频率一定大于它发出的超声波频率 D. 蝙蝠在空中飞行时，若从它发出超声波到它接收到该超声波的反射波的时间为，则蝙蝠到障碍物的距离为 【答案】C 【详解】A．蝙蝠发出的超声波由空气进入水中，频率不变，则蝙蝠发出的超声波在水中的波长，故A错误； B．空气和水是两种不同的介质，超声波从空气斜射入水中时，传播方向会发生偏折，产生折射；只有垂直入射时才不发生折射，故B错误； C．根据多普勒效应可知，蝙蝠飞向静止障碍物时，首先蝙蝠作为波源靠近障碍物，障碍物接收到的频率高于发射频率；之后障碍物作为“波源”反射超声波，此时蝙蝠作为接收者靠近这个等效波源，接收到的反射频率会进一步升高，最终接收频率一定大于蝙蝠发出的频率，故C正确； D．蝙蝠在空中飞行时，若从它发出超声波到它接收到该超声波的反射波的时间为，则超声波往返通过的路程为，蝙蝠到障碍物的距离不等于，故D错误。 故选C。 【C 拓展培优题】 25．（2025·广东物理部分·高考真题）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（       ） A. 系统的固有频率与驱动力频率有关 B. 只要驱动力足够大，共振就能发生 C. 应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D. 观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 【答案】C 【详解】A．系统的固有频率只与系统本身有关，与驱动力频率无关，A错误； B．只有驱动力频率与系统固有频率相同时，共振才能发生，B错误； CD．根据多普勒效应可知观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率小，观察者与波源相互靠近时，接收到的波的频率比波源的频率大，所以应用多普勒效应可以测量车辆的速度，C正确，D错误。 故选C。 26．（2015·江苏·高考真题）（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 【详解】【分析】 本题主要是识记，记住多普勒效应，能利用多普勒效应分析问题 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，当波源与观察者相互靠近时，观察者接受到的频率大于波源发出的频率，即若鱼群正向渔船靠近，被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高。 故选BC。 27．（2008·上海·高考真题）生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为　　　　　　　　m/s． 【答案】30 【详解】由题给出的信息可知 代入数据可得 解得： 28．（24-25高二下·四川泸州泸县·期中）测速装置可以向运动的汽车发射一个频率已知的超声波，超声波被运动的汽车反射回来后，根据接收到的频率发生变化，可以测出汽车的运动速度。现有一固定的超声源发出频率为100kHz的超声波，一汽车向超声波迎面驶来，在超声源处接收到从汽车反射回来的超声波，利用拍摄装置测得反射波的频率为110kHz，设声波在空气中的传播速度为340m/s，则汽车行驶的速度为（　　） A. 16.2m/s B. 30.9m/s C. 34.0m/s D. 37.4m/s 【答案】A 【详解】设汽车行驶的速度为u，超声波的传播速度为v，当声源及汽车都不动时，拍摄装置接收到声波的频率为 当声波波源不动，汽车驶向声源时，由于声波对汽车的相对速度变为，所以接收到声波频率变为 汽车将此频率声波向超声源反射回去,则汽车相当于一个发出频率为的声波的波源。由于此波源以速度u向接收处运动，所以对接收处而言，声波的波长变短，即 式中、为汽车反射声波的波长及周期，所以超声源处接收到的声波频率为 解得 则 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.5 多普勒效应（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、多普勒效应及其产生条件 二、多普勒效应的应用 三、多普勒效应的成因解释 四、由水波图样判断波源运动方向 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、多普勒效应及其产生条件 1．（24-25高二下·山东名校·联考）一辆救护车鸣着警笛朝我们驶来，我们会听到警笛声从低沉的“嗡嗡”声逐渐变得尖锐刺耳，关于这种现象，下列说法正确的是（　　） A. 这种音调的变化是由于警笛发出的声音频率发生变化 B. 这种音调的变化是由于我们听到的声音频率发生变化 C. 只有波源运动才能产生这种现象 D. 只有观察者运动不能产生这种现象 2．（25-26高二上·湖南长沙·期中）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 3．（24-25高二下·宁夏固原彭阳县·期中）下列关于多普勒效应的说法中，正确的是（　　） A. 只要波源在运动，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运动时，观察者接收到的频率不变 D. 当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低 4．（24-25高一下·四川广元·期末）关于多普勒效应，以下说法正确的是（　　） A. 只有机械波才能产生多普勒效应 B. 产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化 C. 产生多普勒效应的原因是观察者接收到波的频率发生了变化 D. 产生多普勒效应的原因是波传播的速度发生了变化 5．（24-25高二下·辽宁沈阳·阶段检测）发现波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率会发生变化，并研究其规律的科学家是（　　） A. 开普勒 B. 多普勒 C. 康普顿 D. 普朗克 6．（25-26高二上·浙江丽水·月考）（多选）如图所示，某男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是（　　） A. 女同学从点向点运动过程中，她感觉到哨声音调变高 B. 女同学从点向点运动过程中，她感觉到哨声音调变高 C. 女同学在从点向右运动的过程中，她感觉到哨声音调不变 D. 女同学在从点向左运动的过程中，她感觉到哨声音调变低 7．（24-25高二下·山西部分·阶段检测）将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹杆将蜂鸣器举起，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. 他听到的音调忽高忽低 B. 他听到的音调保持不变 C. 当蜂鸣器向他靠近时，他听到的音调降低 D. 若保持蜂鸣器不动，当他远离时，他听到的音调升高 8．（24-25高三下·山东枣庄·月考）如图所示，停在路边的路人看见一辆鸣笛的救护车从身边疾驰而过，在救护车的前面还有一辆私家车同向行驶，则下列说法正确的是（　　） A. 若救护车的速度大于私家车的速度，则私家车司机听到鸣笛声的音调比路人听到的音调低 B. 若救护车的速度大于私家车的速度，则私家车司机听到鸣笛声的音调比救护车上医生听到的音调高 C. 若救护车的速度等于私家车的速度，则私家车司机听到鸣笛声的音调与路人听到的音调一样高 D. 无论救护车的速度大小如何，路人听到鸣笛声的频率比鸣笛发出的频率低，私家车司机听到鸣笛声的频率比鸣笛发出的频率高 9．（25-26高三上·河北沧州质检·月考）一同学站在站台上，观察到“瑞龙智行”智能动车组鸣笛匀速通过站台（其速度远远小于声速）。已知笛声的原始频率为f，该同学听到的笛声（　　） A. 动车组靠近和远离他时，频率均等于f B. 动车组靠近和远离他时，频率均大于f C. 动车组靠近他时频率小于f，远离时频率大于f D. 动车组靠近他时频率大于f，远离时频率小于f 二、多普勒效应的应用 10．（24-25高二下·四川德阳·期中）医学上用“彩超”进行身体检查时，向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血液反射后又被仪器接收，根据接收到的反射波的频率变化，就能知道血流的速度。该技术重点应用了（　　） A. 蝴蝶效应 B. 多普勒效应 C. 温室效应 D. 墨菲定律 11．（25-26高二下·河南南阳·学情检测）（多选）交通警察向行驶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。下列现象的物理原理与之相同的是（　　） A. 医学上应用超声波可以测定心脏跳动、血管血流快慢等情况 B. 主动降噪耳机发出降噪声波来实现降噪的效果 C. 开着门的屋子里面有人在说话，屋外墙后面的人隔着墙能听到该说话声 D. 救护车从路人身边经过时，路人听到救护车笛声的频率发生变化 12．（24-25高二下·广东肇庆四校·教学质量检测）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. 频率变小，波速不变 B. 频率不变，波速变大 C. 频率变小，波速变小 D. 频率变大，波速变大 13．（25-26高三上·江苏常熟·阶段检测）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 14．（24-25高二下·内蒙古巴彦淖尔·期末）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遥远星系发出的光的频率可以判断遥远星系相对于地球的位置变化。现观测到某遥远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. 遥远星系发出光的频率增大 B. 遥远星系发出光的波长增大 C. 该星系正在靠近观察者 D. 该星系正在远离观察者 15．（25-26高二下·河北沧州·期末）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 三、多普勒效应的成因解释 16．多普勒效应 （1）定义：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的　　　　　　　　　　　　　　　　　都会发生变化的现象。 （2）产生原因 ①波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目是　　　　　　　　　　　　　　　　　的，观察者观测到的频率　　　　　　　　　　　　　　　　　波源振动的频率。 ②波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目　　　　　　　　　　　　　　　　　，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③波源与观察者相互远离时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目　　　　　　　　　　　　　　　　　，观察者观测到的频率小于波源的频率，观察到的频率　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）应用 ①测车辆速度：交警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：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　　　　　　　　　　　　　　　　　就可得血流速度。 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，可得星球的速度。 17．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20Hz，且不运动，而观察者在1s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？ 18．（25-26高三上·广东衡水金卷·联考）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 四、由水波图样判断波源运动方向 19．（24-25高二上·江苏苏州·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 20．（25-26高二下·陕西渭南韩城·期中）如图所示，产生机械波的波源O做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为，则下列说法正确的是（        ） A. 该图表示波源正在向A点移动 B. 观察者在A点接收波的频率是定值且大于 C. 观察者在B点接收波的频率是定值且大于 D. 观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于 【B 能力提升题】 21．（25-26高二下·河南新乡·阶段检测）（多选）如图所示，时刻，甲同学从坐标原点出发沿x轴正方向以的速度匀速运动，同时，一列简谐横波从位于x轴上的波源S处开始沿x轴传播，时甲同学第一次接收到该简谐横波，已知该简谐横波的波长为1m，从甲同学的视角，该简谐横波的频率为3Hz，甲同学的运动对波的传播没有影响，则下列说法正确的是（　　） A. 这列简谐横波的波速一定为 B. 这列简谐横波的波速可能为 C. 该列简谐横波的波源可能在处 D. 该列简谐横波的波源可能在处 22．（25-26高一下·黑龙江大庆实验·阶段检测）（多选）下面四个情景描述中，物理现象相同的是（        ） A. 图甲中，救护车从路人身边经过时，路人听到救护车笛声的频率会发生变化 B. 图乙中，水波通过挡板的小孔后继续传播 C. 图丙中，发声的蜂鸣器快速转动时，几米之外听者听到的音调会发生变化 D. 图丁中，单摆a被拉离平衡位置后开始摆动，其余三个单摆中d的振幅最大 23．（25-26高二下·河北雄安新区部分·月考）春节期间，一名游客甲欲在禁放区违规点燃烟花，巡逻人员发现后立即呼叫执勤民警支援，很快，原来停在游客乙身边的警车鸣响警笛匀速驶向事发点，已知警笛的频率恒为，在此期间，甲、乙均静止。下列说法正确的是（　　） A. 警车上的民警听到警笛的频率大于 B. 甲听到的警笛频率小于 C. 乙听到的警笛频率大于 D. 甲听到的警笛频率大于乙听到的警笛频率 24．（26-27高二上·安徽阜阳临泉田家炳实验·阶段检测）蝙蝠在飞行时会发出超声波，超声波像波浪一样向前推进，遇到障碍物就反射回来，蝙蝠通过接收反射的超声波来确定周围环境。假设蝙蝠发出的超声波频率为，超声波在空气中的传播速度为，在水中的传播速度约为，下列说法正确的是（        ） A. 蝙蝠发出的超声波在水中的波长为 B. 蝙蝠发出的超声波从空气进入水中一定不发生折射 C. 蝙蝠飞向障碍物的过程中接收的反射的超声波频率一定大于它发出的超声波频率 D. 蝙蝠在空中飞行时，若从它发出超声波到它接收到该超声波的反射波的时间为，则蝙蝠到障碍物的距离为 【C 拓展培优题】 25．（2025·广东物理部分·高考真题）关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是（       ） A. 系统的固有频率与驱动力频率有关 B. 只要驱动力足够大，共振就能发生 C. 应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D. 观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 26．（2015·江苏·高考真题）（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 27．（2008·上海·高考真题）生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收者而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应．图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发生无线电波，并接收被车辆反射的无线电波．由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发生时不同，利用频率差就能计算出车辆的速度．已知发出和接收的频率间关系为，式中c是真空中的光速，若，，可知被测车辆的速度大小为　　　　　　　　m/s． 28．（24-25高二下·四川泸州泸县·期中）测速装置可以向运动的汽车发射一个频率已知的超声波，超声波被运动的汽车反射回来后，根据接收到的频率发生变化，可以测出汽车的运动速度。现有一固定的超声源发出频率为100kHz的超声波，一汽车向超声波迎面驶来，在超声源处接收到从汽车反射回来的超声波，利用拍摄装置测得反射波的频率为110kHz，设声波在空气中的传播速度为340m/s，则汽车行驶的速度为（　　） A. 16.2m/s B. 30.9m/s C. 34.0m/s D. 37.4m/s / 学科网（北京）股份有限公司 $