資源簡(jiǎn)介

6　多普勒效應(yīng)
1～7題每題5分，共35分
考點(diǎn)一　多普勒效應(yīng)
1．(2023·上海市嘉定區(qū)第一中學(xué)高二期中)火車上有一個(gè)聲源發(fā)出頻率一定的樂音，當(dāng)火車靜止、觀察者也靜止時(shí)，觀察者聽到并記住了這個(gè)樂音的音調(diào)。以下情況中，觀察者聽到這個(gè)樂音的音調(diào)(頻率)一定比原來高的是(　　)
A．觀察者靜止，火車離他駛?cè)?br/>B．火車靜止，觀察者乘汽車遠(yuǎn)離火車運(yùn)動(dòng)
C．火車運(yùn)動(dòng)，觀察者乘汽車迎著火車運(yùn)動(dòng)
D．火車運(yùn)動(dòng)，觀察者乘汽車遠(yuǎn)離火車運(yùn)動(dòng)
2．(多選)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比(　　)
A．波速變大 B．波速不變
C．頻率變高 D．頻率不變
3．頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動(dòng)。以u(píng)表示聲源的速度，v表示聲波的速度(u＜v)，f表示接收器接收到的頻率。若u增大，則(　　)
A．f增大，v增大 B．f增大，v不變
C．f不變，v增大 D．f減小，v不變
4. 如圖所示是產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓表示波峰。下列說法中錯(cuò)誤的是(　　)
A．該圖表示的是多普勒現(xiàn)象
B．此時(shí)波源正在向A觀測(cè)者靠近
C．C、D兩位觀測(cè)者此時(shí)接收到的頻率和波源發(fā)出的頻率相等
D．B觀測(cè)者此時(shí)接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率
考點(diǎn)二　多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
5．汽車無人駕駛技術(shù)已逐漸成熟，最常用的是ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，它可以控制無人車在前車減速時(shí)自動(dòng)減速、前車加速時(shí)自動(dòng)跟上去。其使用的傳感器主要是毫米波雷達(dá)，該雷達(dá)會(huì)發(fā)射和接收調(diào)制過的無線電波，再通過因波的時(shí)間差和多普勒效應(yīng)造成的頻率變化來測(cè)量目標(biāo)的相對(duì)距離和相對(duì)速度。若該雷達(dá)發(fā)射的無線電波的頻率為f，接收到的回波的頻率為f′，則(　　)
A．當(dāng)f＝f′時(shí)，表明前車與無人車速度相同
B．當(dāng)f＝f′時(shí)，表明前車一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
C．當(dāng)f′>f時(shí)，表明兩車距離增大
D．當(dāng)f′6．(多選)(2023·太原五中月考)關(guān)于多普勒效應(yīng)的應(yīng)用，下列說法中正確的是(　　)
A．發(fā)現(xiàn)星系譜線的“紅移”現(xiàn)象
B．利用多普勒效應(yīng)可以從火車的鳴笛聲中判斷其運(yùn)動(dòng)方向
C．利用多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)的天體相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)速度
D．目前在技術(shù)上人們只能利用聲波發(fā)生的多普勒效應(yīng)
7．(多選)(2020·全國(guó)卷Ⅰ改編)在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應(yīng)解釋的有(　　)
A．雷雨天看到閃電后，稍過一會(huì)兒才能聽到雷聲
B．觀察者聽到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會(huì)變低
C．同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同
D．天文學(xué)上觀察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的兩顆恒星)光譜隨時(shí)間的周期性變化
8～10題每題6分，11題7分，共25分
8．(多選)如圖所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動(dòng)，關(guān)于女同學(xué)的感受，下列說法正確的是(　　)
A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高
B．女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高
C．女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)不變
D．女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低
9．平直公路上，汽車正在勻速遠(yuǎn)離多普勒測(cè)速儀，用多普勒測(cè)速儀向其發(fā)出頻率為f0的超聲波，下列被汽車反射回來的超聲波的頻率隨汽車運(yùn)動(dòng)位移變化的圖像，正確的是(　　)
10．(2023·南昌一中月考)輪船在進(jìn)港途中與港口間的距離隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，則在港口所測(cè)到輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是下列選項(xiàng)圖中的(　　)
11. 如圖所示，O為地球赤道上的測(cè)控站，P為地球靜止衛(wèi)星，Q為低軌道衛(wèi)星，P、Q向周圍空間發(fā)射的無線電信號(hào)頻率均為f1。在圖示位置時(shí)，O接收到P、Q發(fā)射的無線電信號(hào)頻率分別為f2和f3，下列說法正確的是(　　)
A．f2>f1 B．f2C．f3>f1 D．f36　多普勒效應(yīng)
1．C　2.BC
3．B　[由于聲波的速度只由介質(zhì)決定，故v不變，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)聲源接近接收器時(shí)接收到的頻率f增大，故B項(xiàng)正確。]
4．C　[題圖表示由波源移動(dòng)而引起的多普勒效應(yīng)，故A正確，不符合題意；由題圖可知，波源向A觀測(cè)者靠近，故B正確，不符合題意；波源與C、D觀測(cè)者間的距離不斷增大，故接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故C錯(cuò)誤，符合題意；波源與B觀測(cè)者的距離不斷增大，故B觀測(cè)者接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故D正確，不符合題意。]
5．A　[當(dāng)波源和觀察者之間的距離不變化時(shí)，觀察者接收到的頻率和波源發(fā)出的頻率相等，故當(dāng)f＝f′時(shí)，說明兩者之間的距離不變，表明前車與無人車的速度相同，但不一定靜止，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)f′>f時(shí)，說明接收到的頻率增大，說明兩車距離減小，故C錯(cuò)誤；當(dāng)f′6．ABC　[星系譜線的“紅移”現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是多普勒效應(yīng)在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，選項(xiàng)A正確；利用多普勒效應(yīng)可以從火車的鳴笛聲中判斷其運(yùn)動(dòng)方向，這是多普勒效應(yīng)在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，選項(xiàng)B正確；利用多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)的天體相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)速度，這是多普勒效應(yīng)在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，選項(xiàng)C正確；人們已可以利用電磁波的多普勒效應(yīng)進(jìn)行各種測(cè)量，故D錯(cuò)誤。]
7．BD　[看到閃電后，過一會(huì)兒才能聽到雷聲，是光和聲音在空氣中的傳播速度不同造成的，故A錯(cuò)誤；觀察者聽到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)變低是由于列車與觀察者的距離發(fā)生變化引起的，可以用多普勒效應(yīng)解釋，故B正確；聲波在空氣中和水中的傳播速度不同，是由于進(jìn)入不同介質(zhì)，波長(zhǎng)發(fā)生變化引起的，故C錯(cuò)誤；觀察者與雙星的距離發(fā)生變化，接收到的頻率發(fā)生變化，產(chǎn)生周期性變化的光譜，屬于多普勒效應(yīng)，故D正確。]
8．AD　[女同學(xué)蕩秋千的過程中，只要她有向右的速度，她都會(huì)靠近聲源，根據(jù)多普勒效應(yīng)，她都感覺哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺音調(diào)變低，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。]
9．D　[汽車正在勻速運(yùn)動(dòng)，速度恒定，接收到的反射波的頻率也是恒定的，由于是遠(yuǎn)離測(cè)速儀，汽車反射波的頻率應(yīng)該小于測(cè)速儀發(fā)出波的頻率，選項(xiàng)D正確。]
10．A　[輪船勻速靠近港口的過程中，測(cè)到的頻率不隨時(shí)間變化，但速度大時(shí)，頻率大，由x－t圖像可知，輪船靠近港口時(shí)三段時(shí)間內(nèi)的速度關(guān)系為v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，選項(xiàng)A符合題意。]
11．C　[P為地球靜止衛(wèi)星，則角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，則P、O間的距離保持不變，則f2＝f1，根據(jù)G＝mω2r，可得ω＝，可知Q的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，結(jié)合題圖可知，Q與O的距離在減小，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知f3>f1，故選C。]6　多普勒效應(yīng)
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.通過觀察和分析知道什么是多普勒效應(yīng)，理解多普勒效應(yīng)的形成原因(重點(diǎn))。2.了解多普勒效應(yīng)在生活中的應(yīng)用，會(huì)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象。
一、多普勒效應(yīng)
警車?guó)Q笛從你身邊飛速駛過，對(duì)于警車向你靠近和警車遠(yuǎn)離的過程，你會(huì)聽到警笛的聲音在變化。思考下列問題：
(1)你聽到警笛的音調(diào)有何不同？
(2)實(shí)際上警笛的音調(diào)會(huì)變化嗎？
(3)聽到音調(diào)發(fā)生變化的原因是什么？
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1．多普勒效應(yīng)：當(dāng)觀測(cè)者和波源之間有________________時(shí)，觀測(cè)者測(cè)得的頻率與波源頻率________的現(xiàn)象。
2．多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因
(1)波源S與觀測(cè)者A相對(duì)于介質(zhì)都靜止時(shí)，觀測(cè)者單位時(shí)間內(nèi)__________的完整波的數(shù)目與單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的________，所以，觀測(cè)者接收到的頻率和波源的振動(dòng)頻率相同。
(2)當(dāng)觀測(cè)者與波源二者相互接近時(shí)，接收到的頻率將________波源振動(dòng)的頻率；當(dāng)二者遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的頻率將________波源振動(dòng)的頻率。
只要觀察者與波源發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，這種說法對(duì)嗎？為什么？
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例1　(2023·蘭州一中期中)關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是(　　)
A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了
B．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化
C．當(dāng)觀察者和波源運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)
D．只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)
例2　小明同學(xué)將一個(gè)以電池為電源的蜂鳴器固定在長(zhǎng)竹竿的一端，閉合開關(guān)后聽到它發(fā)出聲音。如圖所示，小明現(xiàn)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速做勻速圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，蜂鳴器從A轉(zhuǎn)動(dòng)到B的過程中，小明及甲、乙三位同學(xué)聽到蜂鳴器發(fā)出聲音的頻率分別為f1、f2、f3。則(　　)
A．f3>f1>f2 B．f1＝f2＝f3
C．f2>f1＝f3 D．f1>f2＝f3
1．相對(duì)位置變化與頻率的關(guān)系
相對(duì)位置 圖示 結(jié)論
波源S和觀察者A相對(duì)靜止，如圖所示 f觀察者＝f波源音調(diào)不變
波源S不動(dòng)，觀察者A運(yùn)動(dòng)，由A→B或A→C，如圖所示 若靠近波源，由A→B，則f觀察者>f波源，音調(diào)變高；若遠(yuǎn)離波源，由A→C，則f觀察者觀察者A不動(dòng)，波源S運(yùn)動(dòng)，由S→S′，如圖所示 f觀察者>f波源音調(diào)變高
2．成因歸納
(1)根據(jù)以上分析可以知道，發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，一定是由于波源與觀察者之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且兩者間距發(fā)生變化。
(2)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率保持不變，只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。
二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
1．利用超聲波檢測(cè)血流速度：將超聲波輻射到體內(nèi)，它被流動(dòng)的血液反射，回波發(fā)生________的變化，根據(jù)頻率變化量可得出血液________信息；再給血流信號(hào)加上色彩，顯示在屏幕上，即可實(shí)時(shí)觀察體內(nèi)血流狀態(tài)，這就是現(xiàn)在所說的彩色超聲波檢測(cè)儀，簡(jiǎn)稱彩超。
2．在天文學(xué)上，由地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的________________。當(dāng)星球靠近我們時(shí)所觀察的現(xiàn)象稱為“藍(lán)移”現(xiàn)象，遠(yuǎn)離時(shí)稱為“紅移”現(xiàn)象。
3．測(cè)速度：交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測(cè)量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。利用多普勒測(cè)速儀還可以測(cè)量水在海底的流速，為養(yǎng)殖場(chǎng)尋找適合貝類生長(zhǎng)的場(chǎng)所。
例3　(多選)(2023·遼寧朝陽市高二期末)目前，多普勒效應(yīng)已在科學(xué)研究、工程技術(shù)和醫(yī)療診斷等各方面有著十分廣泛應(yīng)用。關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是(　　)
A．有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的“尖叫”聲就能判斷飛行的炮彈是接近還是遠(yuǎn)去
B．醫(yī)院檢查身體血液流動(dòng)速度的“彩超”運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理
C．某一遙遠(yuǎn)星球離地球遠(yuǎn)去，那么地球上接收到該星球發(fā)出光的波長(zhǎng)變小
D．高速公路上的測(cè)速儀就是應(yīng)用多普勒效應(yīng)來測(cè)速的
例4　公路巡警開車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，該電磁波被轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低。
(1)若該路段限速為100 km/h，則轎車是否超速？
(2)若轎車以20 m/s的速度行進(jìn)，反射回的波的頻率應(yīng)怎樣變化？
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答案精析
一、
(1)警車駛來時(shí)，音調(diào)變高；警車遠(yuǎn)離時(shí)，音調(diào)變低；
(2)實(shí)際上警笛的音調(diào)不會(huì)變化；
(3)警車與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增加；二者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小，因此會(huì)感覺警笛音調(diào)變化。
梳理與總結(jié)
1．相對(duì)運(yùn)動(dòng)　不同
2．(1)接收到　相同　(2)大于　小于
討論交流
不對(duì)，如果觀察者繞著波源做圓周運(yùn)動(dòng)，雖然兩者間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但觀察者接收的頻率與波源發(fā)出的頻率依然相等，并未發(fā)生多普勒效應(yīng)。
二、
1．頻率　流速
2．運(yùn)動(dòng)速度
例1　B　[當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)且兩者間距發(fā)生變化時(shí)會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，而觀察者與波源運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，兩者不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率并沒有改變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；多普勒效應(yīng)不僅適用于聲波，也適用于其他類型的波，如光波或電磁波，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
例2　A　[多普勒效應(yīng)是指波源與觀察者之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化，當(dāng)蜂鳴器靠近觀察者時(shí)，聽到的蜂鳴器的音調(diào)變高，當(dāng)蜂鳴器遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，聽到的蜂鳴器的音調(diào)變低，所以f3>f1>f2，故選A。]
例3　ABD　[利用聲波的多普勒效應(yīng)，有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時(shí)的“尖叫”聲判斷炮彈是接近還是遠(yuǎn)去，A正確；醫(yī)院檢查身體的“彩超”是通過測(cè)出反射波的頻率變化來確定血流的速度，其運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理，B正確；某一遙遠(yuǎn)星球離地球遠(yuǎn)去，根據(jù)多普勒效應(yīng)，從地球上接收到該星球發(fā)出光的頻率減小，則波長(zhǎng)變長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；根據(jù)物體遠(yuǎn)離或靠近聲源，接收到的頻率的變化能夠測(cè)出物體運(yùn)動(dòng)的速度大小，即高速公路上的測(cè)速儀就是應(yīng)用多普勒效應(yīng)來測(cè)速的，D正確。]
例4　(1)超速　(2)比發(fā)出時(shí)高
解析　(1)巡警車接收到的頻率低，由多普勒效應(yīng)知巡警車與轎車在相互遠(yuǎn)離；而巡警車車速恒定，以100 km/h的速度在轎車后面行駛，可判斷轎車車速比巡警車車速大，故轎車超速。
(2)若該轎車以20 m/s的速度行進(jìn)，此時(shí)巡警車與轎車在相互靠近，由多普勒效應(yīng)知反射回的電磁波的頻率應(yīng)比發(fā)出時(shí)高。(共41張PPT)
DISANZHANG
第三章
6　多普勒效應(yīng)
1.通過觀察和分析知道什么是多普勒效應(yīng)，理解多普勒效應(yīng)的形成原因(重點(diǎn))。
2.了解多普勒效應(yīng)在生活中的應(yīng)用，會(huì)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、多普勒效應(yīng)
二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
內(nèi)容索引
多普勒效應(yīng)
一
警車?guó)Q笛從你身邊飛速駛過，對(duì)于警車向你靠近和警車遠(yuǎn)離的過程，你會(huì)聽到警笛的聲音在變化。思考下列問題：
(1)你聽到警笛的音調(diào)有何不同？
答案　警車駛來時(shí)，音調(diào)變高；警車遠(yuǎn)離時(shí)，音調(diào)變低；
(2)實(shí)際上警笛的音調(diào)會(huì)變化嗎？
答案　實(shí)際上警笛的音調(diào)不會(huì)變化；
(3)聽到音調(diào)發(fā)生變化的原因是什么？
答案　警車與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增加；二者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率減小，因此會(huì)感覺警笛音調(diào)變化。
1.多普勒效應(yīng)：當(dāng)觀測(cè)者和波源之間有_________時(shí)，觀測(cè)者測(cè)得的頻率與波源頻率______的現(xiàn)象。
2.多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因
(1)波源S與觀測(cè)者A相對(duì)于介質(zhì)都靜止時(shí)，觀測(cè)者單位時(shí)間內(nèi)_______的完整波的數(shù)目與單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的_____，所以，觀測(cè)者接收到的頻率和波源的振動(dòng)頻率相同。
(2)當(dāng)觀測(cè)者與波源二者相互接近時(shí)，接收到的頻率將_____波源振動(dòng)的頻率；當(dāng)二者遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的頻率將_____波源振動(dòng)的頻率。
梳理與總結(jié)
相對(duì)運(yùn)動(dòng)
不同
接收到
相同
大于
小于
只要觀察者與波源發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，這種說法對(duì)嗎？為什么？
討論交流
答案　不對(duì)，如果觀察者繞著波源做圓周運(yùn)動(dòng)，雖然兩者間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但觀察者接收的頻率與波源發(fā)出的頻率依然相等，并未發(fā)生多普勒效應(yīng)。
　 (2023·蘭州一中期中)關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是
A.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率變化了
B.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化
C.當(dāng)觀察者和波源運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)
D.只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)
例1
√
當(dāng)波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)且兩者間距發(fā)生變化時(shí)會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，而觀察者與波源運(yùn)動(dòng)速度相同時(shí)，兩者不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化，而波源的頻率并沒有改變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；
多普勒效應(yīng)不僅適用于聲波，也適用于其他類型的波，如光波或電磁波，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
　小明同學(xué)將一個(gè)以電池為電源的蜂鳴器固定在長(zhǎng)竹竿的一端，閉合開關(guān)后聽到它發(fā)出聲音。如圖所示，小明現(xiàn)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速做勻速圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，蜂鳴器從A轉(zhuǎn)動(dòng)到B的過程中，小明及甲、乙三位同學(xué)聽到蜂鳴器發(fā)出聲音的頻率分別為f1、f2、f3。則
A.f3>f1>f2 B.f1＝f2＝f3
C.f2>f1＝f3 D.f1>f2＝f3
例2
√
多普勒效應(yīng)是指波源與觀察者之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化，當(dāng)蜂鳴器靠近觀察者時(shí)，聽到的蜂鳴器的音調(diào)變高，當(dāng)蜂鳴器遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，聽到的蜂鳴器的音調(diào)變低，所以f3>f1>f2，故選A。
總結(jié)提升
1.相對(duì)位置變化與頻率的關(guān)系
相對(duì)位置 圖示 結(jié)論
波源S和觀察者A相對(duì)靜止，如圖所示 f觀察者＝f波源
音調(diào)不變
波源S不動(dòng)，觀察者A運(yùn)動(dòng)，由A→B或A→C，如圖所示 若靠近波源，由A→B，則f觀察者>f波源，音調(diào)變高；若遠(yuǎn)離波源，由A→C，則f觀察者總結(jié)提升
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2.成因歸納
(1)根據(jù)以上分析可以知道，發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，一定是由于波源與觀察者之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且兩者間距發(fā)生變化。
(2)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率保持不變，只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。
相對(duì)位置 圖示 結(jié)論
觀察者A不動(dòng)，波源S運(yùn)動(dòng)，由S→S′，如圖所示 f觀察者>f波源
音調(diào)變高
多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
二
1.利用超聲波檢測(cè)血流速度：將超聲波輻射到體內(nèi)，它被流動(dòng)的血液反射，回波發(fā)生_____的變化，根據(jù)頻率變化量可得出血液_____信息；再給血流信號(hào)加上色彩，顯示在屏幕上，即可實(shí)時(shí)觀察體內(nèi)血流狀態(tài)，這就是現(xiàn)在所說的彩色超聲波檢測(cè)儀，簡(jiǎn)稱彩超。
2.在天文學(xué)上，由地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的_________。當(dāng)星球靠近我們時(shí)所觀察的現(xiàn)象稱為“藍(lán)移”現(xiàn)象，遠(yuǎn)離時(shí)稱為“紅移”現(xiàn)象。
3.測(cè)速度：交警向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測(cè)量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。利用多普勒測(cè)速儀還可以測(cè)量水在海底的流速，為養(yǎng)殖場(chǎng)尋找適合貝類生長(zhǎng)的場(chǎng)所。
頻率
流速
運(yùn)動(dòng)速度
　(多選)(2023·遼寧朝陽市高二期末)目前，多普勒效應(yīng)已在科學(xué)研究、工程技術(shù)和醫(yī)療診斷等各方面有著十分廣泛應(yīng)用。關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是
A.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的“尖叫”聲就能判斷飛行的炮彈是接近還
是遠(yuǎn)去
B.醫(yī)院檢查身體血液流動(dòng)速度的“彩超”運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理
C.某一遙遠(yuǎn)星球離地球遠(yuǎn)去，那么地球上接收到該星球發(fā)出光的波長(zhǎng)變小
D.高速公路上的測(cè)速儀就是應(yīng)用多普勒效應(yīng)來測(cè)速的
例3
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利用聲波的多普勒效應(yīng)，有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士可以從炮彈飛行時(shí)的“尖叫”聲判斷炮彈是接近還是遠(yuǎn)去，A正確；
醫(yī)院檢查身體的“彩超”是通過測(cè)出反射波的頻率變化來確定血流的速度，其運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理，B正確；
某一遙遠(yuǎn)星球離地球遠(yuǎn)去，根據(jù)多普勒效應(yīng)，從地球上接收到該星球發(fā)出光的頻率減小，則波長(zhǎng)變長(zhǎng)，C錯(cuò)誤；
根據(jù)物體遠(yuǎn)離或靠近聲源，接收到的頻率的變化能夠測(cè)出物體運(yùn)動(dòng)的速度大小，即高速公路上的測(cè)速儀就是應(yīng)用多普勒效應(yīng)來測(cè)速的，D正確。
　公路巡警開車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，該電磁波被轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低。
(1)若該路段限速為100 km/h，則轎車是否超速？
例4
巡警車接收到的頻率低，由多普勒效應(yīng)知巡警車與轎車在相互遠(yuǎn)離；而巡警車車速恒定，以100 km/h的速度在轎車后面行駛，可判斷轎車車速比巡警車車速大，故轎車超速。
答案　超速
(2)若轎車以20 m/s的速度行進(jìn)，反射回的波的頻率應(yīng)怎樣變化？
若該轎車以20 m/s的速度行進(jìn)，此時(shí)巡警車與轎車在相互靠近，由多普勒效應(yīng)知反射回的電磁波的頻率應(yīng)比發(fā)出時(shí)高。
答案　比發(fā)出時(shí)高
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課時(shí)對(duì)點(diǎn)練
三
考點(diǎn)一　多普勒效應(yīng)
1.(2023·上海市嘉定區(qū)第一中學(xué)高二期中)火車上有一個(gè)聲源發(fā)出頻率一定的樂音，當(dāng)火車靜止、觀察者也靜止時(shí)，觀察者聽到并記住了這個(gè)樂音的音調(diào)。以下情況中，觀察者聽到這個(gè)樂音的音調(diào)(頻率)一定比原來高的是
A.觀察者靜止，火車離他駛?cè)?br/>B.火車靜止，觀察者乘汽車遠(yuǎn)離火車運(yùn)動(dòng)
C.火車運(yùn)動(dòng)，觀察者乘汽車迎著火車運(yùn)動(dòng)
D.火車運(yùn)動(dòng)，觀察者乘汽車遠(yuǎn)離火車運(yùn)動(dòng)
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基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練
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根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)觀察者與聲源相對(duì)靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率增大，當(dāng)觀察者與聲源相對(duì)遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率減小，觀察者與聲源相對(duì)靜止時(shí)，觀察者接收到的頻率與聲源的頻率相等，可知上述情景中只有火車運(yùn)動(dòng)，觀察者乘汽車迎著火車運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者相對(duì)靠近，此時(shí)觀察者聽到這個(gè)樂音的音調(diào)(頻率)一定比原來高，故選C。
11
2.(多選)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比
A.波速變大 B.波速不變
C.頻率變高 D.頻率不變
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漁船向魚群發(fā)出超聲波，波速由介質(zhì)決定，所以被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比，波速不變；根據(jù)多普勒效應(yīng)知，聲源移向觀察者時(shí)，觀察者接收到的波的頻率變高，所以若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比頻率變高。故B、C正確。
11
3.頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動(dòng)。以u(píng)表示聲源的速度，v表示聲波的速度(u＜v)，f表示接收器接收到的頻率。若u增大，則
A.f增大，v增大 B.f增大，v不變
C.f不變，v增大 D.f減小，v不變
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由于聲波的速度只由介質(zhì)決定，故v不變，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)聲源接近接收器時(shí)接收到的頻率f增大，故B項(xiàng)正確。
11
4.如圖所示是產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓表示波峰。下列說法中錯(cuò)誤的是
A.該圖表示的是多普勒現(xiàn)象
B.此時(shí)波源正在向A觀測(cè)者靠近
C.C、D兩位觀測(cè)者此時(shí)接收到的頻率和波源發(fā)出
的頻率相等
D.B觀測(cè)者此時(shí)接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率
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題圖表示由波源移動(dòng)而引起的多普勒效應(yīng)，故A正確，不符合題意；
由題圖可知，波源向A觀測(cè)者靠近，故B正確，不符合題意；
波源與C、D觀測(cè)者間的距離不斷增大，故接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故C錯(cuò)誤，符合題意；
波源與B觀測(cè)者的距離不斷增大，故B觀測(cè)者接收到的頻率小于波源發(fā)出的頻率，故D正確，不符合題意。
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考點(diǎn)二　多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
5.汽車無人駕駛技術(shù)已逐漸成熟，最常用的是ACC自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)，它可以控制無人車在前車減速時(shí)自動(dòng)減速、前車加速時(shí)自動(dòng)跟上去。其使用的傳感器主要是毫米波雷達(dá)，該雷達(dá)會(huì)發(fā)射和接收調(diào)制過的無線電波，再通過因波的時(shí)間差和多普勒效應(yīng)造成的頻率變化來測(cè)量目標(biāo)的相對(duì)距離和相對(duì)速度。若該雷達(dá)發(fā)射的無線電波的頻率為f，接收到的回波的頻率為f′，則
A.當(dāng)f＝f′時(shí)，表明前車與無人車速度相同
B.當(dāng)f＝f′時(shí)，表明前車一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
C.當(dāng)f′>f時(shí)，表明兩車距離增大
D.當(dāng)f′1
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當(dāng)波源和觀察者之間的距離不變化時(shí)，觀察者接收到的頻率和波源發(fā)出的頻率相等，故當(dāng)f＝f′時(shí)，說明兩者之間的距離不變，表明前車與無人車的速度相同，但不一定靜止，故A正確，B錯(cuò)誤；
當(dāng)f′>f時(shí)，說明接收到的頻率增大，說明兩車距離減小，故C錯(cuò)誤；
當(dāng)f′11
6.(多選)(2023·太原五中月考)關(guān)于多普勒效應(yīng)的應(yīng)用，下列說法中正確的是
A.發(fā)現(xiàn)星系譜線的“紅移”現(xiàn)象
B.利用多普勒效應(yīng)可以從火車的鳴笛聲中判斷其運(yùn)動(dòng)方向
C.利用多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)的天體相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)速度
D.目前在技術(shù)上人們只能利用聲波發(fā)生的多普勒效應(yīng)
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星系譜線的“紅移”現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是多普勒效應(yīng)在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，選項(xiàng)A正確；
利用多普勒效應(yīng)可以從火車的鳴笛聲中判斷其運(yùn)動(dòng)方向，這是多普勒效應(yīng)在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，選項(xiàng)B正確；
利用多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠(yuǎn)的天體相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)速度，這是多普勒效應(yīng)在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，選項(xiàng)C正確；
人們已可以利用電磁波的多普勒效應(yīng)進(jìn)行各種測(cè)量，故D錯(cuò)誤。
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7.(多選)(2020·全國(guó)卷Ⅰ改編)在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應(yīng)解釋的有
A.雷雨天看到閃電后，稍過一會(huì)兒才能聽到雷聲
B.觀察者聽到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會(huì)變低
C.同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同
D.天文學(xué)上觀察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的兩
顆恒星)光譜隨時(shí)間的周期性變化
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看到閃電后，過一會(huì)兒才能聽到雷聲，是光和聲音在空氣中的傳播速度不同造成的，故A錯(cuò)誤；
觀察者聽到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)變低是由于列車與觀察者的距離發(fā)生變化引起的，可以用多普勒效應(yīng)解釋，故B正確；
聲波在空氣中和水中的傳播速度不同，是由于進(jìn)入不同介質(zhì)，波長(zhǎng)發(fā)生變化引起的，故C錯(cuò)誤；
觀察者與雙星的距離發(fā)生變化，接收到的頻率發(fā)生變化，產(chǎn)生周期性變化的光譜，屬于多普勒效應(yīng)，故D正確。
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8.(多選)如圖所示，男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動(dòng)，關(guān)于女同學(xué)的感受，下列說法正確的是
A.女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高
B.女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高
C.女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)不變
D.女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低
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能力綜合練
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女同學(xué)蕩秋千的過程中，只要她有向右的速度，她都會(huì)靠近聲源，根據(jù)多普勒效應(yīng)，她都感覺哨聲音調(diào)變高；反之女同學(xué)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺音調(diào)變低，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。
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9.平直公路上，汽車正在勻速遠(yuǎn)離多普勒測(cè)速儀，用多普勒測(cè)速儀向其發(fā)出頻率為f0的超聲波，下列被汽車反射回來的超聲波的頻率隨汽車運(yùn)動(dòng)位移變化的圖像，正確的是
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汽車正在勻速運(yùn)動(dòng)，速度恒定，接收到的反射波的頻率也是恒定的，由于是遠(yuǎn)離測(cè)速儀，汽車反射波的頻率應(yīng)該小于測(cè)速儀發(fā)出波的頻率，選項(xiàng)D正確。
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10.(2023·南昌一中月考)輪船在進(jìn)港途中與港口間的距離隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，則在港口所測(cè)到輪船上霧笛發(fā)出聲音的頻率是下列選項(xiàng)圖中的
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輪船勻速靠近港口的過程中，測(cè)到的頻率不隨時(shí)間變化，但速度大時(shí)，頻率大，由x－t圖像可知，輪船靠近港口時(shí)三段時(shí)間內(nèi)的速度關(guān)系為v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，選項(xiàng)A符合題意。
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11.如圖所示，O為地球赤道上的測(cè)控站，P為地球靜止衛(wèi)星，Q為低軌道衛(wèi)星，P、Q向周圍空間發(fā)射的無線電信號(hào)頻率均為f1。在圖示位置時(shí)，O接收到P、Q發(fā)射的無線電信號(hào)頻率分別為f2和f3，下列說法正確的是
A.f2>f1 B.f2C.f3>f1 D.f3√
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