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第三章 機(jī)械波
第6節(jié) 多普勒效應(yīng)
______________________________________________ ______________________________________________________________________________ 1.通過觀察和分析，認(rèn)識多
普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生的原因.
2.通過對生產(chǎn)生活中應(yīng)用多
普勒效應(yīng)例子的分析，加
深對多普勒效應(yīng)的理解.
情境導(dǎo)學(xué) 仔細(xì)聽急救車的鳴笛聲你會發(fā)現(xiàn)一個現(xiàn)象:當(dāng)車從你身邊疾馳而過時，鳴笛的 音調(diào)會由高變低.奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時就注意到了類似 現(xiàn)象，他經(jīng)過認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)觀測者和波源之間有相對運(yùn)動時，觀測者測得的 頻率與波源的頻率不同，后來這一現(xiàn)象被命名為多普勒效應(yīng). 新知課丨必備知識解讀
知識點(diǎn)1 多普勒效應(yīng)
1 定義
當(dāng)觀測者和波源之間有相對運(yùn)動時，觀測者測得的頻率與波源頻率不同，
（波源本身的頻率并未變化.）這一現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng).
辨析比較 波源的頻率和觀測者測得的頻率
項(xiàng)目 波源的頻率 觀測者測得的頻率
定義 單位時間內(nèi)波源向外發(fā)出 的完整的波的個數(shù). 觀測者在單位時間內(nèi)接收到的完整的波
的個數(shù).
影響因素 取決于波源本身. 取決于波源和觀測者的相對運(yùn)動情況.
. .
2 發(fā)生多普勒效應(yīng)的條件
波源和觀察者在二者連線方向上有相對運(yùn)動.
辨析比較 當(dāng)波源與觀察者在二者連線方向上有相對速度時，才能觀察到多普勒效應(yīng)，
如果相對速度方向與二者連線的方向垂直，即使二者之間有相對運(yùn)動，也不會發(fā)生
多普勒效應(yīng)，如觀察者繞波源做勻速圓周運(yùn)動，不會發(fā)生多普勒效應(yīng).
. .
3 多普勒效應(yīng)的解釋（以聲波為例）
（1）波源（聲源）和觀察者相對靜止
在單位時間內(nèi)，波源向外發(fā)出幾個完整的波，觀察者就接
收到幾個完整的波，因此 ，觀察者接收到的波的
頻率不變，即音調(diào)不變，如圖3-6-1甲所示．
（2）波源（聲源）不動，觀察者運(yùn)動
波源靜止不動，當(dāng)觀察者靠近波源時，在單位時間內(nèi)觀察者向著波源移動一段
距離，與觀察者不動的情況相比，觀察者在單位時間內(nèi)接收到（遇到）的完整的波
的個數(shù)增多，即接收到的波的頻率增大， ，從而使觀察者感到音調(diào)比
兩者相對靜止時的音調(diào)高，如圖乙所示．同理，若觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動，則有
，即接收到的波的頻率減小，音調(diào)比原來低；若觀察者遠(yuǎn)離波源的速度
等于波傳播的速度，則觀察者接收不到波，即 ．
. .
. .
. .
. .
（3）觀察者不動，波源（聲源）運(yùn)動
觀察者靜止不動，而波源靠近觀察者時，由于波向前傳播1個波長的距離時，波
源也向前運(yùn)動一段距離，這樣使波傳播的波長減小．在空間傳播的波在同樣的距離
上包含完整的波的個數(shù)增多，因此單位時間內(nèi)觀察者接收到完整的波的個數(shù)比二者
相對靜止時多，則有 ，觀察者接收到的波的頻率增大，音調(diào)比兩者相對
靜止時要高，如圖丙所示.同理，當(dāng)波源遠(yuǎn)離觀察者時，有 .
總之，當(dāng)波源與觀察者相互靠近時， ，音調(diào)比兩者相對靜止時高；
當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時， ，音調(diào)比兩者相對靜止時要低.
. .
. .
學(xué)思用·典例詳解
【想一想丨問題驅(qū)動】
如圖3-6-2所示,男同學(xué)站立不動吹口哨,一位女同學(xué)坐在秋千上來回擺動,當(dāng)女同學(xué)靠
近或遠(yuǎn)離男同學(xué)時,她聽到的哨音有變化嗎
圖3-6-2
【提示 女同學(xué)靠近男同學(xué)時，她聽到的哨音音調(diào)變高;反之,她聽到的哨音音調(diào)變低.】
例1-1 （2025·四川成都期中）關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是( )
B
A.發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源的頻率變化了
B.發(fā)生多普勒效應(yīng)時，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化
C.當(dāng)觀察者和波源速度相同時，會發(fā)生多普勒效應(yīng)
D.只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)
【解析】發(fā)生多普勒效應(yīng)時，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，故選項(xiàng)A錯誤，B正確；當(dāng)波源與觀察者在二者連線方向上有相對運(yùn)動時會
發(fā)生多普勒效應(yīng)，而觀察者與波源速度相同時，兩者不發(fā)生相對運(yùn)動，不會發(fā)生多
普勒效應(yīng),選項(xiàng)C錯誤；多普勒效應(yīng)不僅適用于聲波，也適用于其他類型的波，包括
電磁波和光波，選項(xiàng)D錯誤.
例1-2 （江蘇高考題，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( )
BC
A.波速變大 B.波速不變 C.頻率變高 D.頻率不變
【解析】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，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.
點(diǎn)評 對于多普勒效應(yīng)，要知道在波源與觀察者相互靠近時觀察者接收到的波的頻率
變高，而在波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時觀察者接收到的波的頻率變低.
知識點(diǎn)2 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
理論和實(shí)驗(yàn)都證明，機(jī)械波和電磁波都會產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，多普勒效應(yīng)在科學(xué)
技術(shù)中也有廣泛的應(yīng)用.
1 醫(yī)用彩超
醫(yī)療上，利用超聲波的多普勒效應(yīng)，可以測量心臟血流速度，為診斷提供重要
依據(jù).將超聲波輻射到體內(nèi)，它被流動的血液反射，回波發(fā)生頻率的變化，根據(jù)頻率
變化量可以得出血液流速信息；再給血流信號加上色彩，顯示在屏幕上，即可實(shí)時
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儀，簡稱彩超.
2 判斷火車的運(yùn)行方向和快慢
火車駛來時，由于多普勒效應(yīng)，聽到的汽笛聲音調(diào)比較高，感覺到尖銳刺耳；
火車遠(yuǎn)離時，聽到的汽笛聲音調(diào)較低，聽起來較為低沉.火車速度較快時，音調(diào)變化
較快；火車速度較慢時，音調(diào)變化較慢.
3 測量汽車速度
交警向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波，波被汽車反射回來時，接收
到的頻率發(fā)生變化，由此可以測出汽車的速度.
4 判斷遙遠(yuǎn)天體相對地球的運(yùn)動速度
根據(jù)光的多普勒效應(yīng)，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)天體相對于地球的運(yùn)動速度.
學(xué)思用·典例詳解
例2-3 新實(shí)際應(yīng)用（多選）下面哪些應(yīng)用利用了多普勒效應(yīng)( )
ABD
A.利用地球上接收到遙遠(yuǎn)星體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)星體相對于地球的運(yùn)動速度
B.交警根據(jù)發(fā)射的電磁波與行駛汽車反射的電磁波的頻率變化測車速
C.鐵路工人把耳朵貼在鐵軌上可判斷遠(yuǎn)處是否有火車駛來
D.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖嘯聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去
【解析】凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)可以測定遙遠(yuǎn)星體
相對于地球運(yùn)動的速度，A正確；被反射的電磁波，相當(dāng)于一個運(yùn)動的物體發(fā)出的
電磁波，根據(jù)其頻率的變化可以求出運(yùn)動物體的速度，B正確；鐵路工人把耳朵貼在
鐵軌上可判斷遠(yuǎn)處是否有火車駛來，是利用聲音在固體中傳播得快的特點(diǎn)，與多普
勒效應(yīng)無關(guān)，C錯誤;炮彈飛行時，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的聲波頻率與
炮彈相對人耳的運(yùn)動方向有關(guān)，D正確.
釋疑惑 重難拓展
知識點(diǎn)3 對多普勒效應(yīng)的理解
1 多普勒效應(yīng)的兩種情況
相對位置 圖示 結(jié)論
波源 不動，觀察 者運(yùn)動，由向 或由向 . _________________________________ 若靠近波源，由向，則 ；若遠(yuǎn)
離波源，由向，則 .
觀察者 不動，波 源運(yùn)動，由向 或由向 . ___________________________________ 若靠近觀察者，由向,則 ；若
遠(yuǎn)離觀察者，由向，則 .
2 多普勒效應(yīng)中接收頻率的計(jì)算公式
（1）波源的頻率為,波速為，波源相對介質(zhì)靜止，觀察者以速度相對于介
質(zhì)運(yùn)動，則觀察者接收到的頻率.（“”表示觀察者靠近波源，“-”表示觀
察者遠(yuǎn)離波源.）
（2）波源以速度相對于介質(zhì)運(yùn)動，觀察者相對于介質(zhì)靜止.則有 .
（“”表示波源遠(yuǎn)離觀察者，“-”表示波源靠近觀察者.）
（3）波源與觀察者同時相對于介質(zhì)運(yùn)動，相向運(yùn)動時；反向運(yùn)動時
.
. .
. .
【注意】（1）多普勒效應(yīng)是指觀察者所接收到的波的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)
象,并不是接收到的波的強(qiáng)度發(fā)生變化的現(xiàn)象.
（2）發(fā)生多普勒效應(yīng)時,波源的頻率并沒有變化,而是觀察者接收到的頻率
（單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)）發(fā)生變化（大于或小于波源頻率）.
（3）多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生不是取決于波源與觀察者之間的距離,而是取決于二者
相對速度的大小和方向.
學(xué)思用·典例詳解
圖3-6-3
例3-4 單音源發(fā)生器裝置在小車上，其發(fā)音頻率為 .圖3-6-3
（a）中小車沿一圓形跑道做勻速圓周運(yùn)動，觀察者甲靜止
于圓心處，測得聲波頻率為 ;圖（b）中小車沿直線向左勻
速運(yùn)動，觀察者乙、丙靜止于該直線上，丙在乙的右側(cè)，觀
察者乙測得聲波頻率為，觀察者丙測得聲波頻率為 ，則
( )
C
A. B.
C. D.時而大于，時而小于，
【解析】題圖（a）中小車?yán)@著甲做勻速圓周運(yùn)動，二者相對速度方向與二者連線的
方向垂直，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，單音源發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率與觀察者甲接收到
聲波的頻率相等，則有 ；題圖（b）中小車向左勻速運(yùn)動，小車遠(yuǎn)離乙和丙，
根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，二者接收到聲波的頻率均小于單音源發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率，
且小車相對于乙和丙的運(yùn)動速度是相同的，則有 ，綜上所述，有
，故選C.
解題課丨關(guān)鍵能力構(gòu)建
題型1 多普勒效應(yīng)問題的分析
圖3-6-4
例5 （2025·江蘇無錫六校月考聯(lián)考）如圖3-6-4所示，聲源 連
續(xù)發(fā)射頻率一定的聲波，與 共面的圓周上有四個靜止的觀察者
、、、，在聲源以一定的速度由向 運(yùn)動的過程中，接收
到的頻率始終高于聲源發(fā)射的頻率的觀察者是( )
B
A. B. C. D.
【解析】
多普勒效應(yīng)問題的判斷方法
1.確定研究對象（波源與觀察者）.
2.確定波源與觀察者是否有相對運(yùn)動,若有相對運(yùn)動,能發(fā)生多普勒效應(yīng),否則不發(fā)生.
3.判斷頻率變化:當(dāng)兩者相互遠(yuǎn)離時,觀察者接收到的波的頻率變小,相互靠近時,觀察
者接收到的波的頻率變大,但波源的頻率不變.
【學(xué)會了嗎丨變式題】
1.兩輛汽車甲與乙，在時刻，分別距十字路處的距離為和 .兩車分別以速
率和 沿水平的、相互正交的公路勻速前進(jìn)，如圖3-6-5所示.汽車甲持續(xù)地以固
定的頻率鳴笛，則在任意時刻 ，汽車乙的司機(jī)所檢測到的笛聲頻率將如何變化
（已知聲速為，且有、 ）( )
圖3-6-5
A.當(dāng)兩車均向運(yùn)動（在到達(dá) 之前）時，汽車乙的司機(jī)接
收到的頻率一定比甲發(fā)出的頻率低
B.當(dāng)兩車均向運(yùn)動（在到達(dá) 之前）時，汽車乙的司機(jī)接
收到的頻率可能等于甲發(fā)出的頻率
C.當(dāng)兩車均向遠(yuǎn)離 的方向運(yùn)動時，汽車乙的司機(jī)接收到的
頻率一定比甲發(fā)出的頻率低
D.當(dāng)兩車均向遠(yuǎn)離 的方向運(yùn)動時，汽車乙的司機(jī)接收到的
頻率一定比甲發(fā)出的頻率高
√
【解析】根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)兩車均向運(yùn)動（在到達(dá) 之前）時，兩車相互靠
近，汽車乙的司機(jī)接收到的頻率一定比甲發(fā)出的頻率高；當(dāng)兩車均向遠(yuǎn)離 的方向
運(yùn)動時，兩車相互遠(yuǎn)離，汽車乙的司機(jī)接收到的頻率一定比甲發(fā)出的頻率低，選項(xiàng)
A、B、D錯誤，C正確.
題型2 根據(jù)多普勒效應(yīng)判斷頻率變化、波源和觀察者之間的運(yùn)動
例6 （多選）如圖3-6-6所示，為波源， 點(diǎn)有一觀察者，已知波源發(fā)聲的頻率為
，聲音在空氣中的傳播速度為 ，則下列關(guān)于觀察者聽到的聲音的頻率
的說法正確的是( )
ABC
圖3-6-6
A.當(dāng)波源以的速度遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動時，頻率約為
B.當(dāng)波源以的速度靠近觀察者運(yùn)動時，頻率約為
C.當(dāng)觀察者以的速度靠近波源運(yùn)動時，頻率為
D.當(dāng)觀察者以的速度靠近波源運(yùn)動時，頻率為
【解析】當(dāng)波源以 的速度遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動時，觀察者接收到的波的頻率
,故A項(xiàng)正確；當(dāng)波源以 的速度靠近觀察者
運(yùn)動時，觀察者接收到的波的頻率 ，故B項(xiàng)正確；
當(dāng)觀察者以的速度靠近波源 運(yùn)動時，觀察者接收到的波源的頻率
，故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯誤.
1.發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源和觀察者之間肯定有相對運(yùn)動.
2.觀察者接收的頻率與聲源的頻率 的關(guān)系：
（1）若波源遠(yuǎn)離觀察者，觀察者接收到的頻率 ；
（2）若波源靠近觀察者，觀察者接收到的頻率 ；
（3）當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源時，觀察者接收到的頻率 ；
（4）當(dāng)觀察者靠近波源時，觀察者接收到的頻率 .
【學(xué)會了嗎丨變式題】
2.［教材第88頁“自我評價”第1題改編］（多選）一個觀察者站在鐵路旁不動，當(dāng)火
車迎面駛來時，他聽到的汽笛聲的頻率為 ；當(dāng)火車駛過他身旁后，他聽
到的汽笛聲的頻率為．若大氣中聲速約為 ，則 ( )
AD
A.火車的速度為 B.火車的速度為
C.火車汽笛聲的頻率為 D.火車汽笛聲的頻率為
【解析】設(shè)火車的速度為,火車汽笛聲的頻率為,當(dāng)火車迎面駛來時，有 .
當(dāng)火車駛過觀察者身旁后,有,聯(lián)立解得, ,選項(xiàng)A、
D正確.
考試課丨核心素養(yǎng)聚焦
考情揭秘 素養(yǎng)點(diǎn)擊
基本考查點(diǎn) 多普勒效應(yīng)的概念、現(xiàn)象及應(yīng)用. 1.了解多普勒效應(yīng)的現(xiàn)象及
產(chǎn)生的原因.
2.掌握多普勒效應(yīng)的應(yīng)用.
3.運(yùn)用多普勒效應(yīng)對一些現(xiàn)
象進(jìn)行分析.
4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和嚴(yán)
謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.
熱點(diǎn)及難點(diǎn) 多普勒效應(yīng)現(xiàn)象分析及在技術(shù)上 的應(yīng)用. 題型及難度 選擇題為主，難度中等. 高考中地位 高考中時有涉及. 考向 考查多普勒效應(yīng)的應(yīng)用
例7 （全國卷Ⅰ高考題節(jié)選，多選）在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應(yīng)解釋的有
( )
BC
A.雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲
B.超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化
C.觀察者聽到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會變低
D.同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和水中傳播的速度不同
本題考查多普勒效應(yīng)的應(yīng)用，重在考查考生應(yīng)用多普勒效應(yīng)分析實(shí)際問題的能力.
【解析】雷雨天看到閃電后，稍過一會兒才能聽到雷聲，這是光的傳播速度比聲波
的傳播速度大引起的，選項(xiàng)A錯誤；超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到
的超聲波頻率發(fā)生變化，是多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)B正確；觀察者聽到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的
汽笛聲，音調(diào)會變低，是多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)C正確；同一聲源發(fā)出的聲波，在空氣和
水中的傳播速度不同，說明聲速與介質(zhì)有關(guān)，不是多普勒效應(yīng)，選項(xiàng)D錯誤.
習(xí)題課丨學(xué)業(yè)質(zhì)量測評
A 基礎(chǔ)練丨知識測評
建議時間:6分鐘
1.新生活實(shí)際下列涉及多普勒效應(yīng)的是( )
C
A.雷達(dá)定位
B.利用“共鳴箱”來使聲音增強(qiáng)
C.醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速
D.用超聲波檢測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡
【解析】
選項(xiàng) 分析 正誤
A 雷達(dá)定位利用了電磁波的反射原理.
B “共鳴箱”利用的是共振的原理.
C 醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速，利用了聲波的多 普勒效應(yīng). √
D 用超聲波檢測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡，是利用了超 聲波的穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn).
2.（多選）讓一隊(duì)人（人數(shù)多于30）沿街行走，觀察者站在街旁不動，每分鐘有30
人與觀察者相遇，如果觀察者以小于隊(duì)伍行進(jìn)的速度順著隊(duì)伍行走，每分鐘有20人
與觀察者相遇，下列分析正確的是( )
AB
A.如果觀察者逆著隊(duì)伍行走，每分鐘與觀察者相遇的人數(shù)將大于30人
B.該實(shí)例與多普勒效應(yīng)原理相同
C.多普勒效應(yīng)的本質(zhì)是波源的頻率發(fā)生了變化
D.“隔墻有耳”是多普勒效應(yīng)
【解析】如果觀察者逆著隊(duì)伍行走，根據(jù)運(yùn)動的相對性，可知每分鐘與觀察者相遇
的人數(shù)將大于30人，故A正確；波在介質(zhì)中傳播時頻率不變，只是由于波源和觀察
者之間有相對運(yùn)動，觀察者感覺到（或儀器設(shè)備接收到）的頻率發(fā)生了變化，這樣
就形成了多普勒效應(yīng)，故B正確，C錯誤；“隔墻有耳”屬于波的衍射現(xiàn)象，故D錯誤.
3.新生活實(shí)際小明同學(xué)將一個蜂鳴器固定在長竹竿的一端，閉合
開關(guān)后聽到它發(fā)出聲音.現(xiàn)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速做
圓周轉(zhuǎn)動，如圖所示，蜂鳴器在從轉(zhuǎn)動到 的過程中的某位置
時，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
、、 .則( )
A
A. B. C. D.
【解析】多普勒效應(yīng)是指波源和觀察者發(fā)生相對移動而使兩者間的位置發(fā)生變化，
使觀察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化的現(xiàn)象，當(dāng)蜂鳴器靠近觀察者時，聽到的蜂
鳴器的頻率變高，當(dāng)蜂鳴器遠(yuǎn)離觀察者時，聽到的蜂鳴器的頻率變低.所以
，故A正確，B、C、D錯誤.
B 綜合練丨選考通關(guān)
建議時間:15分鐘
4.（2025·四川雅安入學(xué)聯(lián)考）蝙蝠在洞穴中飛來飛去時，它利用超聲脈沖導(dǎo)航非常
有效，這種超聲脈沖是持續(xù)或不到 短促發(fā)射的，且每秒重復(fù)幾次，假定蝙
蝠的超聲脈沖發(fā)射頻率為 ，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲期間，下列
判斷正確的是( )
C
A.墻壁接收到的超聲脈沖頻率為
B.蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率
C.蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率
D.蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于
【解析】蝙蝠（聲源）相對墻壁（觀察者）的距離變小，所以墻壁接收到的超聲脈
沖頻率增大，選項(xiàng)A錯誤；超聲脈沖被反射回來時，頻率不變，但傳播方向和蝙蝠
的運(yùn)動方向相反，蝙蝠接收到的從墻壁反射回來的超聲脈沖的頻率會更大，選項(xiàng)C正
確，選項(xiàng)B、D錯誤.
5.新科技前沿（2025·上海市建平中學(xué)月考）汽車無人駕駛技術(shù)已逐漸成熟，最常用
的是 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自動減速、前車加
速時自動跟上去．無人車使用的傳感器包含毫米波雷達(dá)，該雷達(dá)會發(fā)射和接收調(diào)制
過的無線電波，再通過回波的時間差和多普勒效應(yīng)造成的頻率變化來測量與目標(biāo)的
相對距離和相對速度．若該雷達(dá)發(fā)射的無線電波的頻率為 ，接收到的回波的頻率為
，則( )
A
A.當(dāng) 時，表明前車與無人車速度相同
B.當(dāng) 時，表明前車一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
C.當(dāng) 時，表明前車在相對無人車加速行駛
D.當(dāng) 時，表明前車在相對無人車減速行駛
【解析】當(dāng)無人車和前車之間的距離不變化時，無人車接收到的回波的頻率和發(fā)出
的波的頻率相等，故當(dāng) 時，說明二者之間的距離不變，表明前車與無人車速
度相同，但兩車不一定靜止，選項(xiàng)A正確，B錯誤；當(dāng) 時，說明接收到的回波
的頻率增大，兩車距離減小，前車可能在相對無人車減速行駛，選項(xiàng)C錯誤；當(dāng)
時，說明接收到的回波的頻率減小，兩車距離增大，前車可能在相對無人車
加速行駛，選項(xiàng)D錯誤.
6.新科技前沿如圖所示，一名觀察者站在橋上觀察一
列和諧號高速列車鳴笛通過某路段向遠(yuǎn)處駛?cè)?已知
和諧號高速列車通過所在路段時的速度
，列車發(fā)聲器發(fā)出的笛聲頻率為
，聲音在空氣中傳播的速度 ，則
0.68
大于
【解析】由波長、波速和頻率的關(guān)系可得 ，車遠(yuǎn)離觀察者，
由多普勒效應(yīng)可知，觀察者接收到的笛聲的頻率變小，波長變大.
列車發(fā)聲器發(fā)出的笛聲的波長為_____ ，在列車遠(yuǎn)去時站在橋上的觀察者接收到的
笛聲的波長______（填“大于”“等于”或“小于”）上述計(jì)算值.
C 培優(yōu)練丨能力提升
建議時間:8分鐘
7.［教材第90頁“本章復(fù)習(xí)題”第7題改編］正在報警的警鐘每隔 響一聲,聲波在空
氣中的速度,警鐘已響了很久,問在 內(nèi)：
（1）如果警鐘不動,某人乘坐速度 的汽車向警鐘接近,能聽到幾次鐘響
【答案】635次
警鐘不動,即波源靜止,則響聲的等效波長（兩次響聲間聲波走過的距離）不變, ，
而響聲相對于人的傳播速度和人的運(yùn)動方向相反,因此響聲相對于人的速度變?yōu)?
所以人接收到的響聲的等效頻率為,因此 內(nèi)聽到的鐘響次數(shù)
次 次.
【解析】警鐘每隔響一聲,發(fā)出響聲的等效頻率 .
（2）如果某人不動,汽車帶著警鐘以 的速度向人接近,人能聽到幾次鐘響
【答案】637次
【解析】聲源向前運(yùn)動,運(yùn)動方向和聲波的傳播方向相同,則響聲的等效波長變短,
;若人靜止不動,則響聲相對于人的速度沒有發(fā)生變化,則人接收到的響聲的等
效頻率,因此 內(nèi)聽到的鐘響次數(shù)
次 次.
（3）如果人和警鐘都以 的速度相互接近或遠(yuǎn)離,人分別能聽到幾次鐘響
【答案】相互接近：675次; 相互遠(yuǎn)離：533次
【解析】人和警鐘相互接近時,聲源運(yùn)動方向和響聲傳播方向相同,則響聲的等效波長
變短,;人的運(yùn)動方向和響聲的傳播方向相反,則聲速相對于人增大,為 ,則
人接收到的響聲的等效頻率,因此 內(nèi)聽到的鐘響次數(shù)
次 次.
人和警鐘相互遠(yuǎn)離時,聲源運(yùn)動方向和響聲傳播方向相反,則響聲的等效波長變長,
;人的運(yùn)動方向和響聲的傳播方向相同,則聲速相對于人減小,為 ,則人接
收到的響聲的等效頻率,因此 內(nèi)聽到的鐘響次數(shù)
次 次.

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