多普勒效應(yīng)【五大題型】（原卷版）-2024-2025學(xué)年人教版高二物理選擇性必修第一冊專項復(fù)習(xí)

多普勒效應(yīng)【五大題型】

＞題型梳理

目錄

知識點(diǎn)1:多普勒效應(yīng)............................................................................1

【題型1多普勒效應(yīng)的理解】....................................................................2

【題型2多普勒效應(yīng)問題的分析】................................................................3

【題型3由多普勒效應(yīng)判斷頻率變化】............................................................5

【題型4波源和觀察者相對運(yùn)動時相關(guān)物理量的計算】..............................................6

知識點(diǎn)2:多普勒效應(yīng)的應(yīng)用......................................................................7

【題型5多普勒效應(yīng)的應(yīng)用】....................................................................7

?舉一反三

知識點(diǎn)1：多普勒效應(yīng)

一、多普勒效應(yīng)的概念

1、波源頻率：波源完成一次全振動，就向外發(fā)出一個波，稱為一個完全波，波源頻率就等于單位時間內(nèi)波

源發(fā)出的完全波的個數(shù)。

2、觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)，觀察者接收到的聲音頻率決定了

觀察者所聽到的聲音的音調(diào)。

3、多普勒效應(yīng)：波源與觀察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時，接收到的波的頻率都會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為

多普勒效應(yīng)。

二、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。

三、多普勒效應(yīng)的解釋

1、當(dāng)波源與觀察者相對靜止時，1S內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目是一定的觀測到的頻率等于波源

振動的頻率。

2、波源相對于介質(zhì)靜止，波速為V。

①當(dāng)觀察者向著波源以速度v觀運(yùn)動時，觀察者接收到的波的頻率增大，廣=二也〉:=/；

AA

②當(dāng)觀察遠(yuǎn)離波源時，觀察者接收到的波的頻率減小，/=上二隨＜上=/;

2A

③當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源的速度大于等于波速時，觀察者將接收不到波。

3、波源相對于觀察者運(yùn)動時，可視為波源不動，而觀察者相對于波源運(yùn)動，結(jié)論同上。

四、兩種情況的接收頻率公式

1、觀察者靜止，波源相對觀察者運(yùn)動

觀察者靜止，波源以速度v源接近觀察者時，此時觀察者接收到的波源的波長為/'=2-v源T,波的傳

播速度為v,則在時間f內(nèi)，觀察者接收到的完全波的個數(shù)為N="=」一=」一=」一/，接

兄_L_2kv_v源

fff

受頻率為啟同理，波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動時的接收頻率為啟=—^/。

'v-％n+n源

2、波源靜止，觀察者相對波源運(yùn)動

波源靜止，觀察者以速度v觀接近波源時。

接收頻率為啟=二^里f,觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動時的接收頻率為=三維f。

【注意】發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源的頻率并沒有變化，是接收者接收到的頻率（單位時間內(nèi)接收到的完整

波的個數(shù)）發(fā)生變化（大于或小于波源頻率）。

【題型1多普勒效應(yīng)的理解】

【例1】（多選）（22-23高二上?廣東深圳?月考）在下列現(xiàn)象中，可以用多普勒效應(yīng)解釋的有（）

A.在空曠的山谷大喊能聽到回音

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

【變式3-3］（23-24高一下?上海浦東新?期中）人耳能聽到的頻率范圍是20-20000HZ。某音頻發(fā)生器發(fā)出

頻率為22000Hz的聲波。為了聽到這個聲音，可以（

A.快速靠近音源B.快速遠(yuǎn)離音源

C.繞音頻發(fā)生器做圓周運(yùn)動D.與音頻發(fā)生器相向運(yùn)動

【題型4波源和觀察者相對運(yùn)動時相關(guān)物理量的計算】

【例4】（23-24高一上?浙江?月考）小洪同學(xué)靜止在路旁，一列動車以速度v向觀察者駛來，動車發(fā)出的

鳴笛聲頻率為力，觀察者聽到的聲音頻率為了,聲音的速度為“，/'與/的關(guān)系正確的是（）

「U??Uf.VV

AD.f=-f

-u-v0

【變式4-1］（多選）如圖所示，S為波源，尸點(diǎn)有一觀察者，已知波源發(fā)聲的頻率為20Hz,聲音在空氣中

的傳播速度為340m/s,則關(guān)于觀察者聽到的聲音的頻率說法正確的是（）

P

A.當(dāng)波源S以17m/s的速度遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動時，頻率約為19Hz

B.當(dāng)波源S以17m/s的速度靠近觀察者運(yùn)動時，頻率約為21Hz

C.當(dāng)觀察者以17m/s的速度靠近波源運(yùn)動時，頻率約為21Hz

D.以上說法均不正確

【變式4-2］（2023?新疆烏魯木齊?二模）一輛在平直公路上勻速行駛的警車從，=0時開始鳴笛。已知警車

的速度為25m/s,警笛聲波的最高頻率為1550Hz,聲波在空氣中的傳播速度為341m/s。則警笛聲波在空氣

中的最短波長為m；警車后方的行人聽到的警笛聲的音調(diào)越來越.（選填“高”或“低”）;t=1s

時，距警車前方320m處的行人（選填“已經(jīng)”或“還沒有”）聽到警笛聲。

【變式4-3］以速度a=20m/s奔馳的火車，鳴笛聲頻率為275Hz,已知常溫下空氣中的聲音傳播速度v

340m/so

（1）當(dāng)火車駛來時，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？

（2）當(dāng)火車駛?cè)r，站在鐵道旁的觀察者聽到的笛聲頻率是多少？

知識點(diǎn)2：多普勒效應(yīng)的應(yīng)用

1、超聲波測速：發(fā)射裝置向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時測量反射波的頻率。據(jù)反射波頻率

的變化的多少可以知道車輛的速度。

2、可根據(jù)火車汽笛的音調(diào)的變化判斷火車是進(jìn)站還是出站；根據(jù)炮彈飛行的尖嘯聲判斷炮彈飛行的方向等。

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。

3、醫(yī)用“彩超”：向人體發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血液反射后被儀器接收。測出反射

波的頻率變化，就能知道血流的速度據(jù)此診斷疾病。

4、測星球速度：測量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時發(fā)光的頻率對照,

可算出星球的速度。

【題型5多普勒效應(yīng)的應(yīng)用】

【例5】蝙蝠具有一種回聲定位的特殊本領(lǐng)，它們會發(fā)出尖銳的叫聲，再用靈敏的耳朵收集周圍傳來的回聲。

回聲會告訴蝙蝠附近物體的位置和大小，以及物體是否在移動，它可以幫蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉

獵物（如飛行中的昆蟲）。下列說法正確的是（）

A.蝙蝠發(fā)出尖銳的叫聲屬于次聲波

B.蝙蝠發(fā)出的叫聲進(jìn)入水中后傳播速度不變

C.蝙蝠發(fā)出尖銳的叫聲目的是便于捕捉較小的獵物

D.蝙蝠聽到回聲的頻率變高時，能判斷出正在遠(yuǎn)離的獵物

【變式5-1］（多選）（24-25高二上?四川達(dá)州?月考）超聲波是一種頻率高于20000Hz的聲波，波長很短,

廣泛應(yīng)用于生活與生產(chǎn)實踐，關(guān)于超聲波及應(yīng)用，下列說法正確的是（）

A.在同種介質(zhì)中，超聲波的速度大于次聲波的速度

B.超聲波的頻率越高，衍射本領(lǐng)越弱

C.高速公路上的測速儀接收到的超聲波頻率大于發(fā)出的超聲波頻率，說明此時車正在靠近測速儀

D.“彩超”檢查身體時，利用了超聲波的多普勒效應(yīng)

【變式5-2］（22-23高二上?遼寧朝陽?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)。下列說法錯誤的是（）

A.有經(jīng)驗的戰(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速度的“B超”儀運(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)出光的波長要變小

D.高速公路上的測速儀就是應(yīng)用多普勒效應(yīng)來測速的

【變式5-3］如圖所示為超聲波測速示意圖，一固定的超聲波測速儀每隔1s向小汽車發(fā)出一個超聲波脈沖信

號，已知第一個超聲波，。=0時刻發(fā)出，遇到小汽車后返回，4=LOs時刻接收到反射波同