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第四节　多普勒效应
[学习目标]　1.知道多普勒效应,理解多普勒效应形成的原因.2.了解多普勒效应在实际生产、生活中的应用,并能用多普勒效应解释一些现象.认识科学与社会的联系,培养科学态度和责任意识.
知识点一　认识多普勒效应
情境导学
1.如图甲所示,当救护车静止时,两人接收声波的频率与救护车发射声波的频率相同吗
提示:相同.
2.如图乙所示,当救护车向右运动时,两人接收声波的频率与救护车发射声波的频率相同吗
提示:不同,当救护车向右运动时,B接收的频率变小,A接收的频率变大.
3.让一队人沿路行走,观察者不动,假设每分钟有30个人从他身边通过,这种情况下的“过人频率”是30人/分.如果观察者逆着队伍行走,“过人频率”怎样变化,过人频率类似于机械波中的发射频率还是接收频率
提示:变大,接收频率.
知识整合
1.多普勒效应
波源或观察者或两者都相对于传播介质运动,观察者接收到的频率与波源发出的频率不相同的现象.
2.多普勒效应产生的原因
(1)当波源与观察者相对静止时,观察者接收到的频率等于波源振动的频率.
(2)当波源与观察者互相靠近时,观察者接收到的频率增大;反之,当波源与观察者互相远离时,观察者接收到的频率减小.
正误辨析
(1)观察者与声源没有相对运动也可能产生多普勒效应.(　×　)
(2)多普勒效应是由波的干涉引起的.(　×　)
(3)多普勒测速仪利用反射波频率的变化来测定速度.(　√　)
(4)当波源和观察者向同一个方向运动时,一定发生多普勒效应.(　×　)
(5)声波可以发生多普勒效应,说明只有纵波会发生多普勒效应.(　×　)
[例1] 如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰.
(1)该图表示的是　　　　.
A.干涉现象 B.衍射现象
C.反射现象 D.多普勒效应
(2)波源正在移向　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)点.
(3)观察到波的频率最低的点是　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)点.
【答案】 (1)D　(2)A　(3)B
【解析】 (1)题图表示的是多普勒效应,正确选项为D.
(2)从波长变化情况来看,波源正在移向A点.
(3)由于波源正移向A点,所以观察到波的频率最低的点是B点.
(1)发生多普勒效应时几种情况的比较.
相对位置 图示 结论
波源S和观察者相对介质不动 f波源=f观察者,接收频率不变
波源S不动,观察者运动,由 A→B或A→C 若靠近波源即由A→B,则f波源f观察者,接收频率变低
若观察者不动,波源S运动,由S1→S2 f波源(2)成因归纳.
发生多普勒效应时,一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动,且两者间距发生变化.
[训练1] (2025·广东珠海期中)小明同学将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端,闭合开关后听到它发出声音.现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周运动,图中所示为蜂鸣器从A转动到B的过程中的某位置,小明及甲、乙三名同学听到蜂鸣器发出声音的频率分别为f1、f2、f3.则(　　)
[A] f3>f1>f2 [B] f1=f2=f3
[C] f2>f1=f3 [D] f1>f2=f3
【答案】 A
【解析】 从A到B过程中,蜂鸣器远离甲,靠近乙,与小明的距离不变,由多普勒效应的相关知识可知f3>f1>f2,故选A.
[训练2] (多选)(2025·广东珠海统考)如图1、2所示,甲同学站立不动吹口哨,乙同学坐在秋千上来回摆动.关于乙同学的感受,下列说法正确的有(　　)
[A] 乙同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高
[B] 乙同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高
[C] 乙同学在C点向右运动时,她感觉哨声音调不变
[D] 乙同学在C点向左运动时,她感觉哨声音调变低
【答案】 AD
【解析】 乙同学荡秋千的过程中,只要有向右的速度,就有靠近声源的趋势,根据多普勒效应,她感到哨声音调变高;反之,乙同学向左运动时,她感到哨声音调变低,选项A、D正确,B、C错误.
知识点二　多普勒效应的应用
情境导学　
有科学家对人造卫星进行跟踪试验.通过向卫星发射一定频率的电磁波,可以分析卫星反射回来的电磁波的频率,如图所示.当卫星返回的信号频率增加时,卫星向近地点运动还是向远地点运动
提示:当卫星向近地点运动时返回的信号频率增加,所以卫星向近地点运动.
知识整合
1.判断和测量车辆速度
(1)修理铁路的工人可以根据火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢.
(2)交警向行进中的汽车发射已知频率的电磁波,可根据汽车反射回来的电磁波的频率测出汽车速度.
2.判断天体运动的情况
(1)由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率,可以判断天体相对地球的运动速度.
(2)可以跟踪人造地球卫星.
3.利用超声波测血流速度
当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时,回声的频率有所改变,这种频率的变化被称为频移.
[例2] (多选)(2025·山西太原月考)关于多普勒效应的应用,下列说法正确的有(　　)
[A] 发现星系谱线的“红移”现象是多普勒效应的应用
[B] 利用多普勒效应可以从火车的鸣笛声中判断其运动方向
[C] 利用多普勒效应可以判断遥远的天体相对地球的运动速度
[D] 目前在技术上人们只能利用声波发生的多普勒效应
【答案】 ABC
【解析】 星系谱线的“红移”现象的发现是多普勒效应在天体运动中的应用,A正确;利用多普勒效应可以从火车的鸣笛声中判断其运动方向,这是多普勒效应在机械运动中的应用,B正确;利用多普勒效应可以判断遥远的天体相对地球的运动速度,这是多普勒效应在天体运动中的应用,C正确;人们已可以利用电磁波的多普勒效应进行各种测量,D错误.
[训练3] (2025·湖北武汉期末)如图所示,静止轨道卫星Q在轨道上稳定运行,P为赤道平面上的监测站.为实时监测卫星运行状况,卫星Q持续向监测站P发射频率为f的电磁波.则卫星Q从A运行到B的过程中,关于监测站P接收的电磁波频率,下列说法正确的是(　　)
[A] 监测站P接收的电磁波频率先减小后增大
[B] 监测站P接收的电磁波频率先增大后减小
[C] 监测站P接收的电磁波频率一直保持不变
[D] 监测站P接收的电磁波频率一直减小
【答案】 C
【解析】 因为卫星Q是地球同步静止卫星,与地球有相同的角速度,P为赤道平面上的监测站,则P、Q相对静止,即卫星Q从A运行到B的过程中,P、Q的相对位置不变,根据多普勒效应相关知识可知,监测站P接收的电磁波频率不变.故选C.
[训练4] 如图所示,O为地球赤道上的测控站,P为地球同步静止卫星,Q为低轨道卫星,P、Q向周围空间发射的无线电信号频率均为f1.在图示位置时,
(1)P卫星和Q卫星的角速度大小关系如何
(2)O接收到P、Q发射的无线电信号频率分别为f2和f3,请说明f2、f3与f1的大小关系.
【答案】 (1)ωQ>ωP　(2)f3>f1=f2
【解析】 (1)根据G,可知ωQ>ωP.
(2)因为P为地球同步静止卫星,则O与P相对静止,f1=f2,又ωQ>ωP,则f3>f2,即f3>f1=f2.
课时作业
(分值:87分)
(选择题每题6分)
知识点一　认识多普勒效应
1.(多选)(2025·广东广州统考)根据多普勒效应,下列说法正确的有(　　)
[A] 当波源与观察者有相对运动时,观察者接收到的频率可能与波源发出的频率相同
[B] 当波源与观察者同向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
[C] 当波源与观察者相向运动时,观察者接收到的频率不一定比波源发出的频率高
[D] 当波源与观察者背向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
【答案】 AD
【解析】 当波源和观察者间有相对运动时,观察者接收到的频率和波源发出的频率可能不同,但若观察者绕波源做圆周运动,观察者接收到的频率一定和波源发出的频率相同,A正确;当波源和观察者同向运动时,两者间距不知如何变化,所以不能断定接收频率比波源频率低,B错误;当波源和观察者相向运动时,两者间距变小,观察者接收到的频率一定比波源频率高,C错误;当波源和观察者反向运动时,两者间距变大,观察者接收到的频率一定比波源频率低,D
正确.
2.(多选)(2025·广东珠海统考)关于多普勒效应,下列说法正确的有(　　)
[A] 只要声源在运动,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的方向运动时,声源的频率不变
[D] 当声源朝远离观察者的方向运动时,观察者接收到的频率变小
【答案】 CD
【解析】 若声源和观察者均运动,且两者间相对静止,就不能观察到多普勒效应,A错误;声源静止,当观察者靠近或远离声源时也能观察到多普勒效应,B错误;当声源朝靠近观察者的方向运动时,两者间距变小,观察者接收到的频率大于声源的频率,但声源的频率不变,C正确;当声源朝远离观察者的方向运动时,两者间距变大,观察者接收到的频率小于声源的频率,
D正确.
3.(2025·广东韶关统考)上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端,然后使蜂鸣器迅速水平旋转,同学们听到蜂鸣器音调忽高忽低,下列判断正确的是(　　)
[A] 旋转时蜂鸣器发声的频率变化了
[B] 由于旋转,改变了同学们听到的声音频率
[C] 蜂鸣器音调变低时,一定是向学生的方向运动
[D] 音调的忽高忽低是由波的衍射造成的
【答案】 B
【解析】 旋转过程中,蜂鸣器与同学们的距离有时近,有时远,发生多普勒效应,并非波的衍射现象,D错误;蜂鸣器发出声波的频率不变,只是同学们听到的声音频率变化了,A错误,B正确;当蜂鸣器远离学生时,听到声音的频率变小即音调变低,C错误.
4.(多选)(2025·广东中山统考)将上下振动的振针水平移动,移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形.下列说法正确的有(　　)
[A] 振针向右移动
[B] 振针向左移动
[C] 在A处的观察者,接收到的水波频率比振针的振动频率小
[D] 在A处的观察者,接收到的水波频率比振针的振动频率大
【答案】 AC
【解析】 振针前进方向上的水波变得密集,在其运动反方向的水波变得稀疏,观察题图中振针右侧的水波比较密集,因此振针向右移动.由于波源远离观察者,所以观察者接收到的水波频率比振针的振动频率小,故A、C正确.
知识点二　多普勒效应在实际生产、生活中的应用
5.下列现象属于多普勒效应的是(　　)
[A] 夏日雷声轰鸣不绝
[B] 有两只相同的音叉,若一只被敲击振动发声,发现另一只也振动发声
[C] 教室内两个同频率的蜂鸣器发声时,有的位置处的同学听得很清晰,而有的位置处的同学听的声音很弱
[D] 超声波被血管中的血流反射后,探测器接收到的超声波频率发生变化
【答案】 D
【解析】 夏日雷声轰鸣不绝,属于声波的反射,A错误;有两只相同的音叉,若一只被敲击振动发声,发现另一只也振动发声,这是因为另一只音叉受迫振动后出现声音的共振现象,B错误;教室内同频的蜂鸣器发声,属于干涉现象,C错误;探测器接收到的超声波频率发生变化是由于血液发生流动,探测器与血液的观测点的距离发生变化,属于多普勒效应,D正确.
6.(2025·广东东莞月考)下列情况中没有用到多普勒效应的知识的是(　　)
[A] 铁路工人用耳朵贴在铁轨上可判断附近有没有火车行驶
[B] 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的波,波被运动的汽车反射回来,根据接收到的频率发生的变化,就知道汽车的速度,以便于进行交通管理
[C] 利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
[D] 有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声判断飞行炮弹是接近还是远去
【答案】 A
【解析】 铁路工人用耳朵贴在铁轨上可判断附近有没有火车行驶,是因为声音在固体中传播得比空气中快,与多普勒效应无关,A符合题意;交通警察对行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波,波被运动的汽车反射回来,根据接收到的频率发生变化就能测量汽车的速度,进而判断是否超速,利用了多普勒效应,B不符合题意;利用地球上接收到遥远天体发出的原子光谱线的移动来判断遥远天体相对地球运动的速度,利用了多普勒效应,C不符合题意;有经验的战士从炮弹飞行的尖啸声来判断飞行炮弹是接近还是远去,频率变高表示靠近,频率降低表示远去,利用了多普勒效应,D不符合题意.
7.(多选)(2025·广东深圳月考)公路交警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查,在同一车道上警车向前方的一辆轿车发出已知频率的超声波,结果该超声波被那辆轿车反射回来时,警车接收到的超声波频率比发出时低.下列说法正确的有(　　)
[A] 此现象属于波的衍射
[B] 此现象属于多普勒效应
[C] 若该路段限速100 km/h,则该轿车超速
[D] 若该轿车以25 m/s的速度行进,反射回的超声波频率会变低
【答案】 BC
【解析】 警车接收到的超声波频率比发出的低,此现象为多普勒效应,A错误,B正确;因警车接收到的超声波频率比发出的低,由多普勒效应知警车与轿车在相互远离,而警车车速恒定且在后面,可判断轿车的车速比警车的车速大,故该轿车超速,C正确;若该轿车以25 m/s的速度行进,相当于以90 km/h行驶,此时警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的超声波频率应比发出的高,D错误.
(选择题每题9分)
8.(2025·江苏南通期中)下列各图所对应的现象与多普勒效应有关的是(　　)
[A] 图甲,水波撞击堤岸后倒卷回去继续传播
[B] 图乙,水波在深度不同的水域传播,在交界面处改变传播方向
[C] 图丙,周期性振动的金属丝贴着水面移动,在水面上形成不规则的环状波纹
[D] 图丁,水波遇到开有狭缝的挡板,可以穿过狭缝继续传播
【答案】 C
【解析】 水波撞击堤岸后倒卷回去继续传播,这是波的反射,A错误;水波在深度不同的水域传播,在交界面处改变传播方向,这是波的折射,B错误;周期性振动的金属丝贴着水面移动,在水面上形成不规则的环状波纹,离金属丝近的水面和远的水面振动频率不同,该现象与多普勒效应有关,C正确;水波遇到开有狭缝的挡板,可以穿过狭缝继续传播,该现象为波的衍射,D
错误.
9.(2025·广东东莞统考)近年来我国的航空事业迅速发展,战机的超音速飞行已十分普遍,地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响,这是因为在飞机加速过程中,当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障,当飞机加速冲破音障时就会发出巨大的响声,称为音爆.音障的形成与下列现象的形成原理最为相近的是(　　)
[A] 音叉周围有些区域声音较强,有些区域声音较弱
[B] 闪电过后不久就听到雷声的巨响
[C] 火车进站时鸣笛的音调会变高,出站时会变低
[D] 在屋外看不见屋内的人,却能听见屋内人说话
【答案】 C
【解析】 音叉周围有些区域声音较强,有些区域声音较弱,这是声音的干涉现象,A错误;闪电过后听到雷声属于声音在空气中的传播现象,B错误;火车进站时鸣笛的音调会变高,出站时会变低,音调变低表示远离,音调变高表示靠近,该现象与音障的形成类似,C正确;在屋外看不见屋内的人,却能听见屋内人说话,这是声音的衍射现象,D错误.
10.在平直公路上,汽车正在匀速远离,用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波,被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像,正确的是(　　)
[A] 　　 　　[B]
[C] 　　　 　[D]
【答案】 D
【解析】 汽车正在匀速远离,速度恒定,接收到的反射波的频率也是恒定的.由于是远离,汽车反射波的频率应该小于发出波的频率,故选项D正确.
11.(2025·广东佛山期中)汽车无人驾驶技术已逐渐成熟,最常用的是ACC自适应巡航控制系统,它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去.其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,再通过电波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标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,接收到的回波的频率为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′【答案】 A
【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,说明两者之间的距离不变,表明前车与无人车的速度相同,但不一定静止,故A正确,B错误;当f′>f时,接收到的频率增大,说明两车距离减小,表明前车在减速行驶,故C错误;当f′12.(2025·湖南师大附中联考)汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术,在汽车行驶过程中,许多因素都会产生噪音,系统会通过车身的声学反馈技术,通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消,从而减少车内噪音.某一噪声信号的振动方程为y=Asin (100πt+),下列说法正确的是(　　)
[A] 抵消声波频率应为100 Hz
[B] 抵消声波振幅应为2A
[C] 汽车降噪过程应用的是声波的多普勒效应原理
[D] 若汽车与噪声源正在相互靠近,则系统将适度增大抵消声波的频率
【答案】 D
【解析】 抵消声波频率应为f=),则抵消声波振幅应为A,B错误;汽车降噪过程应用的是声波的干涉原理,C错误;若汽车与噪声源正在靠近,则由多普勒效应可知,汽车接收到的噪声频率正在增大,故主动降噪系统应适度增大抵消声波的频率,以便于和噪声保持一致,D正确.(共21张PPT)
第四节
多普勒效应
1.知道多普勒效应,理解多普勒效应形成的原因.2.了解多普勒效应在实际生产、生活中的应用,并能用多普勒效应解释一些现象.认识科学与社会的联系,培养科学态度和责任意识.
[学习目标]
知识点一　认识多普勒效应
「情境导学」
1.如图甲所示,当救护车静止时,两人接收声波的频率与救护车发射声波的频率相同吗
提示:相同.
甲
2.如图乙所示,当救护车向右运动时,两人接收声波的频率与救护车发射声波的频率相同吗
提示:不同,当救护车向右运动时,B接收的频率变小,A接收的频率变大.
3.让一队人沿路行走,观察者不动,假设每分钟有30个人从他身边通过,这种情况下的“过人频率”是30人/分.如果观察者逆着队伍行走,“过人频率”怎样变化,过人频率类似于机械波中的发射频率还是接收频率
提示:变大,接收频率.
「知识整合」
1.多普勒效应
波源或观察者或两者都相对于 运动,观察者接收到的 与波源发出的频率不相同的现象.
2.多普勒效应产生的原因
(1)当波源与观察者相对静止时,观察者接收到的频率 波源振动的频率.
(2)当波源与观察者互相靠近时,观察者接收到的频率 ;反之,当波源与观察者互相远离时,观察者接收到的频率 .
传播介质
频率
等于
增大
减小
正误辨析
(1)观察者与声源没有相对运动也可能产生多普勒效应.(　 　)
(2)多普勒效应是由波的干涉引起的.(　 　)
(3)多普勒测速仪利用反射波频率的变化来测定速度.(　 　)
(4)当波源和观察者向同一个方向运动时,一定发生多普勒效应.(　 　)
(5)声波可以发生多普勒效应,说明只有纵波会发生多普勒效应.(　 　)
×
×
√
×
×
[例1] 如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰.
(1)该图表示的是　　　　.
A.干涉现象 B.衍射现象
C.反射现象 D.多普勒效应
(2)波源正在移向　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)点.
(3)观察到波的频率最低的点是　　　　(选填“A”“B”“C”或“D”)点.
D
A
B
【解析】 (1)题图表示的是多普勒效应,正确选项为D.
(2)从波长变化情况来看,波源正在移向A点.
(3)由于波源正移向A点,所以观察到波的频率最低的点是B点.
(1)发生多普勒效应时几种情况的比较.
·规律总结·
相对位置 图示 结论
波源S和观察者相对介质不动 f波源=f观察者,接收频率不变
波源S不动,观察者运动,由 A→B或A→C 若靠近波源即由A→B,则f波源f观察者,接收频率变低
若观察者不动,波源 S运动,由S1→S2 f波源(2)成因归纳.
发生多普勒效应时,一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动,且两者间距发生变化.
·规律总结·
[训练1] (2025·广东珠海期中)小明同学将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端,闭合开关后听到它发出声音.现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周运动,图中所示为蜂鸣器从A转动到B的过程中的某位置,小明及甲、乙三名同学听到蜂鸣器发出声音的频率分别为f1、f2、f3.则
(　　)
[A] f3>f1>f2 [B] f1=f2=f3
[C] f2>f1=f3 [D] f1>f2=f3
A
【解析】 从A到B过程中,蜂鸣器远离甲,靠近乙,与小明的距离不变,由多普勒效应的相关知识可知f3>f1>f2,故选A.
[训练2] (多选)(2025·广东珠海统考)如图1、2所示,甲同学站立不动吹口哨,乙同学坐在秋千上来回摆动.关于乙同学的感受,下列说法正确的有
( 　 )
[A] 乙同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高
[B] 乙同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高
[C] 乙同学在C点向右运动时,她感觉哨声音调不变
[D] 乙同学在C点向左运动时,她感觉哨声音调变低
AD
【解析】乙同学荡秋千的过程中,只要有向右的速度,就有靠近声源的趋势,根据多普勒效应,她感到哨声音调变高;反之,乙同学向左运动时,她感到哨声音调变低,选项A、D正确,B、C错误.
知识点二　多普勒效应的应用
「情境导学」
有科学家对人造卫星进行跟踪试验.通过向卫星发射一定频率的电磁波,可以分析卫星反射回来的电磁波的频率,如图所示.当卫星返回的信号频率增加时,卫星向近地点运动还是向远地点运动
提示:当卫星向近地点运动时返回的信号频率增加,所以卫星向近地点
运动.
「知识整合」
1.判断和测量车辆速度
(1)修理铁路的工人可以根据火车的 判断火车的运行方向和快慢.
(2)交警向行进中的汽车发射已知 的电磁波,可根据汽车反射回来的电磁波的 测出汽车速度.
2.判断天体运动的情况
(1)由地球上接收到遥远天体发出的光波的 ,可以判断天体相对地球的运动速度.
(2)可以跟踪人造地球卫星.
汽笛声
频率
频率
频率
3.利用超声波测血流速度
当声源与接收体(即探头和反射体)之间有相对运动时,回声的频率有所改变,这种频率的变化被称为 .
频移
[例2] (多选)(2025·山西太原月考)关于多普勒效应的应用,下列说法正确的有(　 　 )
[A] 发现星系谱线的“红移”现象是多普勒效应的应用
[B] 利用多普勒效应可以从火车的鸣笛声中判断其运动方向
[C] 利用多普勒效应可以判断遥远的天体相对地球的运动速度
[D] 目前在技术上人们只能利用声波发生的多普勒效应
ABC
【解析】 星系谱线的“红移”现象的发现是多普勒效应在天体运动中的应
用,A正确;利用多普勒效应可以从火车的鸣笛声中判断其运动方向,这是多普勒效应在机械运动中的应用,B正确;利用多普勒效应可以判断遥远的天体相对地球的运动速度,这是多普勒效应在天体运动中的应用,C正确;人们已可以利用电磁波的多普勒效应进行各种测量,D错误.
[训练3] (2025·湖北武汉期末)如图所示,静止轨道卫星Q在轨道上稳定运
行,P为赤道平面上的监测站.为实时监测卫星运行状况,卫星Q持续向监测站P发射频率为f的电磁波.则卫星Q从A运行到B的过程中,关于监测站P接收的电磁波频率,下列说法正确的是(　 　)
[A] 监测站P接收的电磁波频率先减小后增大
[B] 监测站P接收的电磁波频率先增大后减小
[C] 监测站P接收的电磁波频率一直保持不变
[D] 监测站P接收的电磁波频率一直减小
C
【解析】 因为卫星Q是地球同步静止卫星,与地球有相同的角速度,P为赤道平面上的监测站,则P、Q相对静止,即卫星Q从A运行到B的过程中,P、Q的相对位置不变,根据多普勒效应相关知识可知,监测站P接收的电磁波频率不变.故选C.
[训练4] 如图所示,O为地球赤道上的测控站,P为地球同步静止卫星,Q为低轨道卫星,P、Q向周围空间发射的无线电信号频率均为f1.在图示位置时,
(1)P卫星和Q卫星的角速度大小关系如何
(2)O接收到P、Q发射的无线电信号频率分别为f2和f3,
请说明f2、f3与f1的大小关系.
【答案】 (1)ωQ>ωP　(2)f3>f1=f2
(2)因为P为地球同步静止卫星,则O与P相对静止,f1=f2,又ωQ>ωP,则f3>f2,即f3>f1=f2.
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