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5　多普勒效应
[学习目标]　1.通过观察生活中常见的实例，知道什么是多普勒效应现象，会分析多普勒效应产生的原因(重点)。2.通过查阅相关资料，知道多普勒效应在生产生活中的应用，并会解释有关现象。
一、多普勒效应的理解
警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化。思考下列问题：
(1)你听到警笛的音调有何不同？
(2)实际上警车发出警笛的音调会变化吗？
(3)听到音调发生变化的原因是什么？
答案　(1)警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低；
(2)实际上警车发出警笛的音调不会变化；
(3)听到音调变化是因为听到声音的频率在变化，是由警车和观察者的距离变化引起的。
1.多普勒效应
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，1 s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。
(2)当波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加(选填“增加”或“减少”)，观测到的频率增大(选填“增大”或“减小”)；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率减小(选填“增大”或“减小”)。
只要观察者与波源发生相对运动，就会产生多普勒效应，这种说法对吗？为什么？
答案　不对，如果观察者以波源为圆心做圆周运动，虽然两者间发生了相对运动，但它们间的距离并未改变，接收到的频率与波源发出的频率依然相等，并未发生多普勒效应。
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，且两者间的距离在发生变化。
(1)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。(　×　)
(2)发生多普勒效应时，波源本身的频率没有变化。(　√　)
(3)多普勒效应是由于波的干涉引起的。(　×　)
(4)只有声波可产生多普勒效应。(　×　)
(5)甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率。(　×　)
例1　(2025·山西省部分学校高二期中)将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹竿将蜂鸣器举起，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.观察者听到的音调忽高忽低
B.观察者听到的音调保持不变
C.当蜂鸣器向观察者靠近时，观察者听到的音调降低
D.若保持蜂鸣器不动，当观察者远离时，观察者听到的音调升高
答案　A
解析　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，观察者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，B、C、D错误。
例2　(2025·苏州市高二期末)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
解析　机械波传播速度与介质有关，A处、B处位于同一介质，所以波速相等，故A错误；在B处单位时间内接收到的完全波的个数比A处多，则在B处观察到的频率比在A处观察到的频率高，根据多普勒效应可以判断，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；若波源不动，持续提高振动频率不会产生多普勒效应，即不会显示图示现象，故D错误。
相对位置 图示 结论(频率、波面)
波源S和观察者A相对静止 f观察者=f波源
波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 由A→B，f观察者>f波源 由A→C，f观察者观察者A不动，波源S运动，由S→S'，接近观察者或远离观察者 波源向哪运动，哪个方向波面被压缩较密集 接近观察者，f观察者>f波源 远离观察者，f观察者二、多普勒效应的应用
1.利用多普勒测速仪测速
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。利用多普勒测速仪还可以测量水在海底的流速，为养殖场寻找适合贝类生长的场所。
2.利用超声波测血流速度
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，就可测血流速度。这种方法俗称“彩超”。
说明：彩超利用了超声波多普勒效应，在B超基础上增加了血流情况，可以清晰地观察到脏器内部或是病变部位的血流速度、血管分布等，对疾病的诊断更加准确。
3.利用光波的频率变化测星球靠近或远离的速度
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，可以算出星球靠近或远离我们的速度。利用多普勒效应，当星球靠近我们时所观察的光波频率变大，该现象称为“蓝移”现象，远离时所观察的光波频率变小，称为“红移”现象。
例3　(多选)目前，多普勒效应已在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应下列说法正确的是(　　)
A.有经验的战士从炮弹飞行的“尖叫”声就能判断飞行的炮弹是接近还是远去
B.医院检查身体血液流动速度的“彩超”运用了多普勒效应原理
C.某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变小
D.高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的
答案　ABD
解析　利用声波的多普勒效应，有经验的战士可以从炮弹飞行时的“尖叫”声判断炮弹的飞行方向，A正确；医院检查身体的“彩超”是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，其运用了多普勒效应原理，B正确；某一遥远星球离地球远去，根据多普勒效应，从地球上接收到该星球发出光的频率减小，则波长变长，C错误；根据物体远离或靠近声源，接收到的频率的变化能够测出物体运动的速度大小，高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的，D正确。
例4　(2025·葫芦岛市高二检测)多普勒效应在许多领域有着十分广泛的应用，如图所示，静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车b反射后，又被测速仪a接收到，下列说法正确的是(　　)
A.汽车b接收到的超声波频率小于f0
B.测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0
C.超声波被汽车b反射后，传播速度增加
D.超声波被汽车b反射后，波长变短
答案　B
解析　由于汽车b靠近测速仪a，根据多普勒效应，汽车b接收到的超声波频率大于f0，故A错误；超声波被汽车b反射时，汽车b相当于超声波由汽车b向测速仪a传播的波源，由于多普勒效应，测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0，故B正确；波速由介质决定，超声波被汽车b反射后，传播速度大小不变，波长不变，故C、D错误。
1.(2026·江苏省海头高级中学高二检测)关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　)
A.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率不变，波源的频率发生了变化
B.只有当观察者和波源速度相同时才能发生多普勒效应
C.当波源与观察者相对运动时，观察者接受到的频率变大，波源的频率不变
D.救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率变大
答案　D
解析　发生多普勒效应时，观察者接收到的频率变化，波源的频率不变，故A错误；当观察者和波源有相对运动且两者间的距离发生变化时才能发生多普勒效应，故B错误；当波源与观察者相对运动时，观察者接受到的频率可能变大，也可能变小，波源的频率不变，故C错误；救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率变大，故D正确。
2.下面哪些应用没有利用多普勒效应(　　)
A.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
B.交通警察向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的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C.铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D.有经验的战士利用炮弹飞行的声音判断飞行炮弹是接近还是远去
答案　C
解析　利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对于地球的运动速度；被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，接收到的频率发生变化，由多普勒效应的知识可以求出运动物体的速度；铁路工人是根据振动的强弱变化而对火车的运动作出判断的，没有利用多普勒效应；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，利用了多普勒效应，故选C。
3.(2026·常州市高二期中)如图所示，声源S连续发射频率一定的声波，与S共面的圆周上有四个静止的观察者a、b、c、d，当声源以一定的速度由a向b运动的过程中，接收到的频率始终高于声源发射的频率的观察者是(　　)
A.a B.b C.c D.d
答案　B
解析　根据多普勒效应可知，当声源靠近观察者时观察者接收到的频率大于声源发出的频率，则声源由a向b运动的过程中，观察者a接收的频率始终低于声源发射的频率，观察者c和d接收的频率先大于声源发射的频率后小于声源发射的频率，观察者b接收到的频率始终高于声源发射的频率。故选B。
4.在t=0时刻，两辆汽车甲、乙到十字路口O处的距离分别为x甲和x乙。两车分别以速率v甲和v乙沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率f0鸣笛，则汽车乙的司机所接收到的笛声频率将如何变化(已知声速为u，且有u>v甲，u>v乙)(　　)
A.当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低
B.当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率可能等于波源发出的频率
C.当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低
D.当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率高
答案　C
解析　根据多普勒效应可知，当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率高；当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低，故A、B、D错误，C正确。
5.轮船在进港途中与港口间的距离随时间变化规律如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是下列选项图中的(　　)
答案　A
解析　轮船匀速靠近港口的过程中，测到的频率不随时间变化，但速度大时，频率大，由x-t图像可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度关系为v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，选项A符合题意。(共36张PPT)
多普勒效应
5
第
三
章
1.通过观察生活中常见的实例，知道什么是多普勒效应现象，会分析多普勒效应产生的原因(重点)。
2.通过查阅相关资料，知道多普勒效应在生产生活中的应用，并会解释有关现象。
学习目标
内容索引
一、多普勒效应的理解
二、多普勒效应的应用
巩固练习
< 一 >
多普勒效应的理解
警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化。思考下列问题：
(1)你听到警笛的音调有何不同？
答案　警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低；
(2)实际上警车发出警笛的音调会变化吗？
答案　实际上警车发出警笛的音调不会变化；
(3)听到音调发生变化的原因是什么？
答案　听到音调变化是因为听到声音的频率在变化，是由警车和观察者的距离变化引起的。
1.多普勒效应
波源与观察者相互靠近或者相互远离时， 的波的 都会发生变化的现象。
接收到
频率
2.多普勒效应产生的原因
(1)当波源与观察者相对静止时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是 的，观测到的频率 波源振动的频率。
(2)当波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目
(选填“增加”或“减少”)，观测到的频率 (选填“增大”或“减小”)；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率 (选填“增大”或“减小”)。
一定
等于
增加
增大
减小
只要观察者与波源发生相对运动，就会产生多普勒效应，这种说法对吗？为什么？
答案　不对，如果观察者以波源为圆心做圆周运动，虽然两者间发生了相对运动，但它们间的距离并未改变，接收到的频率与波源发出的频率依然相等，并未发生多普勒效应。
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，且两者间的距离在发生变化。
(1)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。
(　　)
(2)发生多普勒效应时，波源本身的频率没有变化。(　　)
(3)多普勒效应是由于波的干涉引起的。(　　)
(4)只有声波可产生多普勒效应。(　　)
(5)甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率。
(　　)
×
√
×
×
×
(2025·山西省部分学校高二期中)将蜂鸣器固定在一长杆的一端，闭合开关后用竹竿将蜂鸣器举起，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.观察者听到的音调忽高忽低
B.观察者听到的音调保持不变
C.当蜂鸣器向观察者靠近时，观察者听到的音调降低
D.若保持蜂鸣器不动，当观察者远离时，观察者听到
的音调升高
例1
√
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，观察者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，B、C、D错误。
(2025·苏州市高二期末)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
例2
√
机械波传播速度与介质有关，A处、B处位于同一介质，所以波速相等，故A错误；
在B处单位时间内接收到的完全波的个数比A处多，则在B处观察到的频率比在A处观察到的频率高，根据多普勒效应可以判断，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；
若波源不动，持续提高振动频率不会产生多普勒效应，即不会显示图示现象，故D错误。
总结提升
相对位置 图示 结论(频率、波面)
波源S和观察者A相对静止 f观察者=f波源
波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C 由A→B，f观察者>f波源
由A→C，f观察者总结提升
相对位置 图示 结论(频率、波面)
观察者A不动，波源S运动，由S→S'，接近观察者或远离观察者 波源向哪运动，哪个方向波面被压缩较密集
接近观察者，f观察者>f波源
远离观察者，f观察者返回
< 二 >
多普勒效应的应用
1.利用多普勒测速仪测速
交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量 的频率，根据反射波频率 就能知道车辆的速度。利用多普勒测速仪还可以测量水在海底的流速，为养殖场寻找适合贝类生长的场所。
反射波
变化的多少
2.利用超声波测血流速度
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 ，就可测血流速度。这种方法俗称“ ”。
说明：彩超利用了超声波多普勒效应，在B超基础上增加了血流情况，可以清晰地观察到脏器内部或是病变部位的血流速度、血管分布等，对疾病的诊断更加准确。
频率变化
彩超
3.利用光波的频率变化测星球靠近或远离的速度
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，可以算出星球靠近或远离我们的速度。利用多普勒效应，当星球靠近我们时所观察的光波频率变大，该现象称为“蓝移”现象，远离时所观察的光波频率变小，称为“红移”现象。
频率
静止
(多选)目前，多普勒效应已在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛应用。关于多普勒效应下列说法正确的是
A.有经验的战士从炮弹飞行的“尖叫”声就能判断飞行的炮弹是接近还
是远去
B.医院检查身体血液流动速度的“彩超”运用了多普勒效应原理
C.某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要
变小
D.高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的
例3
√
√
√
利用声波的多普勒效应，有经验的战士可以从炮弹飞行时的“尖叫”声判断炮弹的飞行方向，A正确；
医院检查身体的“彩超”是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，其运用了多普勒效应原理，B正确；
某一遥远星球离地球远去，根据多普勒效应，从地球上接收到该星球发出光的频率减小，则波长变长，C错误；
根据物体远离或靠近声源，接收到的频率的变化能够测出物体运动的速度大小，高速公路上的测速仪就是应用多普勒效应来测速的，D正确。
(2025·葫芦岛市高二检测)多普勒效应在许多领域有着十分广泛的应用，如图所示，静止的雷达测速仪a发射频率为f0的超声波，该超声波被迎面驶来的汽车b反射后，又被测速仪a接收到，下列说法正确的是
A.汽车b接收到的超声波频率小于f0
B.测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0
C.超声波被汽车b反射后，传播速度增加
D.超声波被汽车b反射后，波长变短
例4
√
由于汽车b靠近测速仪a，根据多普勒效应，汽车b接收到的超声波频率大于f0，故A错误；
超声波被汽车b反射时，汽车b相当于超声波由汽车b向测速仪a传播的波源，由于多普勒效应，测速仪a接收到汽车b的反射波频率大于f0，故B正确；
波速由介质决定，超声波被汽车b反射后，传播速度大小不变，波长不变，故C、D错误。
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< 三 >
巩固练习
1.(2026·江苏省海头高级中学高二检测)关于多普勒效应，下列说法正确的是
A.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率不变，波源的频率发生了
变化
B.只有当观察者和波源速度相同时才能发生多普勒效应
C.当波源与观察者相对运动时，观察者接受到的频率变大，波源的频率
不变
D.救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率变大
√
发生多普勒效应时，观察者接收到的频率变化，波源的频率不变，故A错误；
当观察者和波源有相对运动且两者间的距离发生变化时才能发生多普勒效应，故B错误；
当波源与观察者相对运动时，观察者接受到的频率可能变大，也可能变小，波源的频率不变，故C错误；
救护车疾驰而来，路旁行人感觉救护车发出的声波频率变大，故D正确。
2.下面哪些应用没有利用多普勒效应
A.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
B.交通警察向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的变化，就知道汽车的速度，以
便于进行交通管理
C.铁路工人将耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D.有经验的战士利用炮弹飞行的声音判断飞行炮弹是接近还是远去
√
利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对于地球的运动速度；被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，接收到的频率发生变化，由多普勒效应的知识可以求出运动物体的速度；铁路工人是根据振动的强弱变化而对火车的运动作出判断的，没有利用多普勒效应；炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，利用了多普勒效应，故选C。
3.(2026·常州市高二期中)如图所示，声源S连续发射频率一定的声波，与S共面的圆周上有四个静止的观察者a、b、c、d，当声源以一定的速度由a向b运动的过程中，接收到的频率始终高于声源发射的频率的观察者是
A.a　　　B.b　　　C.c　　　D.d
√
根据多普勒效应可知，当声源靠近观察者时观察者接收到的频率大于声源发出的频率，则声源由a向b运动的过程中，观察者a接收的频率始终低于声源发射的频率，观察者c和d接收的频率先大于声源发射的频率后小于声源发射的频率，观察者b接收到的频率始终高于声源发射的频率。故选B。
4.在t=0时刻，两辆汽车甲、乙到十字路口O处的距离分别为x甲和x乙。两车分别以速率v甲和v乙沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率f0鸣笛，则汽车乙的司机所接收到的笛声频率将如何变化(已知声速为u，且有u>v甲，u>v乙)
A.当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率
　一定比波源发出的频率低
B.当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率
　可能等于波源发出的频率
C.当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低
D.当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率高
√
根据多普勒效应可知，当两车均向O运动(在到达O之前)时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率高；当两车均向远离O的方向运动时，乙司机接收到的频率一定比波源发出的频率低，故A、B、D错误，C正确。
5.轮船在进港途中与港口间的距离随时间变化规律如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是下列选项图中的
√
轮船匀速靠近港口的过程中，测到的频率不随时间变化，但速度大时，频率大，由x-t图像可知，轮船靠近港口时三段时间内的速度关系为v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，选项A符合题意。
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三
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