多普勒效应【五大题型】（原卷版）-2024-2025学年人教版高二物理选择性必修第一册专项复习

多普勒效应【五大题型】

＞题型梳理

目录

知识点1:多普勒效应............................................................................1

【题型1多普勒效应的理解】....................................................................2

【题型2多普勒效应问题的分析】................................................................3

【题型3由多普勒效应判断频率变化】............................................................5

【题型4波源和观察者相对运动时相关物理量的计算】..............................................6

知识点2:多普勒效应的应用......................................................................7

【题型5多普勒效应的应用】....................................................................7

►举一反三

知识点1：多普勒效应

一、多普勒效应的概念

1、波源频率：波源完成一次全振动，就向外发出一个波，称为一个完全波，波源频率就等于单位时间内波

源发出的完全波的个数。

2、观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，观察者接收到的声音频率决定了

观察者所听到的声音的音调。

3、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，这种现象称为

多普勒效应。

二、发生多普勒效应的条件

波源和观察者在二者连线方向上有相对运动。

三、多普勒效应的解释

1、当波源与观察者相对静止时，1S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、波源相对于介质静止，波速为V。

①当观察者向着波源以速度v观运动时，观察者接收到的波的频率增大，广=二也〉:=/；

AA

②当观察远离波源时，观察者接收到的波的频率减小，/=上二随＜上=/;

2A

③当观察者远离波源的速度大于等于波速时，观察者将接收不到波。

3、波源相对于观察者运动时，可视为波源不动，而观察者相对于波源运动，结论同上。

四、两种情况的接收频率公式

1、观察者静止，波源相对观察者运动

观察者静止，波源以速度v源接近观察者时，此时观察者接收到的波源的波长为/'=2-v源T,波的传

播速度为v,则在时间f内，观察者接收到的完全波的个数为N="=」一=」一=」一/，接

兄_L_2kv_v源

fff

受频率为启同理，波源远离观察者运动时的接收频率为启=—^/。

'v-％n+n源

2、波源静止，观察者相对波源运动

波源静止，观察者以速度v观接近波源时。

接收频率为启=二^里f,观察者远离波源运动时的接收频率为=三维f。

【注意】发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，是接收者接收到的频率（单位时间内接收到的完整

波的个数）发生变化（大于或小于波源频率）。

【题型1多普勒效应的理解】

【例1】（多选）（22-23高二上•广东深圳•月考）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（）

A.在空旷的山谷大喊能听到回音

B.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

【变式3-3］（23-24高一下•上海浦东新•期中）人耳能听到的频率范围是20-20000HZ。某音频发生器发出

频率为22000Hz的声波。为了听到这个声音，可以（

A.快速靠近音源B.快速远离音源

C.绕音频发生器做圆周运动D.与音频发生器相向运动

【题型4波源和观察者相对运动时相关物理量的计算】

【例4】（23-24高一上•浙江•月考）小洪同学静止在路旁，一列动车以速度v向观察者驶来，动车发出的

鸣笛声频率为力，观察者听到的声音频率为了,声音的速度为“，/'与/的关系正确的是（）

「U„«Uf.VV

AD.f=­f

-u-v0

【变式4-1］（多选）如图所示，S为波源，尸点有一观察者，已知波源发声的频率为20Hz,声音在空气中

的传播速度为340m/s,则关于观察者听到的声音的频率说法正确的是（）

P

A.当波源S以17m/s的速度远离观察者运动时，频率约为19Hz

B.当波源S以17m/s的速度靠近观察者运动时，频率约为21Hz

C.当观察者以17m/s的速度靠近波源运动时，频率约为21Hz

D.以上说法均不正确

【变式4-2］（2023•新疆乌鲁木齐•二模）一辆在平直公路上匀速行驶的警车从，=0时开始鸣笛。已知警车

的速度为25m/s,警笛声波的最高频率为1550Hz,声波在空气中的传播速度为341m/s。则警笛声波在空气

中的最短波长为m；警车后方的行人听到的警笛声的音调越来越.（选填“高”或“低”）;t=1s

时，距警车前方320m处的行人（选填“已经”或“还没有”）听到警笛声。

【变式4-3］以速度a=20m/s奔驰的火车，鸣笛声频率为275Hz,已知常温下空气中的声音传播速度v

340m/so

（1）当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？

（2）当火车驶去时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？

知识点2：多普勒效应的应用

1、超声波测速：发射装置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。据反射波频率

的变化的多少可以知道车辆的速度。

2、可根据火车汽笛的音调的变化判断火车是进站还是出站；根据炮弹飞行的尖啸声判断炮弹飞行的方向等。

火车驶来时，由于多普勒效应，听到的汽笛声音调比较高，感觉到尖锐刺耳；火车远离时，听到的汽笛声

音调较低，听起来较为低沉。

3、医用“彩超”：向人体发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血液反射后被仪器接收。测出反射

波的频率变化，就能知道血流的速度据此诊断疾病。

4、测星球速度：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,

可算出星球的速度。

【题型5多普勒效应的应用】

【例5】蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领，它们会发出尖锐的叫声，再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。

回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小，以及物体是否在移动，它可以帮蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉

猎物（如飞行中的昆虫）。下列说法正确的是（）

A.蝙蝠发出尖锐的叫声属于次声波

B.蝙蝠发出的叫声进入水中后传播速度不变

C.蝙蝠发出尖锐的叫声目的是便于捕捉较小的猎物

D.蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出正在远离的猎物

【变式5-1］（多选）（24-25高二上•四川达州・月考）超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短,

广泛应用于生活与生产实践，关于超声波及应用，下列说法正确的是（）

A.在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度

B.超声波的频率越高，衍射本领越弱

C.高速公路上的测速仪接收到的超声波频率大于发出的超声波频率，说明此时车正在靠近测速仪

D.“彩超”检查身体时，利用了超声波的多普勒效应

【变式5-2］（22-23高二上•辽宁朝阳・期末）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。下列说法错误的是（）

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“B超”仪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

【变式5-3］如图所示为超声波测速示意图，一固定的超声波测速仪每隔1s向小汽车发出一个超声波脉冲信

号，已知第一个超声波，。=0时刻发出，遇到小汽车后返回，4=LOs时刻接收到反射波同