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3.5多普勒效应
（1）通过实验了解多普勒效应及其产生的原因，知道多普勒效应是波特有的现象。
（2）知道多普勒效应的简单应用。
仔细听急救车的鸣笛声，你会发现一个现象：当车从你身边疾驰而过的时候，鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事？
考点一、多普勒效应
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“减小”)，观测到的频率增加(选填“增加”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“增加”或“减小”)．
考点二、多普勒效应的应用
1．利用多普勒测速仪测速
交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，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．
2．利用超声波测血流速度
医生向人体发射频率已知的超声波，测出被血流反射后的波的频率变化，就可知道血流的速度．
3．利用光波的频率变化，计算星球靠近或远离我们的速度．
（2024春 朝阳区校级期末）下列说法中正确的是（ ）
A．干涉和衍射是波所特有的现象
B．在波的干涉中，振动加强点的位移始终最大
C．当观察者与波源发生相对运动时，接收到波的频率与波源发出的频率一定不同
D．机械波在某种介质中传播，若波源的频率增大，其传播速度也增大
【解答】解：A.干涉和衍射是波所特有的现象，故A正确；
B.在波的干涉中，振动加强点的振幅最大，但位移时刻在变化，所以振动加强点的位移不是始终最大，故B错误；
C.当观察者与波源发生相对运动时，接收到的波的频率与波源发出的频率可能不同，也可能相同，这取决于二者相对运动速度与波速的比较，故C错误；
D.机械波在某种介质中传播，其传播速度由介质决定，与波源的频率无关，故D错误。
故选：A。
（2024 南岗区校级三模）下列关于简谐运动和简谐波的说法正确的是（ ）
A．波在传播过程中，参与振动质点的振动周期等于波源的振动周期
B．如果波源停止振动，波在介质中的传播也立即停止
C．只改变单摆（摆角小于5°）的振幅，其周期也会相应改变
D．当声源与观察者相互靠近时，观察者所接收波的频率小于声源振动的频率
【解答】解：A、每个质点都在重复波源的振动，因此质点的振动周期和波源的振动周期是相同的，故A正确；
B、在波的传播中，如振源停止振动，由于惯性，介质中各质点还要振动一会儿，不会立即停止，故B错误；
C、单摆的小角度摆动（摆角小于5°时）是简谐运动，根据单摆的周期公式T＝2π可知，会影响振动周期的因素有：摆长和重力加速度，与振幅和摆球的质量无关，故C错误；
D、根据多普勒效应可知，声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的声波频率大于声源发出的声波频率，故D错误；
故选：A。
（2024春 重庆期末）宇宙中的星球都在不停地运动。测量某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，就可以算出该星球靠近或远离我们的速度。其运用的原理是（ ）
A．波的干涉 B．波的衍射
C．波的反射 D．多普勒效应
【解答】解：星球靠近或远离我们时，会产生多普勒效应，当地球上测量者接收到的频率小于发出频率时，星球离我们而去；若接收到的频率大于发出频率时，则星球向我们靠近，并能算出星球靠近或远离我们的速度，故D正确，ABC错误。
故选：D。
（2024春 佛山期末）医用彩色B超可以利用超声波多普勒效应测量人体血液流向和流速，在彩色多普勒超声图像中，红色代表朝向探头的血流，蓝色代表背离探头的血流，亮度高表示血流速度较快，亮度低表示血流速度较慢。当超声波探头在皮肤表面固定不动时，对于彩色多普勒超声图像，下列说法正确的是（ ）
A．红色时，接收波的频率比发射波的频率大
B．蓝色时，接收波的波长比发射波的波长短
C．亮度高时，接收波的波速比发射波的波速小
D．亮度低时，接收波的波长比发射波的波长长
【解答】解：AB．根据多普勒效应，故红色时，血流朝向探头，接收波的频率比发射波的频率大；蓝色时，血流背离探头，接收波的频率比发射波的频率小，由于多普勒效应不改变波速，根据v＝λf可知，接收波的波长比发射波的波长长，故A正确，B错误；
C．由于波所处的介质未发生变化，故亮度高时，接收波的波速与发射波的波速相等，故C错误；
D．亮度低时，由于不能确定血流朝向探头或者背离探头，故不能确定接收波的频率与发射波的频率大小关系，从而不能确定接收波的波长与发射波的波长关系，故D错误。
故选：A。
（2024春 仓山区校级期末）降噪可分为被动式降噪和主动式降噪。其中主动式降噪指通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，二者叠加后，将噪音中和，从而实现降噪效果。高铁通过拾噪麦克风，采集一些有规律的噪声，通过电路，在音乐中加入降噪声波，从而达到降噪效果。图甲为原理简化图，图乙为理想情况下的降噪过程图，实线表示环境声波，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则下列说法正确的是（ ）
A．降噪过程应用了声波的多普勒效应
B．降噪声波与环境噪声声波的频率不相等
C．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱
D．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
【解答】解：A、降噪过程应用了声波的干涉原理，故A错误；
B、降噪声波与环境噪声声波的频率相等，故B错误；
C、降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱，故C正确；
D、降噪过程应用了声波的干涉原理，故D错误。
故选：C。
（2024春 武汉期末）下列对机械波及其特性的说法，正确的是（ ）
A．不同频率的声波在同一介质中的速率不同
B．“余音绕梁，三日不绝”属于声波的反射现象
C．图中波源沿BA方向运动，且A处的观察者接收到的频率低于波源频率
D．平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成复杂而美丽的图案，属于水波的衍射现象
【解答】解：A、不同频率的声波在同一介质中的速率相同，故A错误；
B、“余音绕梁，三日不绝”属于声波的反射现象，故B正确；
C、图中表示多普勒效应，波源沿AB方向运动，且A处的观察者接收到频率低于波源频率，故C错误；
D、平静的水面上，下落的雨地激起层层涟漪，形成复杂而美丽的图案，属于水波的干涉现象，故D错误。
故选：B。
多普勒公式推导
1、设声速为C，声源频率f，周期为T，声源速度为V，观察者不动。声源朝向观察者运动。
若两者均不动，即声源第1个振动与第2个振动均原地发出，两个振动传到观察者，观察者接收的时间间隔为T',显然T'=T,
就好比，一个人（发射者）以一定频率发球，另一个人（接收者）就会以该频率接球,不难想象，接收者接球的周期与发射者发球的周期是一样的。
但是，由于声源是运动的，第2个振动是B处发出的，第2个振动的传播距离变小，传播时间缩短，具体短了多少呢？
声源由A处（发射第1个振动）运动到B（发射第2个振动）处，所经历的时间为T,声源的速度为V,声源发射第1个振动后，到发射第2个振动之前，声源所走的路程=VT
所以：
（2024春 琼山区校级期中）下列说法正确的是（ ）
A．“彩超”是多普勒效应的应用
B．“泊松”亮斑是光的干涉
C．双筒望远镜、内窥镜是光衍射的应用
D．光纤通讯、激光全息技术是激光相干性好的应用
【解答】解：A、彩超测量血液的流速是医生利用仪器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，就能知道血流的速度，属于多普勒效应，故A正确；
B、泊松亮斑是光绕过不透明的小圆板后在后面产生的衍射现象，由于光的衍射形成的，故B错误；
C、双筒望远镜利用了光的折射折射，光导纤维内窥镜应用了光的全反射，故C错误；
D、光纤的内芯折射率大于外层材料的折射率，光在光纤内发生全反射，光纤通信利用了全反射原理，全息照片用激光来拍摄，主要是利用了激光的相干性，故D错误；
故选：A。
（2024春 广州期中）下列说法正确的是（ ）
A．只有障碍物的尺寸或缝的宽度与波长相近或者比波长更小时，才能产生衍射现象
B．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率变化，从而确定车辆行进的速度是利用了波的反射
C．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化
D．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象
【解答】解：A．衍射是波特有的现象，所以一切波都会发生反射和衍射现象，在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比或者比光的波长还小时，才能发生明显衍射现象，故A错误；
B．测速雷达向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速，这是利用了波的多普勒效应，故B错误；
C．波发生折射时，波的频率由波源决定，波速与介质有关，所以波的频率不会变，波长与波速会发生变化，故C错误；
D．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象，故D正确。
故选：D。
（2024春 番禺区校级期中）如图所示是主动降噪耳机的降噪原理图。在耳机内有专门用于收集环境噪声的麦克风，耳机收集环境噪声后通过电子线路产生与环境噪声相位相反的降噪声波，再与环境噪声叠加，从而实现降噪效果。如图是理想的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应耳机产生的等幅反相降噪声波，则此图中的（ ）
A．降噪过程属于多普勒效应
B．降噪声波频率等于环境噪声频率
C．降噪过程属于声波的干涉且P点振动加强
D．P点空气经一个周期向外迁移距离为一个波长
【解答】解：ABC．由题图可知，降噪声波与环境声波波长相等，在同一种介质中传播速度相等，则频率相同，叠加时发生干涉现象，由于两列声波振幅相同、相位相反，所以振动减弱，起到降噪作用，P点振动减弱，故AC错误，B正确；
D．波传播过程P点在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故D错误。
故选：B。
（2024 南京模拟）机场附近每天都能听到飞机发动机的轰鸣声，一位父亲带着孩子散步的过程中，有一架飞机从上空匀速驶过，如图所示，问飞机从图中A位置到B位置过程中，他们所听到的轰鸣声的频率如何变化（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
【解答】解：如下图所示，
飞机与观察者先是距离减小，分速度v1＝vcosθ，θ变大，v1减小，即飞机靠近观察者的速度减小，根据多普勒效应可知，观察者接收到的频率高于声源发声频率，但是频率要减小；飞机与观察者之间的距离开始增大后，飞机远离观察者的分速度v2＝vcosα，α减小，v2变大，观察者接收到的频率低于声源发声频率，但是频率要减小。故他们所听到的轰鸣声的频率一直减小，故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2023秋 长宁区校级期末）如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的静止的人感受到的声波的频率为f2，则（ ）
A．f1＜f，f2＜f B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f
【解答】解：由题意可知，声源靠近A处的人，由多普勒效应可知，他接收的频率变大，即f1＞f；
当声源远离A处的人，他接收频率的变小，即f2＜f。
故选：D。
（2024春 河东区期末）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为1×10﹣7s，下列说法正确的是（ ）
A．质点开始振动的方向沿y轴正方向
B．0～1.25×10﹣7s内质点M运动的位移为0.4mm
C．超声波在血管中的传播速度为340m/s
D．t＝2.0×10﹣7s时质点N恰好处于波峰
【解答】解：A.超声波沿x轴正方向，根据波形平移法可知，质点开始振动的方向沿y轴负方向，故A错误；
B、超声波的周期为T＝1×10﹣7s，t＝1.25×10﹣7sT，因此0～1.25×10﹣7s内M的位移为﹣0.4mm，故B错误；
C、超声波在血管中的传播速度为
vm/s＝1.4×103m/s
故C错误；
D、在t＝2.0×10﹣7s时间内，波传播的距离为
x＝vt＝1.4×103×2.0×10﹣7m＝2.8×10﹣4m
即x＝7×10﹣2 mm处质点的振动形式传播到N点，则t＝2.0×10﹣7s时质点N恰好处于波峰，故D正确。
故选：D。
（2023秋 驻马店期末）如图为隐形战机的有源对消电子设备发出与对方雷达发射波匹配的行波，使对方雷达接受不到反射波，从而达到雷达隐形的效果。下列说法正确的是（ ）
A．隐形战机雷达隐形的原理是波的干涉
B．隐形战机雷达隐形的原理是波的衍射
C．隐形战机雷达隐形的原理是多普勒效应
D．行波与对方雷达发射波的频率相同、相位相同
【解答】解：图甲隐形战机有源对消电子设备是发射与对方雷达入射波频率相同相位相反的行波，利用波的干涉相消，使敌方接收不到反射波，所以隐形战机雷达隐形的原理是波的干涉，故A正确、BCD错误。
故选：A。
（2024 江苏模拟）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，下列说法正确的是（ ）
A．抵消声波频率应为100Hz
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．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
【解答】解：A、根据噪声信号的振动方程，可知ω＝100πrad/s，降噪的原理是声波的干涉，则抵消声波频率与噪声信号的频率相同，应为，故A错误；
B、振动方程为，则抵消声波振幅应为A，故B错误；
C、汽车降噪过程应用的是声波的干涉原理，故C错误；
D、波速由介质决定，可知抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等，故D正确。
故选：D。中小学教育资源及组卷应用平台
3.5多普勒效应
（1）通过实验了解多普勒效应及其产生的原因，知道多普勒效应是波特有的现象。
（2）知道多普勒效应的简单应用。
仔细听急救车的鸣笛声，你会发现一个现象：当车从你身边疾驰而过的时候，鸣笛的音调会由高变低。这到底是怎么回事？
考点一、多普勒效应
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“减小”)，观测到的频率增加(选填“增加”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“增加”或“减小”)．
考点二、多普勒效应的应用
1．利用多普勒测速仪测速
交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，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．
2．利用超声波测血流速度
医生向人体发射频率已知的超声波，测出被血流反射后的波的频率变化，就可知道血流的速度．
3．利用光波的频率变化，计算星球靠近或远离我们的速度．
（2024春 朝阳区校级期末）下列说法中正确的是（ ）
A．干涉和衍射是波所特有的现象
B．在波的干涉中，振动加强点的位移始终最大
C．当观察者与波源发生相对运动时，接收到波的频率与波源发出的频率一定不同
D．机械波在某种介质中传播，若波源的频率增大，其传播速度也增大
（2024 南岗区校级三模）下列关于简谐运动和简谐波的说法正确的是（ ）
A．波在传播过程中，参与振动质点的振动周期等于波源的振动周期
B．如果波源停止振动，波在介质中的传播也立即停止
C．只改变单摆（摆角小于5°）的振幅，其周期也会相应改变
D．当声源与观察者相互靠近时，观察者所接收波的频率小于声源振动的频率
（2024春 重庆期末）宇宙中的星球都在不停地运动。测量某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，就可以算出该星球靠近或远离我们的速度。其运用的原理是（ ）
A．波的干涉 B．波的衍射
C．波的反射 D．多普勒效应
（2024春 佛山期末）医用彩色B超可以利用超声波多普勒效应测量人体血液流向和流速，在彩色多普勒超声图像中，红色代表朝向探头的血流，蓝色代表背离探头的血流，亮度高表示血流速度较快，亮度低表示血流速度较慢。当超声波探头在皮肤表面固定不动时，对于彩色多普勒超声图像，下列说法正确的是（ ）
A．红色时，接收波的频率比发射波的频率大
B．蓝色时，接收波的波长比发射波的波长短
C．亮度高时，接收波的波速比发射波的波速小
D．亮度低时，接收波的波长比发射波的波长长
（2024春 仓山区校级期末）降噪可分为被动式降噪和主动式降噪。其中主动式降噪指通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，二者叠加后，将噪音中和，从而实现降噪效果。高铁通过拾噪麦克风，采集一些有规律的噪声，通过电路，在音乐中加入降噪声波，从而达到降噪效果。图甲为原理简化图，图乙为理想情况下的降噪过程图，实线表示环境声波，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，则下列说法正确的是（ ）
A．降噪过程应用了声波的多普勒效应
B．降噪声波与环境噪声声波的频率不相等
C．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动减弱
D．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
（2024春 武汉期末）下列对机械波及其特性的说法，正确的是（ ）
A．不同频率的声波在同一介质中的速率不同
B．“余音绕梁，三日不绝”属于声波的反射现象
C．图中波源沿BA方向运动，且A处的观察者接收到的频率低于波源频率
D．平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成复杂而美丽的图案，属于水波的衍射现象
多普勒公式推导
1、设声速为C，声源频率f，周期为T，声源速度为V，观察者不动。声源朝向观察者运动。
若两者均不动，即声源第1个振动与第2个振动均原地发出，两个振动传到观察者，观察者接收的时间间隔为T',显然T'=T,
就好比，一个人（发射者）以一定频率发球，另一个人（接收者）就会以该频率接球,不难想象，接收者接球的周期与发射者发球的周期是一样的。
但是，由于声源是运动的，第2个振动是B处发出的，第2个振动的传播距离变小，传播时间缩短，具体短了多少呢？
声源由A处（发射第1个振动）运动到B（发射第2个振动）处，所经历的时间为T,声源的速度为V,声源发射第1个振动后，到发射第2个振动之前，声源所走的路程=VT
所以：
（2024春 琼山区校级期中）下列说法正确的是（ ）
A．“彩超”是多普勒效应的应用
B．“泊松”亮斑是光的干涉
C．双筒望远镜、内窥镜是光衍射的应用
D．光纤通讯、激光全息技术是激光相干性好的应用
（2024春 广州期中）下列说法正确的是（ ）
A．只有障碍物的尺寸或缝的宽度与波长相近或者比波长更小时，才能产生衍射现象
B．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率变化，从而确定车辆行进的速度是利用了波的反射
C．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化
D．围绕正在发声的音叉走一圈，就会听到声音忽强忽弱，是声波的干涉现象
（2024春 番禺区校级期中）如图所示是主动降噪耳机的降噪原理图。在耳机内有专门用于收集环境噪声的麦克风，耳机收集环境噪声后通过电子线路产生与环境噪声相位相反的降噪声波，再与环境噪声叠加，从而实现降噪效果。如图是理想的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应耳机产生的等幅反相降噪声波，则此图中的（ ）
A．降噪过程属于多普勒效应
B．降噪声波频率等于环境噪声频率
C．降噪过程属于声波的干涉且P点振动加强
D．P点空气经一个周期向外迁移距离为一个波长
（2024 南京模拟）机场附近每天都能听到飞机发动机的轰鸣声，一位父亲带着孩子散步的过程中，有一架飞机从上空匀速驶过，如图所示，问飞机从图中A位置到B位置过程中，他们所听到的轰鸣声的频率如何变化（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
（2023秋 长宁区校级期末）如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的静止的人感受到的声波的频率为f2，则（ ）
A．f1＜f，f2＜f B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f
（2024春 河东区期末）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t＝0时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为1×10﹣7s，下列说法正确的是（ ）
A．质点开始振动的方向沿y轴正方向
B．0～1.25×10﹣7s内质点M运动的位移为0.4mm
C．超声波在血管中的传播速度为340m/s
D．t＝2.0×10﹣7s时质点N恰好处于波峰
（2023秋 驻马店期末）如图为隐形战机的有源对消电子设备发出与对方雷达发射波匹配的行波，使对方雷达接受不到反射波，从而达到雷达隐形的效果。下列说法正确的是（ ）
A．隐形战机雷达隐形的原理是波的干涉
B．隐形战机雷达隐形的原理是波的衍射
C．隐形战机雷达隐形的原理是多普勒效应
D．行波与对方雷达发射波的频率相同、相位相同
（2024 江苏模拟）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，下列说法正确的是（ ）
A．抵消声波频率应为100Hz
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．抵消声波和环境噪声在空气中传播的速度相等
