114學測自然 第23題 詳解

多普勒效應・逐項判析 · 多選 · 題目出處：114 學年度學科能力測驗 自然考科（大學入學考試中心）

答案(A)(D)看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   先抓題目在考什麼

   這題在考「電磁波的多普勒效應」：觀測到的頻率，取決於光源和觀測者之間的相對運動。太空船持續遠離地球，所以地球監控站接收到的頻率會比太空船在地表靜止時低。
2. 2

   先定出基準頻率

   題目給太空船停在地球表面時，地球監控站測得頻率為 $f_0$，這就是沒有相對退離時的基準值。之後只要太空船與地球之間的距離增加，地球收到的頻率就會小於 $f_0$；距離不變時，頻率才會等於 $f_0$。
3. 3

   判斷加速過程

   加速脫離地球引力時，太空船是朝遠離地球的方向加速，地球監控站接收到的波前會變得更疏，頻率降低，所以 $f<f_0$，選項 (A) 正確。由於題目已明說「持續遠離地球」，這不是與地球靜止的情況，因此 (B) $f=f_0$ 錯誤。
4. 4

   判斷等速過程

   等速飛行且持續遠離地球時，雖然速度大小固定，但相對運動仍然存在，多普勒效應依然成立。只要是遠離，地球監控站測得的頻率就仍然小於 $f_0$，所以 (D) 正確；(C) $f=f_0$ 錯誤，因為等速不代表沒有多普勒效應，只有相對速度為零才會等於基準頻率。
5. 5

   判斷減速過程並收束答案

   減速準備登陸火星時，太空船雖然速度變小，但題目仍指出它持續遠離地球，所以相對地球仍是退離狀態，頻率仍應滿足 $f<f_0$，不是 $f>f_0$。因此 (E) 錯誤。綜合判斷，正確選項為 (A)(D)。

關鍵觀念：#多普勒效應 #相對運動 #電磁波

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