公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查， 在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速( )A. 高于100 km/hB. 低于100 km/hC. 等于100 km/hD. 无法确定

本题考查多普勒效应的应用，关键在于理解相对运动对波频率的影响。当波源与观察者（或反射体）存在相对运动时，接收到的频率会发生变化。核心思路是分析轿车相对于巡警车的运动方向：若轿车速度大于巡警车，两者距离增大，反射波频率降低；反之则频率升高。题目中接收到的频率降低，说明轿车在远离巡警车，因此轿车速度更高。

多普勒效应原理

当波源或观察者相对于波传播方向运动时，接收到的频率会发生变化。公式为：
$f' = f \cdot \frac{v + v_o}{v + v_s}$
其中：

• $f$ 为波源频率，$f'$ 为观察者接收到的频率，
• $v$ 为波速（光速 $c$），
• $v_o$ 为观察者速度（朝向波源为正），
• $v_s$ 为波源速度（朝向观察者为正）。

本题情境分析

1. 巡警车发射电磁波：巡警车以 $100 \, \text{km/h}$（波源速度 $v_s$）运动，发射频率 $f$ 的电磁波。
2. 轿车反射电磁波：轿车以速度 $v$（观察者速度 $v_o$）运动，接收并反射电磁波。
3. 频率变化规律：
   • 若轿车速度 $v > 100 \, \text{km/h}$，轿车远离巡警车，反射波频率降低。
   • 若 $v < 100 \, \text{km/h}$，巡警车接近轿车，反射波频率升高。
   • 若 $v = 100 \, \text{km/h}$，频率不变。

关键结论

题目中接收到的频率比发出时低，说明轿车在远离巡警车，因此轿车速度 高于 $100 \, \text{km/h}$。