新教材高中物理第三章機(jī)械波第5節(jié)多普勒效應(yīng)課件新人教版選擇性必修第一冊

第三章

機(jī)械波第5節(jié)

多普勒效應(yīng)課標(biāo)解讀課標(biāo)要求素養(yǎng)要求1.通過實(shí)驗，認(rèn)識多普勒效應(yīng)。2.能解釋多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因。3.能列舉多普勒效應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例。1.物理觀念:知道什么是多普勒效應(yīng)，了解多普勒效應(yīng)的產(chǎn)生原因。2.科學(xué)思維:能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象。要點(diǎn)多普勒效應(yīng)

波源與觀察者_(dá)______________________①時，接收到的波的頻率都會發(fā)生變化。人們把這種現(xiàn)象叫作多普勒效應(yīng)。相互靠近或者相互遠(yuǎn)離①（1）火車進(jìn)站和出站時，坐在火車上的乘客能感受到汽笛聲的音調(diào)發(fā)生變化嗎？提示不能。坐在火車上的乘客會感受到汽笛聲的音調(diào)不發(fā)生變化，是因為聲源相對乘客是靜止的。

1.波源與觀察者相對靜止時，單位時間內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目是一定的，觀察者感覺到的頻率等于波源振動的頻率。

2.波源與觀察者相互靠近時，單位時間內(nèi)通過觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目增加，觀察者感覺到的頻率大于波源的頻率，即感覺到頻率增大。

3.波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時，觀察者感覺到頻率減小。探究點(diǎn)

多普勒效應(yīng)

[提示]巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時的低，此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)。因警車接收到的頻率低，由多普勒效應(yīng)知警車與轎車在相互遠(yuǎn)離，而警車車速恒定又在后面，可判斷出轎車車速比警車車速大，故該車超速。

1.波源頻率、接收頻率和音調(diào)

（1）波源頻率：波源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，稱為一個完全波。頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)。因此波源的頻率又等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)。（2）接收頻率

①波源和觀察者相對靜止時，觀察者接收到的波的頻率等于波源的頻率。

②波源和觀察者有相對運(yùn)動時，觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)發(fā)生變化，即接收到的波的頻率發(fā)生變化。波源與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的波的頻率增大；二者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的波的頻率減小。（3）音調(diào)：音調(diào)由頻率決定，頻率高則音調(diào)高，頻率低則音調(diào)低。觀察者聽到的聲音的音調(diào)，是由觀察者接收到的聲波的頻率（單位時間內(nèi)接收到的聲波的完全波個數(shù)）決定的。（1）相對位置變化與頻率的關(guān)系（規(guī)律）相對位置圖示結(jié)論

2.多普勒效應(yīng)成因分析相對位置圖示結(jié)論續(xù)表

（2）成因歸納：根據(jù)以上分析可以知道，發(fā)生多普勒效應(yīng)時。一定是由于波源與觀察者之間發(fā)生了相對運(yùn)動。3.多普勒效應(yīng)的運(yùn)用（1）測車輛速度：交通警察向行進(jìn)中的車輛發(fā)射一個已知頻率的超聲波，波被運(yùn)動的車輛反射回來時，交通警察根據(jù)反射波頻率變化的多少可知車輛的速度。（2）測天體速度：根據(jù)光波的多普勒效應(yīng)，在地球上接收到的遙遠(yuǎn)天體上某些元素發(fā)出的光波頻率，與地球上這些元素靜止時發(fā)光的頻率對照，可以判斷遙遠(yuǎn)天體相對地球的運(yùn)動速度。

（3）醫(yī)用“彩超”：醫(yī)生向人體發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管中的血液反射后又被儀器接收。測出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度，據(jù)此診斷疾病。（4）聽音辨向：可根據(jù)火車汽笛聲的音調(diào)的變化判斷火車是進(jìn)站還是出站；根據(jù)炮彈飛行的尖叫聲判斷炮彈飛行的方向等。

C

[解析]根據(jù)多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因，該圖表示波源正在向B點(diǎn)移動，故A錯誤；當(dāng)波源向觀察者運(yùn)動時，觀察者接收到的頻率一定比波源振動的頻率高；當(dāng)波源遠(yuǎn)離觀察者時，觀察者接收到的波的頻率一定比波源振動的頻率低。故B、D錯誤，C正確。規(guī)律總結(jié)

（1）發(fā)生多普勒效應(yīng)時，接收到的波的頻率發(fā)生變化，但波源的頻率并沒有變化。（2）是否發(fā)生多普勒效應(yīng)取決于觀察者與波源是否存在相互靠近或相互遠(yuǎn)離。波速只取決于介質(zhì)，與是否發(fā)生多普勒效應(yīng)無關(guān)。（3）多普勒效應(yīng)是波共有的特征，機(jī)械波、電磁波或光波都會發(fā)生多普勒效應(yīng)。

A

BC

1.關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是(

)A.多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的B.多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生變化C.多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運(yùn)動D.只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)C[解析]多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對運(yùn)動，觀察者感到頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。2.當(dāng)火車進(jìn)站鳴笛時，我們在車站聽到的聲音的頻率和音調(diào)(

)A.變小，變高 B.不變，變高C.變大，變高 D.不知聲速和火車車速，不能判斷C[解析]火車進(jìn)站鳴笛時，聲源與觀察者距離減小，觀察者感受到的頻率變大，音調(diào)變高。

C[解析]蝙蝠（波源）相對墻壁（觀察者）的距離減小，所以墻壁接收到的超聲脈沖頻率增大，A錯誤；超聲脈沖被反射后頻率不變，但傳播方向和蝙蝠的運(yùn)動方向相反，蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率會更大，C正確，B、D錯誤。4.（多選）下列關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法，正確的是(

)A.醫(yī)院檢查身體的“彩超”儀運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理B.不僅機(jī)械波，電磁波也會發(fā)生多普勒效應(yīng)C.地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波發(fā)生“紅移”現(xiàn)象（各條譜線的波長均變長），可以判斷遙遠(yuǎn)天體正靠近地球D.靜止的觀察者聽到某個單一頻率聲源發(fā)出的聲音頻率越來越高，說明聲源正在遠(yuǎn)離觀察者AB[解析]醫(yī)院檢查身體的“彩超”儀是通過測出反射波的頻率變化來確定血流的速度，是運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理，故A正確；多普勒效應(yīng)是波特有的現(xiàn)象，故B正確；當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，觀測到的頻率增大，反之，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時，觀測到的頻率減小，故D錯誤；“紅移”現(xiàn)象中各條譜線的波長均變長，即頻率變小，因此遙遠(yuǎn)天體正在遠(yuǎn)離地球，故C錯誤。1.（多選）下列哪些現(xiàn)象是多普勒效應(yīng)(

)A.遠(yuǎn)去的汽車聲音越來越小B.炮彈迎面飛來，聲音刺耳C.火車向你駛來時，鳴笛聲音調(diào)變高，遠(yuǎn)離你而去時，鳴笛聲音調(diào)變低D.大風(fēng)中，遠(yuǎn)處人的說話聲時強(qiáng)時弱BC2.（多選）關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法正確的是(

)A.若波源向觀察者靠近，則波源發(fā)出的頻率變小B.若波源向觀察者靠近，則觀察者接收到的頻率變大C.若觀察者遠(yuǎn)離波源，則波源發(fā)出的頻率變小D.若波源和觀察者相互遠(yuǎn)離，則觀察者接收到的頻率變小BD[解析]若波源向觀察者靠近，則波源發(fā)出的頻率不變，觀察者接收到的頻率會變大，A錯誤，B正確；若觀察者遠(yuǎn)離波源，波源發(fā)出的頻率不變，C錯誤；若波源和觀察者相互遠(yuǎn)離，則觀察者接收到的頻率變小，D正確。3.（多選）列車上安裝一個聲源，發(fā)出一定頻率的樂音。當(dāng)列車與觀察者都靜止時，觀察者記住了這個樂音的音調(diào)。在以下情況中，觀察者聽到這個樂音的音調(diào)比原來低的是(

)A.觀察者靜止，列車向他駛來 B.觀察者靜止，列車離他駛?cè).列車靜止，觀察者靠近聲源 D.列車靜止，觀察者遠(yuǎn)離聲源BD[解析]當(dāng)觀察者和聲源相互遠(yuǎn)離時，觀察者聽到的樂音的音調(diào)變低，故A、C錯誤，B、D正確。4.（多選）下述說法中正確的是(

)A.沿與兩個完全相同的發(fā)聲器平行的直線走，聽到的聲音忽大忽小，這是波的干涉現(xiàn)象B.在大樹前說話，大樹后面的人可以聽到，這是波的衍射現(xiàn)象C.大街上警車尖叫著從行人旁急馳而過，行人聽到警笛聲聲調(diào)由高變低是聲音的多普勒效應(yīng)D.發(fā)聲的電鈴放在真空罩里，外面聽不到聲音，這是因為電鈴在真空中不能振動ABC[解析]兩個完全相同的發(fā)聲器發(fā)出的聲波在周圍空間發(fā)生干涉，沿與這兩個發(fā)聲器平行的直線行走時聽到的聲音忽大忽小，A正確；在大樹前說話，樹后的人能聽到，是波的衍射現(xiàn)象，B正確；當(dāng)聲源與觀察者發(fā)生相對運(yùn)動時，會發(fā)生多普勒效應(yīng)，C正確；沒有傳播介質(zhì)，聲波不能傳播，D錯誤。5.[2021湖南長沙長郡中學(xué)高二上月考]分析下列物理現(xiàn)象：（1）夏天，在一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；（2）“聞其聲而不見其人”；（3）圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音；（4）當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。這些物理現(xiàn)象分別屬于波的(

)A.反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng) B.折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) D.衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)A[解析]（1）屬于波在云層中的反射現(xiàn)象；（2）屬于聲波的衍射；（3）屬于聲波的干涉；（4）屬于多普勒效應(yīng)，故A正確。6.近年來我國的航空事業(yè)發(fā)展迅速，戰(zhàn)機(jī)的超音速飛行已十分普遍。當(dāng)戰(zhàn)機(jī)在法定上空返航時，地面上的人經(jīng)常會聽到一聲雷鳴般的巨響，引起房屋門窗的劇烈顫動，這是因為飛機(jī)返航加速過程中，當(dāng)飛機(jī)速度接近聲速時會使發(fā)動機(jī)發(fā)出的聲波波面在飛機(jī)的前方堆積形成音障，當(dāng)飛機(jī)加速沖破音障時會發(fā)出巨大響聲，稱為音爆。關(guān)于音障的形成與下列哪種現(xiàn)象的形成原理最為相近(

)A.音叉周圍有些區(qū)域聲音較強(qiáng)，有些區(qū)域聲音較弱B.敲響一只音叉，不遠(yuǎn)處的另一只音叉也發(fā)出聲音C.火車進(jìn)站時鳴笛聲的音調(diào)會變高，出站時會變低D.在屋外看不見屋內(nèi)的人，卻能聽見屋內(nèi)人說話C[解析]音叉周圍有些區(qū)域聲音較強(qiáng)，有些區(qū)域聲音較弱，這是聲音的干涉現(xiàn)象，故A錯誤；敲響一只音叉，不遠(yuǎn)處的另一只音叉也發(fā)出聲音，這是聲音的共振現(xiàn)象，故B錯誤；火車進(jìn)站時鳴笛聲的音調(diào)會變高，出站時會變低，該現(xiàn)象與音障的形成類似，是聲波的多普勒效應(yīng)，故C正確；在屋外看不見屋內(nèi)的人，卻能聽見屋內(nèi)人說話，這是聲音的衍射現(xiàn)象，故D錯誤。7.[2021四川綿陽高二下期末]某人站在地面上某處，一架飛機(jī)由遠(yuǎn)而近從人的頭頂上方勻速飛過，則人聽到飛機(jī)發(fā)出聲音的頻率(

)AA.越來越低 B.越來越高C.先變高后變低 D.先變低后變高8.如圖所示，裝有多普勒測速儀的汽車測速監(jiān)視器安裝在公路旁，它向行駛中的車輛發(fā)射已知頻率的超聲波，并接收被車輛反射回來的反射波。當(dāng)某汽車向測速監(jiān)視器靠近時，被該汽車反射回來的反射波與測速監(jiān)視器發(fā)出的超聲波相比(

)D頻率不變，波速變小 B.波速不變，頻率變小C.頻率不變，波速變大 D.波速不變，頻率變大9.2019年4月10日人類發(fā)布了世界上首張黑洞圖像，利用了射電望遠(yuǎn)鏡對電磁波的捕捉。下列關(guān)于波的說法，正確的是(

)A.兩列波疊加一定會出現(xiàn)穩(wěn)定的干涉圖樣B.在干涉圖樣中，振動加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)的位移一定大于振動減弱區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的位移C.當(dāng)波源遠(yuǎn)離接收者時，觀察者接收到的波的頻率比波源頻率低D.只有障礙物或孔的尺寸與波長相差不多或比波長小時，波才能發(fā)生衍射C[解析]兩列波在同一空間相遇，需要波的頻率相同、相位差恒定、振動方向相同，才能形成穩(wěn)定的干涉圖樣，故A錯誤；在干涉圖樣中，振動加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)的振幅最大，振動減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)的振幅最小，但所有的質(zhì)點(diǎn)都在平衡位置附近振動，位移有大有小，振動加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)的位移不一定大于振動減弱區(qū)域質(zhì)點(diǎn)的位移，則B錯誤；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)波源遠(yuǎn)離接收者時，觀察者接收到的波的頻率比波源頻率低，故C正確；只有障礙物或孔的尺寸與波長相差不多或比波長小時，波才能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤。

C

A.B.C.D.D[解析]汽車正在勻速遠(yuǎn)