高二物理多普勒效應(yīng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第七節(jié) 多普勒效應(yīng)新知預(yù)習(xí)1.由于_之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到_發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)，如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率_，如果二者遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率_.2.波源的頻率等于單位時(shí)間內(nèi)波源_，觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)_.3.鐵路工人可以通過(guò)火車(chē)的汽笛聲判斷火車(chē)的運(yùn)行方向和快慢，如果汽笛聲變得尖細(xì)，則火車(chē)_（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）工人；如果汽笛聲頻率變化加快，說(shuō)明火車(chē)在_（填“加速”或“減速”）.典題熱題知識(shí)點(diǎn)一 多普勒效應(yīng)例1以下關(guān)于多普勒效應(yīng)的說(shuō)法中正確的是( )A.有多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的振動(dòng)頻率發(fā)生變化B.有多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的振動(dòng)

2、頻率并沒(méi)有發(fā)生變化C.多普勒效應(yīng)實(shí)際上是指波速相對(duì)介質(zhì)發(fā)生變化D.人與波源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察到的頻率一定發(fā)生變化解析：當(dāng)觀察者與聲源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(接近或遠(yuǎn)離)，觀察者測(cè)得聲波頻率有變化，但波源的頻率不變.當(dāng)觀察者盡管有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但距離不變時(shí)，此時(shí)不會(huì)出現(xiàn)多普勒效應(yīng)，B選項(xiàng)正確.答案：B方法歸納 若觀察者與聲源在一直線上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則必發(fā)生多普勒效應(yīng).若觀察者與聲源的相對(duì)運(yùn)動(dòng)不共線(如圓周運(yùn)動(dòng))則就不一定發(fā)生多普勒效應(yīng).例2下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)( )A.利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來(lái)判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度B.交通警察向行進(jìn)中的汽車(chē)發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波，波被運(yùn)動(dòng)

3、的汽車(chē)反射回來(lái)時(shí)，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就可知汽車(chē)的速度，以便于交通管理C.鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況D.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去解析：凡是波都具有多普勒效應(yīng)，因此利用光波的多普勒效應(yīng)便可以測(cè)定遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度，A選項(xiàng)正確.被反射的電磁波，相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)可求出運(yùn)動(dòng)物體的速度，B選項(xiàng)正確.鐵路工人根據(jù)振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車(chē)的運(yùn)動(dòng)作出判斷，C選項(xiàng)錯(cuò)誤.炮彈飛行，與空氣摩擦產(chǎn)生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，D選項(xiàng)正確.答案：ABD誤區(qū)警示 鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車(chē)的

4、運(yùn)動(dòng)情況，這是根據(jù)火車(chē)與鐵軌發(fā)生的機(jī)械振動(dòng)的強(qiáng)弱而對(duì)列車(chē)的運(yùn)動(dòng)作出判斷，因?yàn)檫@時(shí)觀察者并不是根據(jù)聲音的頻率變化來(lái)判斷的，所以不是利用多普勒效應(yīng).例3如圖12-7-5所示，在公路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速度v1向東行走，在路口北側(cè)，乙站在路邊，一輛汽車(chē)以速度v2通過(guò)路口向東行駛并鳴笛，已知汽車(chē)笛聲的頻率為f0，車(chē)速v2v1.甲聽(tīng)到的笛聲的頻率為f1，乙聽(tīng)到的笛聲的頻率為f2，司機(jī)自己聽(tīng)到的笛聲的頻率為f3，則此三人聽(tīng)到笛聲的頻率由高至低依次為_(kāi).圖12-7-5解析：由于v2v1，所以汽車(chē)和甲的相對(duì)距離減小，甲聽(tīng)到的頻率變大，即f1f0，由于乙靜止不動(dòng)，則汽車(chē)和乙的相對(duì)距離增大，乙聽(tīng)到的頻率變低，

5、即f2f0.由于司機(jī)和汽車(chē)相對(duì)靜止，所以司機(jī)聽(tīng)到的頻率不變，即f3=f0.綜上所述，三人聽(tīng)到笛聲的頻率由高至低依次為f1、f3、f2.答案：f1、f3、f2方法歸納 多普勒效應(yīng)是指由于觀察者和波源之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象.當(dāng)二者相對(duì)距離減小時(shí)，觀察者接收到的頻率比波源頻率高，當(dāng)二者相對(duì)距離增大時(shí)，觀察者接收到的頻率比波源頻率低.知識(shí)點(diǎn)二 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用例4公路巡警開(kāi)車(chē)在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車(chē)道上巡警車(chē)向前方的一輛轎車(chē)發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車(chē)反射回來(lái)時(shí)，巡警車(chē)接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說(shuō)明那輛轎車(chē)的車(chē)速( )A.高于1

6、00 km/h B.低于100 km/hC.等于100 km/h D.無(wú)法確定解析：由多普勒效應(yīng)知，巡警車(chē)接收到的頻率低了，即觀察者接收到的頻率低了，說(shuō)明轎車(chē)和巡警車(chē)在相互遠(yuǎn)離，而巡警車(chē)速度恒定，因此可以判定轎車(chē)的速度比巡警車(chē)速度大，故A選項(xiàng)正確.答案：A方法歸納 當(dāng)波源與觀察者遠(yuǎn)離時(shí)，頻率變低；當(dāng)波源與觀察者靠近時(shí)，頻率變高.例5如圖12-7-6所示，實(shí)線表示波峰，S為波源，設(shè)波源頻率為20Hz，且不運(yùn)動(dòng)，而觀察者在1 s內(nèi)由B運(yùn)動(dòng)到A，觀察者接收到多少個(gè)完全波？設(shè)波速為340 m/s，若要讓觀察者完全接收不到波，那么，他的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)該是多少？圖12-7-6解析：(1)觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收

7、到的完全波的個(gè)數(shù)，即接收到的頻率.如果觀察者不運(yùn)動(dòng)，在1 s內(nèi)，觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)應(yīng)當(dāng)是20個(gè)，然而當(dāng)觀察者從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中，所能接收到的完全波的個(gè)數(shù)正好比不運(yùn)動(dòng)時(shí)少1個(gè)，即他只能接收到19個(gè)完全波.(2)要想讓觀察者完全接收不到波，他必須遠(yuǎn)離波并隨同所在的波峰一起運(yùn)動(dòng)，即觀察者的運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)該是340 m/s.答案：19 340 m/s巧妙變式 如果觀察者在1 s內(nèi)由A運(yùn)動(dòng)到B，觀察者接收到多少個(gè)完全波？答案：21知識(shí)點(diǎn)三 多普勒效應(yīng)的定量研究例6一警車(chē)上的警報(bào)器發(fā)射頻率f=1 000 Hz的聲波，警車(chē)遠(yuǎn)離靜止的觀察者向一懸崖行駛，車(chē)速v=10 m/s，已知聲音在空氣中的傳播速度為

8、v聲=330 m/s，試問(wèn)：（1）觀察者直接從警報(bào)器聽(tīng)到的聲音頻率是多大？（2）觀察者聽(tīng)到從懸崖反射的聲音頻率是多大？解析：首先應(yīng)分清楚三個(gè)速度，即波的傳播速度、波源的速度、觀察者的速度，當(dāng)波源背離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于波長(zhǎng)變長(zhǎng)；觀察者聽(tīng)到從懸崖反射回的聲音，相當(dāng)于有一聲源以速度v靠近觀察者，此時(shí)波長(zhǎng)變短.答案：（1）當(dāng)警車(chē)遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，其波長(zhǎng)增大vT，則單位時(shí)間通過(guò)觀察者的完全波的個(gè)數(shù)，即觀察者聽(tīng)到的聲音頻率為f=f=1 000 Hz=970.6 Hz.（2）觀察者聽(tīng)到從懸崖反射的聲音，等效于有一波源以速度v靠近靜止的觀察者所發(fā)聲音，此時(shí)波長(zhǎng)減小vT，所以觀察者聽(tīng)到從懸崖反射的聲音頻率為f=f

9、=1 000 Hz=1 031 Hz.誤區(qū)警示 此題的易錯(cuò)點(diǎn)是：認(rèn)為從懸崖反射回來(lái)的聲波和正常情況一樣不發(fā)生多普勒效應(yīng)，或者認(rèn)為人聽(tīng)到的聲波頻率和警車(chē)遠(yuǎn)離時(shí)人聽(tīng)到的聲波頻率相同.自主廣場(chǎng)我夯基我達(dá)標(biāo)1.關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是（ )A.多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的B.多普勒效應(yīng)說(shuō)明波源的頻率發(fā)生改變C.多普勒效應(yīng)是由于波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的D.只有聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)思路解析：多普勒效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是由于觀察者與波源在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率與實(shí)際頻率不同，而實(shí)際上波源的頻率是不會(huì)改變的，且多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過(guò)程的共有特征.答案：C2.如圖12-7-3所示，波源S不動(dòng)，

10、每秒發(fā)出30個(gè)完全波，觀察者1 s內(nèi)由位置A移到位置B，則觀察者每秒將接收到_個(gè)完全波. 圖12-7-3 圖12-7-4思路解析：由于觀察者與波源的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，1 s內(nèi)觀察者將接收到31個(gè)完全波.答案：313.如圖12-7-4表示產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況，圖中的圓表示波峰.（1）該圖表示的是（ )A.干涉現(xiàn)象 B.衍射現(xiàn)象C.反射現(xiàn)象 D.多普勒效應(yīng)（2）波源正在移向（ )A.A點(diǎn) B.B點(diǎn) C.C點(diǎn) D.D點(diǎn)（3）觀察到波的頻率最低的點(diǎn)是（ )A.A點(diǎn) B.B點(diǎn) C.C點(diǎn) D.D點(diǎn)思路解析：（1）圖示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知該圖表示的是多普勒效應(yīng)中波源運(yùn)動(dòng)的情況.選項(xiàng)

11、D正確.（2）由于波源左方的波長(zhǎng)被壓縮，右方的波長(zhǎng)被拉長(zhǎng)，可知波源正在移向A點(diǎn)，選項(xiàng)A正確.（3）由于波源遠(yuǎn)離B點(diǎn)，所以在B點(diǎn)觀察到波的頻率最低，選項(xiàng)B正確.答案：（1）D （2）A （3）B4.波源振動(dòng)的頻率為f0，波源在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，波源的前方介質(zhì)振動(dòng)的頻率為f1，波源后方介質(zhì)振動(dòng)的頻率為f2，則三者的關(guān)系為（ )A.f1=f2=f0 B.f1=f2f0 C.f1=f2f0 D.f2f0f1思路解析：f0由波源每秒鐘所振動(dòng)的次數(shù)決定，介質(zhì)振動(dòng)的頻率由波源頻率及波源相對(duì)介質(zhì)是否移動(dòng)來(lái)決定.波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，在波源的正前方介質(zhì)振動(dòng)的頻率高于波源振動(dòng)的頻率.答案：D5.關(guān)于次聲波和超聲波，以下說(shuō)法中正

12、確的是（ )A.頻率低于20 Hz的聲波為次聲波，頻率高于20 000 Hz的聲波為超聲波B.次聲波的波長(zhǎng)比可聞波短，超聲波的波長(zhǎng)比可聞波長(zhǎng)C.次聲波的波速比可聞波小，超聲波的波速比可聞波大D.在同一種均勻介質(zhì)中，在相同的溫度條件下，次聲波、可聞波、超聲波的波速均相等思路解析：由次聲波和超聲波的概念可知A選項(xiàng)正確.由=可判斷在波速相同的情況下，頻率大，波長(zhǎng)?。活l率小，波長(zhǎng)大，所以B選項(xiàng)不正確.在同一種均勻介質(zhì)中，次聲波、可聞波、超聲波的波速均相等，所以C不正確，D正確.答案：AD6.超聲波由于它具有不同于可聞聲波的特性，在現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究中有許多重要應(yīng)用，下列選項(xiàng)中，哪些屬于超聲波的應(yīng)用

13、（ )A.探查幾米厚金屬內(nèi)部的缺陷B.把普通水變成霧氣噴射到房間的空氣中C.探查人體內(nèi)部的各種器官、組織等有無(wú)異常D.進(jìn)行人體按摩，治療神經(jīng)痛等疾患思路解析：本題是考查超聲波的特性及其應(yīng)用問(wèn)題，超聲波的頻率高、波長(zhǎng)小，基本沿直線傳播，且具有傳播能量大、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn).A、B、C、D四項(xiàng)均正確，A、C是利用超聲波的穿透本領(lǐng)和反射特性，B、D是利用超聲波在液體中傳播時(shí)的液壓沖擊特性.答案：ABCD我綜合我發(fā)展7.有一種用鋼絲操縱做圓周飛行的飛機(jī)模型，裝有兩沖程的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，操縱者站在圓心，在他聽(tīng)來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)發(fā)出的聲音是平穩(wěn)不變的.場(chǎng)邊的觀察者聽(tīng)到的聲音忽高忽低地做周期性變化.（1）這是由

14、于_；這種現(xiàn)象叫_.（2）模型飛機(jī)的飛行速度是90 km/h，單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是9 000 r/min，則觀察者聽(tīng)到的聲音的最高頻率是_Hz，最低頻率是_Hz，操縱者聽(tīng)到的聲音的頻率是_Hz.（設(shè)這時(shí)空氣中的聲速為340 m/s）思路解析：（1）聲源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；多普勒效應(yīng).（2）發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)聲的頻率f0=Hz=150 Hz，這也是操縱者聽(tīng)到的聲音的頻率.模型飛機(jī)飛行速度m/s=25 m/s.當(dāng)飛機(jī)向觀察者飛行時(shí)，聲波波長(zhǎng)為1=m=2.1 m，此時(shí)觀察者聽(tīng)到的頻率即為最高頻率fmax=Hz=162 Hz.當(dāng)飛機(jī)遠(yuǎn)離觀察者飛行時(shí)，聲波波長(zhǎng)變?yōu)?=m=2.43 m，此時(shí)觀察者聽(tīng)到的頻率即為最低頻

15、率fmin=Hz=140 Hz.答案：（1）聲源與觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng) 多普勒效應(yīng)（2）162 140 1508.(2006全國(guó)高考理綜，16)頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動(dòng).以u(píng)表示聲源的速度，V表示聲波的速度（uV），v表示接收器接收到的頻率.若u增大，則（ )A.v增大，V增大 B.v增大，V不變C.v不變，V增大 D.v減少，V不變思路解析：此題考查多普勒效應(yīng).當(dāng)聲源向著接收器運(yùn)動(dòng)的速度增大時(shí)，聲源的頻率不變，聲波的傳播速度不變，接收器接收到的頻率增大，因此B正確.答案：B9.以速度v=20 m/s奔馳的火車(chē)，鳴笛聲頻率f=275 Hz，已知常溫下空氣中的聲速V=340 m/s.當(dāng)火車(chē)駛來(lái)時(shí)，