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1.由于_之間有相對運動，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_，如果二者遠離，觀察者接收到的頻率_.2.波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源_，觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內(nèi)_.3.鐵路工人可以通過火車的汽笛聲判斷火車的運行方向和快慢，如果汽笛聲變得尖細，則火車_（填“靠近”或“遠離”）工人；如果汽笛聲頻率變化加快，說明火車在_（填“加速”或“減速”）.典題熱題知識點一 多普勒效應(yīng)例1以下關(guān)于多普勒效應(yīng)的說法中正確的是( )A.有多普勒效應(yīng)時，波源的振動頻率發(fā)生變化B.有多普勒效應(yīng)時，波源的振動

2、頻率并沒有發(fā)生變化C.多普勒效應(yīng)實際上是指波速相對介質(zhì)發(fā)生變化D.人與波源有相對運動時，觀察到的頻率一定發(fā)生變化解析：當觀察者與聲源有相對運動(接近或遠離)，觀察者測得聲波頻率有變化，但波源的頻率不變.當觀察者盡管有相對運動，但距離不變時，此時不會出現(xiàn)多普勒效應(yīng)，B選項正確.答案：B方法歸納 若觀察者與聲源在一直線上發(fā)生相對運動，則必發(fā)生多普勒效應(yīng).若觀察者與聲源的相對運動不共線(如圓周運動)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天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速度B.交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波，波被運動

3、的汽車反射回來時，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就可知汽車的速度，以便于交通管理C.鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運動情況D.有經(jīng)驗的戰(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)便可以測定遙遠天體相對于地球的運動速度，A選項正確.被反射的電磁波，相當于一個運動的物體發(fā)出的電磁波，其頻率發(fā)生變化，由多普勒效應(yīng)可求出運動物體的速度，B選項正確.鐵路工人根據(jù)振動的強弱而對列車的運動作出判斷，C選項錯誤.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運動方向有關(guān)，D選項正確.答案：ABD誤區(qū)警示 鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的

4、運動情況，這是根據(jù)火車與鐵軌發(fā)生的機械振動的強弱而對列車的運動作出判斷，因為這時觀察者并不是根據(jù)聲音的頻率變化來判斷的，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，一輛汽車以速度v2通過路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f0，車速v2v1.甲聽到的笛聲的頻率為f1，乙聽到的笛聲的頻率為f2，司機自己聽到的笛聲的頻率為f3，則此三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為_.圖12-7-5解析：由于v2v1，所以汽車和甲的相對距離減小，甲聽到的頻率變大，即f1f0，由于乙靜止不動，則汽車和乙的相對距離增大，乙聽到的頻率變低，

5、即f2f0.由于司機和汽車相對靜止，所以司機聽到的頻率不變，即f3=f0.綜上所述，三人聽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運動，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象.當二者相對距離減小時，觀察者接收到的頻率比波源頻率高，當二者相對距離增大時，觀察者接收到的頻率比波源頻率低.知識點二 多普勒效應(yīng)的應(yīng)用例4公路巡警開車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低，說明那輛轎車的車速( )A.高于1

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

7、到的完全波的個數(shù)，即接收到的頻率.如果觀察者不運動，在1 s內(nèi)，觀察者接收到的完全波的個數(shù)應(yīng)當是20個，然而當觀察者從B運動到A的過程中，所能接收到的完全波的個數(shù)正好比不運動時少1個，即他只能接收到19個完全波.(2)要想讓觀察者完全接收不到波，他必須遠離波并隨同所在的波峰一起運動，即觀察者的運動速度應(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運動到B，觀察者接收到多少個完全波？答案：21知識點三 多普勒效應(yīng)的定量研究例6一警車上的警報器發(fā)射頻率f=1 000 Hz的聲波，警車遠離靜止的觀察者向一懸崖行駛，車速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：（1）觀察者直接從警報器聽到的聲音頻率是多大？（2）觀察者聽到從懸崖反射的聲音頻率是多大？解析：首先應(yīng)分清楚三個速度，即波的傳播速度、波源的速度、觀察者的速度，當波源背離觀察者運動時，相當于波長變長；觀察者聽到從懸崖反射回的聲音，相當于有一聲源以速度v靠近觀察者，此時波長變短.答案：（1）當警車遠離觀察者時，其波長增大vT，則單位時間通過觀察者的完全波的個數(shù)，即觀察者聽到的聲音頻率為f=f=1 000 Hz=970.6 Hz.（2）觀察者聽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，此時波長減小vT，所以觀察者聽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 此題的易錯點是：認為從懸崖反射回來的聲波和正常情況一樣不發(fā)生多普勒效應(yīng)，或者認為人聽到的聲波頻率和警車遠離時人聽到的聲波頻率相同.自主廣場我夯基我達標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)是由于波的干涉引起的B.多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(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運動而產(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)的實質(zhì)是由于觀察者與波源在相對運動時，觀察者接收到的頻率與實際頻率不同，而實際上波源的頻率是不會改變的，且多普勒效應(yīng)是波動過程的共有特征.答案：C2.如圖12-7-3所示，波源S不動，

10、每秒發(fā)出30個完全波，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運動，1 s內(nèi)觀察者將接收到31個完全波.答案：313.如圖12-7-4表示產(chǎn)生機械波的波源O做勻速運動的情況，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 B.B點 C.C點 D.D點（3）觀察到波的頻率最低的點是（ )A.A點 B.B點 C.C點 D.D點思路解析：（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)中波源運動的情況.選項

11、D正確.（2）由于波源左方的波長被壓縮，右方的波長被拉長，可知波源正在移向A點，選項A正確.（3）由于波源遠離B點，所以在B點觀察到波的頻率最低，選項B正確.答案：（1）D （2）A （3）B4.波源振動的頻率為f0，波源在介質(zhì)中運動時，波源的前方介質(zhì)振動的頻率為f1，波源后方介質(zhì)振動的頻率為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的次數(shù)決定，介質(zhì)振動的頻率由波源頻率及波源相對介質(zhì)是否移動來決定.波源運動時，在波源的正前方介質(zhì)振動的頻率高于波源振動的頻率.答案：D5.關(guān)于次聲波和超聲波，以下說法中正

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.次聲波的波長比可聞波短，超聲波的波長比可聞波長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選項正確.由=可判斷在波速相同的情況下，頻率大，波長小；頻率小，波長大，所以B選項不正確.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)和科學研究中有許多重要應(yīng)用，下列選項中，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、組織等有無異常D.進行人體按摩，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)用問題，超聲波的頻率高、波長小，基本沿直線傳播，且具有傳播能量大、距離遠等特點.A、B、C、D四項均正確，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模型，裝有兩沖程的活塞式發(fā)動機作為動力，操縱者站在圓心，在他聽來發(fā)動機工作時發(fā)出的聲音是平穩(wěn)不變的.場邊的觀察者聽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）模型飛機的飛行速度是90 km/h，單缸發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是9 000 r/min，則觀察者聽到的聲音的最高頻率是_Hz，最低頻率是_Hz，操縱者聽到的聲音的頻率是_Hz.（設(shè)這時空氣中的聲速為340 m/s）思路解析：（1）聲源與觀察者有相對運動；多普勒效應(yīng).（2）發(fā)動機發(fā)聲的頻率f0=Hz=150 Hz，這也是操縱者聽到的聲音的頻率.模型飛機飛行速度m/s=25 m/s.當飛機向觀察者飛行時，聲波波長為1=m=2.1 m，此時觀察者聽到的頻率即為最高頻率fmax=Hz=162 Hz.當飛機遠離觀察者飛行時，聲波波長變?yōu)?=m=2.43 m，此時觀察者聽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運動 多普勒效應(yīng)（2）162 140 1508.(2006全國高考理綜，16)頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運動.以u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).當聲源向著接收器運動的速度增大時，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，鳴笛聲頻率f=275 Hz，已知常溫下空氣中的聲速V=340 m/s.當火車駛來時，