3.5 多普勒效应-2021-2022学年高二物理精讲精练（人教版2019选择性必修第一册）

3.5 多普勒效应 考点精讲 考点1：多普勒效应 1．多普勒效应的成因 发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动． 2．相对位置变化与频率的关系(规律) 相对位置 图　示 结　论 波源S和观察者A相对静止，如图所示 f波源＝f观察者，音调不变 波源S不动，观察者A运动，由A→B或A→C，如图所示 若靠近波源，由A→B，则f波源＜f观察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源＞f观察者，音调变低 观察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示 f波源＜f观察者，音调变高 【例1】　如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰． （1）该图表示的是(　　) A．干涉现象 B．衍射现象 C．反射现象 D．多普勒效应 （2）波源正在移向(　　) A．A点　　　　 B．B点 C．C点 D．D点 （3）观察到的波的频率最低的点是(　　) A．A点 B．B点 C．C点 D．D点 【分析】本题主要是对多普勒效应的现象分析，判断问题时必须先明确如下几点：①常见的波动现象有哪些？②怎样根据波形判断波源的移动方向？③波源的移动对观察到的波的频率有何影响？ 【解析】(1)D　(2)A　(3)B　(1)由于题图所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知该图表示的是多普勒效应中波源运动的情况，即D选项正确．(2)由于波源左方的波长被压缩，右方的波长被拉长，可知波源正在移向A点，即A选项正确．(3)由于波源远离B点，由题图分析可知在B点观察到波的频率最低，即B选项正确． 【变式训练】本题中由于波源的移动，使观察者在A点处接收到的频率变大，本质上是什么物理量变化引起的呢？ 【答案】　波长 【技巧与方法】 观测者向波源靠近时，波源频率不变，但观测者接收到的频率增高，即音调增高；反之，观测者与波源远离时，观测者接收到的频率降低、音调降低. 【针对训练】 1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是(　　) A．发生多普勒效应时，波源的频率变化了 B．发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化 C．当观察者和波源速度相同时，会发生多普勒效应 D．只有声波才能发生多普勒效应 【解析】B　当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，而观察者与波源速度相同且同向运动时，两者不发生相对运动，不会产生多普勒效应，选项C错误；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，选项A错误，B正确；多普勒效应，不仅适用于声波，也适用于其他类型的波，包括电磁波和光波，选项D错误． 考点2：多普勒效应的应用 1.超声波测速 交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度． 【点拨】频率高于20 000 Hz的声波称为超声波；与能听到的声音相比，超声波有两个特点：一是可以比较容易地产生大功率的声波；二是它几乎沿直线传播． 2．医用“彩超” 向人体内发射频率已知的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就可算出血流的速度． 3．判断火车的运动方向 火车驶来时，由于多普勒效应，听到的汽笛声调比较高，感觉到尖锐刺耳；火车远离时，听到的汽笛声调较低，听起来较为低沉． 4．测星球速度 测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可算出星球的速度． 【例2】　(多选)警车向路上的车辆发射频率已知的超声波，同时探测反射波的频率．下列说法正确的是(　　) A．车辆匀速驶向停在路边的警车，警车探测到的反射波频率增高 B．车辆匀速驶离停在路边的警车，警车探测到的反射波频率降低 C．警车匀速驶向停在路边的汽车，探测到的反射波频率降低 D．警车匀速驶离停在路边的汽车，探测到的反射波频率不变 【解析】AB　车辆(警车)匀速驶向停在路边的警车(车辆)，两者间距变小，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率增高，选项A正确，C错误；车辆(警车)匀速驶离停在路边的警车(车辆)，两者间距变大，产生多普勒效应，警车探测到的反射波频率降低，选项B正确，D错误． 【技巧与方法】 对多普勒效应的理解 （1）在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者接收到的频率发生了变化． （2）多普勒效应是波特有的现象，电磁波和光波也会发生多普勒效应． 【针对训练】 2．(多选)下列选项与多普勒效应有关的是(　　) A．科学家用激光测量月球与地球间的距离 B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速 C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡 D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度 E．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算