第三章 第四节 多普勒效应-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（粤教版）

第四节　多普勒效应 核心素养要求 核心素养呈现 1.了解多普勒效应，理解多普勒效应的成因. 2.能列举多普勒效应的应用实例. 3.能运用多普勒效应解释一些物理现象. 一、认识多普勒效应 1．音调：音调由 频率_决定，频率_高则音调高，频率_低则音调低． 2．多普勒效应： 波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象． 3．多普勒效应产生的原因 (1)当波源与观察者相对静止时，1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观测到的频率等于_波源振动的频率． (2)当波源与观察者相互接近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观测到的频率增加；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率变小． (1)发生多普勒效应时波源的频率降低．(×) (2)发生多普勒效应时波源的频率增加．(×) (3)多普勒效应是波特有的现象．(√) 二、多普勒效应的应用 1．测量汽车速度：交通警车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． 2．测血液流速：向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度． 3．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，可得星球的速度． 当奔驰的列车向你驶来，并经过你的身旁，而后又离开你驶向远方，在这一过程中，你有没有注意到你耳朵中听到的列车的鸣笛声有什么特殊的现象？ 提示：当汽车向你驶来时，感觉音调变高；当汽车离你远去时，感觉音调变低(音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低)． 　对多普勒效应的理解 [思 考 探 究] (1)如图所示，“如果当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小”，这种现象我们称为多普勒效应．那么是不是发声体的频率发生了变化呢？是什么改变了我们听到的声音的频率？ 提示：振源(波源)的频率不变；由于物体的相对运动使观察者接收到的频率发生了变化． (2)坐在车上的人，能感受到汽笛的音调发生变化吗？ 提示：不能．因为声源相对听者是静止的． [思 维 深 化] 1．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 2.成因归纳 根据以上分析可以知道，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，且两者间距发生变化． 　蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用的超声脉冲导航非常有效．这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射脉冲波，且每秒重复发射几次．假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑期间，下列判断正确的是(　　) A．墙壁接收到超声脉冲频率等于39 000 Hz B．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收到的频率 C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率 D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz 解析：C　蝙蝠在靠近墙壁运动，所以相当于波源在靠近接收器，故墙壁接收到的超声脉冲频率大于39 000 Hz，A错误； 蝙蝠相对墙壁的运动与墙壁反射回来的超声波是相向运动的关系，所以蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率，B错误，C正确； 蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于39 000 Hz，D错误． (1)多普勒效应是指所接收到的波的频率与波源频率不同的现象，并不是接收到波的强度发生变化的现象，要正确区分频率和强度这两个物理量． (2)观察者垂直于波的传播方向移动时，不产生多普勒效应． (3)波的传播速度不因波源的移动而改变． [针 对 训 练] 1．如图所示的三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时产生声波的情况，图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置．已知声波在空气中的传播速度为340 m/s，则由图可知(　　) A．甲图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度大于 340 m/s B．乙图中的飞机速度最大，丙图中的飞机速度小于 340 m/s C．丙图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度等于 340 m/s D．不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能比较各图中的飞机速度与声速的大小 解析：C　从三个图可以看出，丙图中的飞机