第三章 机械波 第5节 多普勒效应(强基课——逐点理清物理观念)(课件PPT)-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏北京专版

多普勒效应(强基课——逐点理清物理观念) 第 5 节 课标要求 学习目标 1.通过实验，认识多普勒效应。 2.能解释多普勒效应产生的原因。 3.能列举多普勒效应的应用实例。 1.知道什么是多普勒效应，理解多普勒效应的形成原因。 2.了解多普勒效应在生活中的应用，会用多普勒效应解释一些物理现象。 逐点清(一) 多普勒效应 逐点清(二) 多普勒效应的应用 01 02 CONTENTS 目录 课时跟踪检测 03 逐点清(一) 多普勒效应 1.多普勒效应 波源与观察者相互靠近或者相互远离时，________的波的______都会发生变化的现象。 2.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_____的，观测到的频率_____波源振动的频率。 多维度理解 接收到 频率 一定 等于 (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______ (选填“增加”或“减少”)，观测到的频率______ (选填“增大”或“减小”)；反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率_______ (选填“增大”或“减小”)。 3.成因归纳 (1)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。 (2)发生多普勒效应时，波源的频率保持不变，只是观察者接收到的频率发生了变化。 增加 增大 减小 1.判断下列说法是否正确。 (1)发生多普勒效应是因为波源的频率发生了变化。 ( ) (2)当波源和观察者沿同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。 ( ) (3)只有横波才能发生多普勒效应。 ( ) 全方位练明 × × × 2.(2025·江苏淮安期中)关于多普勒效应下列说法正确的是 (　　) A.B超是利用多普勒效应而成像的 B.当波源与观察者运动速度大小相等、方向相反时，观察者感觉波源频率升高 C.在波源与观察者的间距发生变化的过程中，会发生多普勒效应 D.救护车急驰而来，救护车司机感觉救护车发出的声波频率会变高 √ 解析:B超是向人体发出超声波脉冲，经人体反射后形成影像的，故A错误；当波源与观察者运动速度大小相等、方向相反时，两者间的距离减小时观察者感觉波源频率升高，两者间的距离增大时观察者感觉波源频率降低，故B错误；在波源与观察者的间距发生变化的过程中，会发生多普勒效应，故C正确；救护车急驰而来，波源相对司机静止，救护车司机感觉救护车发出的声波频率不变，故D错误。 3.如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，根据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是 (　　) A.女同学从A向B运动过程中，她听到的哨声音调变低 B.女同学从E向D运动过程中，她听到的哨声音调变高 C.女同学在点C向右运动时，她听到的哨声音调不变 D.女同学在点C向左运动时，她听到的哨声音调变低 √ 解析:根据多普勒效应，若声源不动，当观察者向着声源运动时，听到的哨声音调变高，远离声源运动时，听到的哨声音调变低。女同学从A向B运动过程中，她向着声源运动，听到的哨声音调变高，故A错误；女同学从E向D运动过程中，她远离声源运动，听到的哨声音调变低，故B错误；女同学在点C向右运动时，她向着声源运动，听到的哨声音调变高，故C错误；女同学在点C向左运动时，她远离声源运动，听到的哨声音调变低，故D正确。 逐点清(二) 多普勒效应的应用 1.测车辆速度:交通警察向行进中的车辆发射频率已知的________，同时测量_______的频率，根据反射波频率_____________就能知道车辆的速度。 2.测星球速度:测量星球上某些元素发出的光波的_____，然后与地球上这些元素_____时发光的频率对照，可得星球靠近或远离我们的速度。 多维度理解 超声波 反射波 变化的多少 频率 静止 3.测血流速度:医生向人体内发射__________的超声波，超声波被血管中的血流______后又被仪器接收，测出反射波的__________，就可得血流速度。 频率已知 反射 频率变化 1.(2025·内蒙古包头期末)下列关于科学技术应用的说法正确的是 (　　) A.用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的衍射现象 B.天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于月球的运动速度 C.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率不发生变化 D.具有主动降噪功能的耳机通过波的干涉起到消除噪音的作用 全方位练明 √ 解析:用声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象，故A错误；天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度，故B错误；超声波被血管中的血流反射时，反射声波的频率发生变化，是多普勒效应，故C错误；具有主动降噪功能的耳机通过波的干涉起到消除噪音的作用，故D正确。 2.(2025·江苏邳州阶段练习)汽车无人驾驶技术常用的是ACC自适应巡航控制，其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波。如图所示，无人车与前车沿同一道路同一方向做匀速直线运动，无人车上的雷达发射和接收的无线电波的频率分别为f和f‘，下列说法错误的是 (　　) A.无人车与前车都静止时，f'一定等于f B.无人车速度等于前车的速度时，f'一定等于f C.无人车速度大于前车的速度时，f'一定小于f D.无人车速度小于前车的速度时，f'一定小于f √ 解析:根据多普勒效应可知，无人车与前车都静止时，f'一定等于f；无人车速度等于前车的速度时，f'一定等于f；无人车速度大于前车的速度时，两车靠近，f'一定大于f；无人车速度小于前车的速度时，两车远离，f'一定小于f，故A、B、D正确，C错误。 3.蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用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，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的期间，下列判断正确的是 (　　) A.墙壁接收到的超声脉冲频率等于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:蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离减小，所以墙壁接收到的超声脉冲频率增大，A错误；超声波被反射后频率不变，但传播方向和蝙蝠的运动方向相反，蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时，频率会更大，故C正确，B、D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1.(2025·启东三校联考)根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象: ①在大树前说话，大树后面的人可以听到 ②空旷的场馆里能听到回声 ③大街上警车鸣着警笛从行人旁疾驰而去，行人听到警笛声音由高变低 ④沿与两个完全相同的发声器平行的直线走，听到的声音忽大忽小 这些物理现象分别属于(　　) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 A.干涉、衍射、多普勒效应、反射 B.折射、共振、多普勒效应、干涉 C.衍射、反射、多普勒效应、干涉 D.衍射、反射、干涉、多普勒效应 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 解析:在大树前说话，大树后面的人可以听到属于衍射现象；空旷的场馆里能听到回声属于反射现象；大街上警车鸣着警笛从行人旁疾驰而去，行人听到警笛声音由高变低属于多普勒效应现象；沿与两个完全相同的发声器平行的直线走，听到的声音忽大忽小属于干涉现象，故选C。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 2.如图所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处静止的人感受到的声波的频率为f2，则 (　　) A.f1<f，f2<f B.f1<f，f2>f C.f1>f，f2>f D.f1>f，f2<f √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:由题意可知，声源靠近A处静止的人、远离B处静止的人，由多普勒效应可知，A处静止的人接收到声波的频率变大，即f1>f，B处静止的人接收到声波的频率变小，即f2<f，选项D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 3.一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比 (　　) A.波速变大 B.波速变小 C.频率变高 D.频率不变 √ 解析:渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变;由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高，故C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 4.(2025·河南商丘期末)多普勒效应在科学研究、工程技术和医疗诊断等各方面有着十分广泛的应用，关于多普勒效应、波的干涉和衍射，下列说法错误的是 (　　) A.有经验的战士从炮弹飞行的声音就能判断飞行的炮弹是接近还是远离，这是利用了多普勒效应 B.某一遥远星球远离地球时，地球上接收到该星球发出光的波长要变短 C.两列波发生干涉时，振动加强点的振幅一定增大 D.水波能绕过障碍物继续传播是波的衍射 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:根据炮弹飞行的声音判断飞行的炮弹是接近还是远离，是利用了多普勒效应，故A正确；星球远离地球，根据多普勒效应，地球接收到的光的频率变小，则波长变长，故B错误；两列波发生干涉时，振动加强点振幅一定增大，故C正确；水波能绕过障碍物继续传播是波的衍射，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 5.(2025·江苏徐州期中)海豚通过发出声波并接收其反射来寻找猎物。声波在水中传播速度为1 500 m/s，若海豚发出频率为1.5×105 Hz的声波，下列说法正确的是 (　　) A.海豚利用声音捕捉猎物的原理和医学上“彩超”相同 B.声波由水中传播到空气中，频率会改变 C.海豚接收到的回声频率与猎物相对海豚运动的速度无关 D.该声波遇到尺寸约为1 m的障碍物时会发生明显的衍射现象 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:海豚利用声音捕捉猎物的原理和医学上“彩超”相同，都是利用波的反射和多普勒效应，A正确；声波由水中传播到空气中，频率不变，B错误；根据多普勒效应，海豚接收到的回声频率与猎物相对海豚运动的速度有关，C错误；只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，该声波波长为λ== m=0.01 m，遇到尺寸约为1 m 的障碍物时不会发生明显的衍射现象，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 6.(2025·连云港阶段练习)火车上有一个声源发出频率一定的音乐。当火车静止，火车外的观察者也静止时，观察者听到并记住了这个音乐的音调。以下情况中，观察者听到这个音乐的音调比原来降低的是 (　　) A.观察者静止，火车向他驶来 B.火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 C.观察者乘汽车与火车以相同速度运动 D.火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:根据多普勒效应可知，当波源和观察者之间的距离变小时，观察者接收到的频率一定比波源频率高；当波源和观察者之间的距离变大时，观察者接收到的频率一定比波源频率低。观察者听到这个音乐的音调比原来降低，即接收到的声波频率降低，说明观察者和火车之间的距离变大，故选D。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 7.人耳能够听到的声波的频率范围是20 Hz~20 000 Hz。超声波是频率高于20 000 Hz、不能引起人们听觉的机械波。关于超声波及应用，下列说法正确的是 (　　) A.超声波和人耳能够听到的声波比较，在同一种介质中传播时的速度较大 B.超声波的频率越高，衍射现象越明显 C.在高速公路上汽车靠近测速仪时，发出的超声波的波长大于接收到的超声波的波长 D.“彩超”检查身体时，超声波的传播方向与血液流动方向相同时，仪器接收到反射回来的超声波频率高于发出的频率 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:介质决定波速，所以超声波和人耳能够听到的声波比较，在同一种介质中传播时的速度相等，故A错误；超声波的频率越高，波长越短，衍射现象越不明显，故B错误；由多普勒效应可知，当汽车靠近测速仪(波源)时，频率增大，波速不变，接收到的超声波的波长小于发出的超声波的波长，故C正确；“彩超”检查身体时，超声波的传播方向与血液流动方向相同时，由多普勒效应可知，仪器接收到的反射回来的超声波的频率小于其发射的超声波的频率，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 8.(2025·上海浦东阶段练习)在下列现象中，不可以用多普勒效应解释的是 (　　) A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 D.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:看到闪电后，过一会儿才能听到雷声，是光和声音在空气中的传播速度不同造成的，故A符合题意;探测器接收到的超声波频率发生变化，是由于血液发生流动，探测器与血液的观测点的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，故B不符合题意;观察者听到远去的列车发出的汽笛声音调变低是由于列车与观察者的距离发生变化引起的，可以用多普勒效应解释，故C不符合题意;观察者与双星的距离发生变化，接收到的频率发生变化，产生周期性变化的光谱，属于多普勒效应，故D不符合题意。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 9.固定在振动片上的金属丝S周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图照片，显示出此时波的图样。下列说法正确的是 (　　) A.振动片正在向图中M一侧移动 B.图中振动片左侧的水波传播速度更快 C.图中振动片右侧接收到的水波频率更高 D.相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:由题图可知，波源右侧的波纹较密集，则说明振动片正在向题图中N一侧移动，故A错误；波的传播速度取决于介质，所以题图中振动片两侧的水波传播速度一样快，故B错误；波源向右移动，则波传播到右边的时间小于左边，所以在相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧少，故D错误；题图中振动片右侧单位时间内接收到的完全波的个数较多，则振动片右侧接收到的水波频率更高，故C正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 10.如图所示，静止的雷达测速仪a向迎面驶来的汽车b发射超声波，该超声波被汽车反射后又被a接收到，测速仪a接收的超声波与其直接发出的超声波相比 (　　) A.频率变小 B.频率变大 C.波速变小 D.波速变大 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:波速由介质决定，所以被汽车反射回来的超声波与测速仪发出的超声波相比波速不变；根据多普勒效应，波源和观察者靠近时接收频率变大，所以被汽车反射回来的超声波与测速仪发出的超声波相比频率变大。故选B。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 11.一架低空飞行的飞机，从远处水平匀速地飞至某同学头顶上空，若飞机发声的频率始终不变，从听到声音至飞机飞到该同学头顶上空时刻前，他听到的飞机声音的音调 (　　) A.不变，且一直与飞机实际发出的声音音调相同 B.不变，且一直比飞机实际发出的声音音调低 C.不变，且一直比飞机实际发出的声音音调高 D.一直比飞机实际发出的声音音调高，但音调逐渐变低，越来越接近实际发出的 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 解析:根据多普勒效应，当飞机从远处朝某同学飞来时，音调听起来比实际发出的高，随着飞机飞至同学头顶上空，两者相对位置变化得越来越慢，故听到的音调越来越接近实际发出的，所以D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 12.如图所示，光滑水平细杆两端固定，小滑块与轻弹簧相连，并套在细杆上，轻弹簧左端固定；在小滑块上固定一个能持续发出单一频率声音的蜂鸣器，滑块与蜂鸣器静止时处于O点。现将其拉到N点由静止释放，滑块与蜂鸣器就沿着细杆在M、N之间振动起来。某同学站在右侧，耳朵正好在MN延长线上，滑块与蜂鸣器整体视为质点，则 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 A.该同学听到的蜂鸣器的声音是断断续续的 B.该同学听到的蜂鸣器振动时的声音总是比静止时音调高 C.如果增大滑块与蜂鸣器振动的振幅，其振动频率一定减小 D.滑块与蜂鸣器的振动可以视为简谐运动 解析:滑块与蜂鸣器沿着细杆在M、N之间振动时，该同学听到的蜂鸣器的声音是连续的，由于多普勒效应，该同学听到的蜂鸣器声音的音调忽高忽低，故A、B错误；滑块与蜂鸣器的振动频率与其振幅无关，故C错误；滑块与蜂鸣器的振动可以视为简谐运动，故D正确。 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 13.(8分)(选自鲁科版教材“实验与探究”)用蜂鸣器等器材制作一个发声装置，可演示多普勒效应。为了保证安全，可将发声装置装入网球中，用结实的绳子捆绑好并在室外进行实验。 甲同学站在某位置，手持系有发声装置的 绳子一端，使发声装置在头顶上空快速转动(如 图)。此时，乙同学站在离甲同学几米之外的位 置上静止不动。甲、乙两同学听到蜂鸣器发出 的声音音调有什么变化? 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 答案:转动蜂鸣器的甲同学由于与蜂鸣器的距离总保持不变，故该同学听到的声音的音调不发生变化；而站在旁边的乙同学由于离蜂鸣器的距离忽远忽近，听到的声音的音调也是忽低忽高。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 14.(8分)公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的超声波，如果该超声波被那辆轿车反射回来时: 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (1)若巡警车接收到的超声波频率比发出的低，则轿车的速度为多少；(4分) 答案:大于100 km/h　 解析:如果巡警车接收到的超声波频率比发出时低，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互远离。又由于巡警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100 km/h。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2 3 4 (2)若巡警车接收到的超声波频率比发出的高，则轿车的速度为多少。(4分) 答案:小于100 km/h 解析:如果巡警车接收到的超声波频率比发出时高，由多普勒效应可知，巡警车与轿车在相互靠近，同理可知，轿车的速度小于 100 km/h。 本课结束 $$