3.5多普勒效应 导学案 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第5节 多普勒效应 【知识梳理】 一、多普勒效应 1．多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的 都会发生变化的现象． 2．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，观察者接收到的频率 波源振动的频率． 3．当波源与观察者相互靠近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目 ，接收到的频率 ；反之，当波源与观察者互相远离时，接收到的频率 二、多普勒效应的应用 1．测车辆速度：交警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 时发光的频率对照，可得星球的速度． 3．测血流速度：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，就可得血流速度． 4．举例一些你生活中的多普勒的应用。 【典型例题】 例1：下面说法中错误的是： 　　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．多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时产生的 　　D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的 例2：下列哪些现象属于多普勒效应： A．夏日雷声轰鸣不绝 B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声 C．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同 D．“未见其人，先闻其声” 例3：（多选）站在火车站台上的旅客听到路过的火车鸣笛声的音调变化情况，以下说法正确的是： A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低 B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高 C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低 D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高 例4：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，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低．此现象属于： 　　A．波的衍射 B．波的干涉 C．多普勒效应 D．波的反射 例5：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电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速： A．高于100 km/h B．低于100 km/h C．等于100 km/h D．无法确定 【课后作业】 （ ）1．（多选）下列哪些现象是多普勒效应 A．远去的汽车声音越来越小 B．炮弹迎面飞来，声音刺耳 C．火车向你驶来时，音调变高；离你而去时，音调变低 D．大风中，远处人的说话声时强时弱 （ ）2．根据多普勒效应，我们知道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．由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移”，即谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知 A． 宇宙在膨胀                B． 宇宙在收缩 C． 宇宙部分静止不动                D． 宇宙只发出红光光谱 （ ）3．如图所示，为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则 A．该波源正在移向a点 B．该波源正在移向b点 C．在a处观察波的频率变低 D．在b处观察波的频率变高 （ ）4．（多选）上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端后迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是 A．旋转时蜂鸣器发出的频率变化了 B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率 C．蜂鸣器音调变高时，一定是向靠近观察者的方向运动 D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的 （ ）5．汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制系统，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f'，则 A．当f=f'时，表明前车与无人车速度相同 B．当f=f'时，表明前车一定处于静止状态 C．当f'>f时，表明前车在加速行驶 D．当f'<f时，表明前车在减速行驶 （ ）6．（多选）下列关于多普勒效应的说法中，正确的是 A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应 B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应 C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变 D．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低 E．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低 （ ）7．（多选）假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是 A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300 Hz B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz 8．如图所示，由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？ 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 多普勒效应 【知识梳理】 一、多普勒效应 1．多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的 都会发生变化的现象． 2．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，观察者接收到的频率 波源振动的频率． 3．当波源与观察者相互靠近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目 ，接收到的频率 ；反之，当波源与观察者互相远离时，接收到的频率 二、多普勒效应的应用 1．测车辆速度：交警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 时发光的频率对照，可得星球的速度． 3．测血流速度：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，就可得血流速度． 4．举例一些你生活中的多普勒的应用。 【典型例题】 例1：下面说法中错误的是： A 　　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．多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时产生的 　　D．多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的 例2：下列哪些现象属于多普勒效应： C A．夏日雷声轰鸣不绝 B．有两只相同的音叉，若一只被敲击振动发声，发现另一只也振动发声 C．战场上士兵听到敌方炮弹飞行声音和听到我方炮弹声音不同 D．“未见其人，先闻其声” 例3：（多选）站在火车站台上的旅客听到路过的火车鸣笛声的音调变化情况，以下说法正确的是： BC A．当火车进站时，鸣笛声的音调变低 B．当火车进站时，鸣笛声的音调变高 C．当火车离站时，鸣笛声的音调变低 D．当火车离站时，鸣笛声的音调变高 例4：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，结果该超声波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的超声波频率比发出的低．此现象属于： C 　　A．波的衍射 B．波的干涉 C．多普勒效应 D．波的反射 例5：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电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速： A A．高于100 km/h B．低于100 km/h C．等于100 km/h D．无法确定 【课后作业】 （ ）1．（多选）下列哪些现象是多普勒效应BC A．远去的汽车声音越来越小 B．炮弹迎面飞来，声音刺耳 C．火车向你驶来时，音调变高；离你而去时，音调变低 D．大风中，远处人的说话声时强时弱 （ ）2．根据多普勒效应，我们知道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．由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移”，即谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知A A． 宇宙在膨胀                B． 宇宙在收缩 C． 宇宙部分静止不动                D． 宇宙只发出红光光谱 （ ）3．如图所示，为一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则A A．该波源正在移向a点 B．该波源正在移向b点 C．在a处观察波的频率变低 D．在b处观察波的频率变高 （ ）4．（多选）上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端后迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是BC A．旋转时蜂鸣器发出的频率变化了 B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率 C．蜂鸣器音调变高时，一定是向靠近观察者的方向运动 D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的 （ ）5．汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制系统，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f'，则A A．当f=f'时，表明前车与无人车速度相同 B．当f=f'时，表明前车一定处于静止状态 C．当f'>f时，表明前车在加速行驶 D．当f'<f时，表明前车在减速行驶 （ ）6．（多选）下列关于多普勒效应的说法中，正确的是CDE A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应 B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应 C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变 D．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低 E．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低 （ ）7．（多选）假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是AD A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300 Hz B．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 Hz C．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz 8．如图所示，由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？ 答案：19个，340 m 解析：观察者在单位时间内接收到完全波的个数就等于观察者接收到的频率．如果观察者不动，则1 s内，观察者接收的完全波的个数应为20个，然而当观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波．要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源．由x＝vt得x＝340×1 m＝340 m，即观察者每秒要远离波源340 m． 学科网（北京）股份有限公司 $