3.第5节 多普勒效应-【正禾一本通】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

本高中物理讲义围绕多普勒效应展开，从生活实例（如警车鸣笛音调变化）引入，系统梳理其定义（波源与观察者相对运动导致接收频率变化）、产生原因（相对运动引起波面间距变化）及应用（测速、血流、星球速度测量），构建“现象-概念-原理-应用”的学习支架。 资料通过问题链（如警车靠近/远离时音调变化及原因）引导科学探究，结合波峰图示与表格分析相对运动对频率的影响，培养科学思维（模型建构、科学推理）。课中助力教师直观教学，课后练习题（判断、选择、思维进阶）帮助学生巩固物理观念，弥补知识盲点。

第5节　多普勒效应 [学习目标] 　　　　　　　 1．结合生活实例说一说，什么是多普勒效应？ 2．观察者听到的频率与观察者和波源间的相对运动有什么关系？怎样理解这种关系？ 3．多普勒效应在科学技术中有哪些应用？ 一、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。 二、多普勒效应产生的原因 三、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)测量血液流速 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)测量星球速度：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，可得到星球靠近或远离我们的速度。 1．判断下列说法是否正确 (1)多普勒效应是1842年由奥地利物理学家多普勒发现的。(√) (2)发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化。(×) (3)火车从远处靠近观察者，火车的音调越来越高。(√) (4)只有声波才能发生多普勒效应。(×) 2．如图表示产生机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的实线表示波峰。该图表示多普勒效应现象，观察到波的频率最高和最低的位置分别是________、________。 提示：A　B 对多普勒效应的理解 警车鸣笛从身边飞速驶过，在警车靠近和远离的过程中，会听到警笛的声音在变化。 问题1：听到警笛的音调怎样变化？ 问题2：实际警笛发出的音调会变化吗？ 问题3：听到警笛音调发生变化的原因是什么？ 提示：1.警车驶来时，音调变高；警车远离时，音调变低。 2．实际上警笛发出的音调不会变化。 3．警车与人的相对位置发生了变化 相对位置变化与频率的关系 相对位置 图示 结论(频率、 音调、波面) 波源S和观察者 A相对静止 f观察者＝f波源，音调不变 波源S不动，观察者运动，由A到B或者由A到C 由A到B时，f观察者>f波源，音调升高； 由A到C时，f观察者<f波源，音调降低 观察者A不动，波源S运动，由S到S2，接近观察者或远离观察者 波源向哪运动，哪个方向波面被压缩较密集。 波源接近观察者，f观察者>f波源，音调升高； 波源远离观察者，f观察者<f波源，音调降低 【典例1】 (多选)如图所示表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰。已知波源的频率为f0，则下列说法正确的是(　　 ) A．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但大于f0 B．观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于f0 C．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于f0 D．观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于f0 解析：选BC。由题给波形图可知，波源P向右运动，当波源和观察者间距变大时，观察者接收到的频率一定比波源频率低，故其频率小于f0；当波源和观察者间距变小时，观察者接收到的频率一定比波源频率高，故其频率大于f0。又因为波源P做匀速运动，所以在图中A点或B点接收到的频率是定值，A、D错误，B、C正确。 【思维进阶】 在“典例1”中，若波源P向右做加速运动，则观察者在A点和B点接收到的频率如何变化？ 提示：观察者在A点接收到的频率在减小，且始终小于f0；在B点接收到的频率在增大，且始终大于f0。 ►规律方法：怎样判断多普勒效应中接收频率的变化情况 (1)根据波源和观察者间的距离增加或减小情况，判断接收到的频率是大于波源的频率还是小于波源的频率。距离增加时接收到的频率小于波源的频率，距离减小时接收到的频率大于波源的频率。 (2)根据波源和观察者间的距离增加或减小的快慢情况，判断接收到的频率是在增加还是在减小。如距离增加得越来越快时，接收到的频率在变小；距离增加得越来越慢时，接收到的频率在变大，但始终小于波源的频率。 多普勒效应现象的应用 美国霍普金斯大学利用多普勒效应对一颗人造卫星进行了跟踪试验。 问题1：试验发现地球接收信号频率增加，说明卫星离地球越来越近还是越来越远？ 问题2：观察者接收到的频率与哪些因素有关？ 提示：1.越来越近。 2．观察者接收到的频率与波源的频率、波源与观察者的相对运动有关。 关于多普勒效应应用的理解 (1)多普勒效应应用的是接收到的频率与波源的频率不同的现象，不是接收波的强度变化的现象。 (2)接收到的频率发生变化的原因是观察者和波源的相对位置在变化，而波相对介质的传播速度不变。 【典例2】 (2025·江苏镇江期中)医用“彩超”的原理是多普勒效应，用探头向人体内发射频率为f0的超声波，超声波被血管中的血液反射后又被探头接收，根据接收频率f1，得到血液的流向。下列说法正确的是(　　 ) A.血液流向探头，f1等于f0 B．血液远离探头，f1小于f0 C．血液流向探头，f1小于f0 D．血液远离探头，f1大于f0 解析：选B。根据多普勒效应特点可知，当血液流向探头时，接收频率大于发射频率，即f1>f0；当血液远离探头时，接收频率小于发射频率，即f1<f0，故B正确。 【典例3】 平直公路上，甲乙两汽车正在匀速靠近测速仪，两车速度v甲>v乙。测速仪发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动距离的图像正确的是(　　 ) 解析：选A。由于汽车匀速靠近测速仪，故汽车反射波的频率f恒定且大于发出波的频率f0，而v甲>v乙，则有f甲>f乙，故A正确。 1．一乘客伫立在站台，列车持续鸣笛(频率固定)通过站台时，从靠近到远离站台过程中，该乘客听到鸣笛声的频率变化情况是(　　 ) A．一直增大 B．一直减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 解析：选C。乘客伫立在站台，一列正在鸣笛的高速火车靠近他的过程中，距离越来越小，乘客感知的音调逐渐变高，即该乘客听到鸣笛声的频率增大；火车离他而去，距离越来越远，乘客感知的音调逐渐变低，即该乘客听到鸣笛声的频率减小，故C正确。 2．(2025·河北石家庄期末)停在海面的驱逐舰向驶近的潜艇发射某频率的超声波，并接收该潜艇反射回的超声波。若不考虑海水流动对超声波的影响，则与发射的超声波相比(　　 ) A．潜艇接收到的超声波频率变小，波速不变 B．潜艇接收到的超声波频率变大，波速变大 C．驱逐舰接收到的超声波频率变大，波速不变 D．驱逐舰接收到的超声波频率变小，波速变小 解析：选C。停在海面的驱逐舰向驶近的潜艇发射某频率的超声波，根据多普勒效应可知，与发射的超声波相比潜艇和驱逐舰接收到的超声波频率变大；由于机械波的波速只由介质决定，所以波速不变，故C正确。 3．(多选)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，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，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低 解析：选AD。女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她就能感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到音调变低，A、D正确，B、C错误。 学科网（北京）股份有限公司 $