3.5 多普勒效应-【成才之路·学案】2026-2027学年高中物理选择性必修1同步新课程学习指导（人教版）

例2：AD波的干涉示意图所示的仅是某一时刻两列相干波叠 加的情况，形成干涉图样的所有质点都在不停地振动着，其位 移的大小和方向都在不停地变化着。但要注意，对稳定的干 涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。a点是波 谷和波谷相遇的点，c点是波峰和波蜂相遇的点，都是振动加 强点；而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱点，A 正确；点位于加强点的连线上，为加强点。f点位于减弱点 的连线上，为减弱点，B错误；相干波源产生的波的干涉是稳 定的，加强点与减弱点不会随时间变化，C错误；因形成干涉 图样的质点也在不停地做周期性振动，经半个周期原来位于 波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰，D 正确。 跟踪训练2：ABD在波的干涉中，振动加强区域里的质点总在 自己的平衡位置两侧做简谐运动，只是质点的振幅较大，为A +A2。本题中由于A,=A2,故振动减弱区的质，点振幅为A1 A,=0,并不振动，而此时A点是波峰与波峰相遇，B点是波谷 与波谷相遇，都是加强点，又因为A、D、B三点在一条振动加 强线上，这条线上任一点的振动都是加强的，故此三点都为加 强点，且都是一会儿在波峰，一会儿在波谷。而C点是波峰与 波谷相遇点，是减弱点，不振动。 例3：B当某点与两个波源距离差为波长的整数倍时，该点为振 动加强点，即声音加强点，可知△x=n入=5n(n=0,1,2,…) 所以这位同学距离跑道两端相差5m的整数倍，也就是每向前 运动2.5m就是一个声音加强点，10m内共有4次听到声音 由强变弱，故选B。 素养能力提升 例4：D图a中可以看出只有一条狭缝是一列波的传播，水波发 生明显的衍射；图b中有两个振源，是两列波的传播，在重叠 区域，有些区域振动加强，有些区域振动减弱，是干涉现象，故 选项D正确。 5.多普勒效应 探究点1多普勒效应 要点归纳 3.一定等于 4.增加增大变小 判断正误 (1)×(2)× 例1：AD波源在某一位置产生一列球面波后，以一定的速度向 外传播，由题图可知，波源由右向左移动，即移向A点，故A正 确，B错误；由于观察者不动，在A处观察时，波面间距比波源 不动时小，因而经过观察者的时间间隔短，频率大，同理在B 处观察时波的时间间隔长，频率小，故C错误，D正确。 跟踪训练1：A由于2>v1,所以汽车和甲的相对距离减小，甲 听到的笛声的频率变大，即f>。由于乙静止不动，汽车和 乙的相对距离增大，乙听到的笛声的频率变小，即f,<f。。由 于司机和声源相对静止，所以司机听到的笛声的频率不变，即 方=6。综上所述，三人听到笛声的频率由高至低依次为f、 方，因此选项A正确。 23 探究点2多普勒效应的应用 要点归纳 1.频率频率 2.频率速度 3.靠近远离 判断正误 (1)V(2)V 例2：ABD凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒 效应便可以测定遥远星体相对地球的速度，A正确；被反射的 电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变 化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，B正 确；铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动作出判断的， C错误：炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率 与炮弹的相对运动方向有关，D正确。 跟踪训练2：BC看到闪电后，稍过一会才能听到雷声是因为声 音的传播速度比光的传播速度慢，A错误：超声波被血管中的 血流反射时，由于血流的运动会使得反射声波的频率发生变 化，B正确；列车和观察者的相对位置发生了变化，所以观察 者听到的声音频率发生了变化，C正确：波的传播速度不一样 是由介质不同导致的，D错误。 章末整合素养提升 知识网络构建 振源介质形式垂直平行周期：所有波 长振幅反射不变改变相差不多小矢量和频 率相位差相同n(口+子）升商降低 高考真题专练 1.B由题图可知简谐波的波长为入=2m,所以周期为T=A =2m=2,当t=1s时，x=1.5m处的质点运动半个周期 -1m/s 到达波峰处，故相对平衡位置的位移为0.1m。故选B。 2.B由题图可知波长为20m,故A错误；波速为”=宁 8/s,故B正确：由题图知振幅为0.25m,故C错误：该简谐 波沿x轴正方向传播，根据上下坡法可知，t=0时，P向y轴正 方向运动，故D错误。故选B。 3.BC波的周期和振幅与波源相同，故可知波的周期为T= 0.2s,振幅为A=0.2m,故A错误，B正确：P开始振动时，波 源第2次到达波谷，故可知此时经过的时间为1=三T+T= 035s,故可得波速为：==m=10ms,故C正确： 波从P传到Q点需要的时间为1-=01s=了7，放可知 质点P处于平衡位置，故D错误。故选BC。 4.D如题图根据题意可知=子=6m,解得A=4m,放A 错误：波源的振动频率为f=60z=1比，故波速为：== 60 4/s,故B错误；质点的振动周期为T=1s,因为0.25s= 厂年故6点在6+0.25s运动到平衡位置，位移为0，速度最103 S.多普勒效应 ●目标重点展示 素养目标 学习重点 知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有 物理观念 相对运动时产生的现象。 如何确定观察者接 会根据波源和观察者之间的距离变化判断观察者接收到 收到的频率是增大 科学探究 的频率高低变化。 还是减小 科学态度与责任 了解多普勒效应在实际生活中的应用。 [提示] 探究点1多普勒效应 (1)轮船靠岸时听到 轮船鸣笛的音调变 ●新知导学 高，离开码头时听到 情境：轮船靠岸、离开码头时都要鸣笛，如果 轮船鸣笛的音调 变低。 你站在码头边，你会听到两种情况下同一艘轮船 (2)实际上轮船鸣笛 鸣笛声的音调是不相同的。 的音调没有变化。 探究：(1)你听到轮船鸣笛的音调有何不同？ (3)轮船与观察者如 (2)实际上轮船鸣笛的音调会变化吗？ 果相互靠近，观察者 接收到的频奉增加； (3)听到音调发生变化的原因是什么？ >[提示][拓展] 二者如果相互远离， ●要点归纳 观察者接收到的频率 减小，因此会感觉轮 1.多普勒效应 船鸣笛的音调变化。 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 [拓展] 化，这种现象叫作多普勒效应。 音调 2.多普勒效应产生的原因 音调由频奉决定，频 (1)波源频率 奉高则音调高，频奉 低则音调低。观察者 波源完成一次全振动，向外发出一个波峰（或密部）。因此波源的频率又 听到的声音的音调， 等于单位时间内波源发出的波峰（或密部）的个数。 是由观察者接收到的 (2)观察者接收到的频率 频奉，即单位时间内 发生多普勒效应时，波源的频率并没有变化，是接收者接收的频率（单位 接收到的完全波的个 数决定的。 时间内接收到的波峰（或密部）的个数)发生变化（大于或小于波源频率），原 [思考] 因是存在相对运动。 D[思考] 想象一下，如果你以 3.当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数声波的速度随同某一 目是 的，观测到的频率 波源振动的频率。 波峰一起远离波源，你 4.当波源与观察者相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数 还能听到波源发出的声 音吗？为什么？ 目 观测到的频率 ;反之，当波源与观察者相互远离时，观 提示：人将听不到声 测到的频率 源发出的声音，因为 [判断正误] 人随波峰以相同速度 (1)发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化。 远离波源时，在一定 (2)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。 时间内将接收不到完 全波。 P[思考] 104 例1：（多选)(2025·山东济南高二检测)一波源0做匀A [思考] 速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况如图所 多普勒效应的产生与 示，则 波源到观察者的距离 A.该波源正在移向A点→最大圆的圆心0在0点右侧，0，点也是刚形成第一 即远近有关吗？与什 B.该波源正在移向B点 个球面波时波源位置，故波源正在移向A点 由于波源向A点移动，在A处观察到波 么有关？有什么 C.在A处观察到波的频率变低 的频李高：由于波源远离B,在B处观 关系？ D.在B处观察到波的频率变低 察到的频幸低 提示：无关，与波源 相对观察者运动的速 ●[规律方法] 度有关。若波源有远 跟踪训练1：如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲 乙 东 离（靠近）观察者的 以速度1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速 速度，则观察者接收 度2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为0，速 甲 到的频奉比波源发出 度2>1。甲听到的笛声的频率为∫，乙听到的笛声的频率为，司机自己听 的频奉低（高）；若 到的笛声的频率为，则此三人听到笛声的频率由高至低依次为 远离（靠近）速度变 A.ff B.f万fif3 C.f2ff D.fsff 大，则接收到的频奉 探究点2多普勤效应的应用 越来越低（高）。 [规律方法]多普勒 ●要点归纳 效应的判断方法 1.利用多普勒测速仪测速 (1)确定研究对象。 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 (波源与观察者) 根据反射波 变化的多少就能知道车辆的速度。 (2)确定波源与观察 2.利用超声波测血流速度 者是否有相对运动， 医生向人体内发射频率已知的超声波，测出被血管中的血流反射后的波 若有相对运动，能发 的 变化，就能知道血流的 生多普勒效应；否则 3.利用光波的频率变化，计算星球 或 我们的速度。 不能发生。 [判断正误] (3)判断：当两者远 (1)交通警察根据反射波可以测量汽车的速度。 ) 离时，观察者接收到 (2)医生根据反射波的频率与入射波的频率变化可以测量血流的速度。 的波的频奉变小；当 两者靠近时，观察者 例2：（多选）下面哪些应用是利用了多普勒效应 接收到的波的频奉变 A.利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对 大。但波源的频奉不 于地球的运动速度 变。 B.交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的 汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度， 以便于进行交通管理 C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去 跟踪训练2：（多选）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有( 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.同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[23]