新教材2025版高中物理第三章机械波5.多普勒效应学生用书新人教版选择性必修第一册

5.多普勒效应新课程标准核心素养目标1.通过试验，相识多普勒效应2．能说明多普勒效应产生的缘由3．能列举多普勒效应的应用实例物理观念知道什么是多普勒效应，了解多普勒效应的产生缘由科学思维能运用多普勒效应说明一些物理现象必备学问·自主学习——突出基础性素养夯基一、多普勒效应发觉波源与视察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的________都会发生改变．人们把这种现象叫作多普勒效应．二、多普勒效应产生的缘由1．当波源与视察者相对静止时，1s内通过视察者的波峰(或密部)的数目是________的，视察者视察到的频率________波源振动的频率．2．当波源与视察者相互接近时，1s内通过视察者的波峰(或密部)的数目________，视察到的频率________；反之，当波源与视察者相互远离时，视察到的频率________．三、应用1．测车辆速度：交通警车向行进中的车辆放射频率已知的超声波，同时测量____________，依据____________改变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________．然后与地球上这些元素________时发光的频率比照，可得星球靠近或远离我们的速度．3．测血流速度：向人体内放射________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．【思索辨析】推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)铁路工人用耳贴在铁轨上推断火车的运动状况是利用多普勒效应．()(2)有阅历的战士从炮弹飞行的声音推断飞行的炮弹是接近还是远去．()(3)交警向行驶中的汽车放射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来时，依据接收到的波的频率发生的改变，就可知汽车的速度，以便于交通管理．()(4)多普勒效应的发生是因为波源的振动频率发生了改变．()提升：波源的频率——单位时间内波源发出的完整波的个数．视察者接收到的频率——单位时间内视察者接收到的完整波的个数．音调由频率确定，频率高则音调高，频率低则音调低．关键实力·合作探究——突出综合性素养形成探究点多普勒效应探究总结1.相对位置改变与频率的关系(规律)相对位置图示结论波源S和视察者A相对静止，如图所示f波源＝f视察者，音调不变波源S不动，视察者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视察者，音调变高；若远离波源，由A→C，则f波源>f视察者，音调变低视察者A不动，波源S运动，由S→S2，如图所示f波源<f视察者，音调变高2.成因归纳：依据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，肯定是由于波源与视察者之间发生了相对运动．典例示范例1[2024·山东高二上联考](多选)关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是()A．产生多普勒效应的缘由是波源频率发生了改变B．产生多普勒效应的缘由是视察者和波源之间发生了相对运动C．甲、乙两列车相向行驶正在接近，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率D．哈勃太空望远镜发觉所接收到的来自遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长(称为哈勃红移)，这说明该星系正在远离我们而去课堂笔记例2(多选)下面哪些应用是利用了多普勒效应()A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来推断遥远天体相对于地球的运动速度B．交通警察向行进中的汽车放射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，依据接收到的频率发生的改变，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推断火车的运动状况D．有阅历的战士从炮弹飞行的尖叫声推断飞行炮弹是接近还是远去课堂笔记针对训练1当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的声音的频率和音调()A．变小，变高B．不变，变高C．变大，变高D．不知声速和火车车速，不能推断针对训练2如图所示，产朝气械波的波源从O点起先做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源振动的频率为f0，则下列说法正确的是()A．该图表示波源正在向A点移动B．视察者在A点接收到的波的频率是定值且大于f0C．视察者在B点接收到的波的频率是定值且大于f0D．视察者在C点或D点接收到的波的频率是定值且大于f0课堂检测·素养提升——突出创新性素养达标1.(多选)当人听到声音的频率越来越低时，可能的缘由是()A．声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低B．人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的频率不变C．人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动的频率不变D．人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动的频率不变2.如图所示，O是一个声波的波源，发出的一系列声波为如图所示的一组圆面，A、B是两个视察者的位置，则下列叙述正确的是()A．波源正向A点移动，A处听到的音调较高B．波源正向A点移动，B处听到的音调较高C．波源正向B点移动，A处听到的音调较高D．波源正向B点移动，B处听到的音调较高3．蝙蝠在洞窟中飞来飞去时，利用超声脉冲导航．这种超声脉冲是持续1ms或不到1ms的短促放射，且每秒重复放射几次．假定蝙蝠的超声脉冲放射频率为39000Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，下列推断正确的是()A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39000HzB．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超声脉冲频率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超声脉冲频率D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz4．近年来我国的航空事业发展快速，战机的超音速飞行已非常普遍．当战机在法定上空返航时，地面上的人常常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的猛烈抖动，这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方积累形成音障，当飞机加速冲破音障时会发出巨大响声，称为音爆．关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近()A．音叉四周有些区域声音较强，有些区域声音较弱B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音C．火车进站时鸣笛声的音调会变高，出站时会变低D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话5．汽车无人驾驶技术已渐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航限制，它可以限制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去．汽车运用的传感器主要是毫米波雷达，该雷达会放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改变来测量目标的相对距离和相对速度．若该雷达放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，表明前车肯定做匀速直线运动B．当f′＝f时，表明前车肯定处于静止状态C．当f′>f时，表明前车相对于无人车正在减速行驶D．当f′<f时，表明前车相对于无人车正在减速行驶5．多普勒效应必备学问·自主学习一、频率二、1．肯定等于2．增加增加降低三、1．反射波的频率反射波频率2．频率静止3．频率已知反射频率改变思索辨析答案：(1)×(2)√(3)√(4)×关键实力·合作探究探究点【例1】【解析】A错，B对：产生多普勒效应的缘由是视察者与波源的相对运动导致接收到的波的频率发生改变．C错：因乙车中的某旅客相对甲车靠近，而相对乙车静止，那么乙车中的该旅客听到的甲车笛声频率高于他听到的乙车笛声频率．D对：哈勃太空望远镜接收到的某种原子光谱，比地球上同种原子的光谱的波长长(称为哈勃红移)，即接收到的频率变小，说明该星系正在远离我们而去．【答案】BD【例2】【解析】凡是波都能发生多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可以测定遥远天体相对于地球运动的速度；利用多普勒效应制作的测速仪常用于交通警察测量汽车的速度；铁路工人是依据振动的强弱(并非多普勒效应)推断火车的距离，依据火车轮与铁轨接头间碰撞的快慢来推断火车运动的快慢(但目前高铁的铁轨已无接头)；炮弹飞行时，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有关．因此只有选项C没有利用多普勒效应．【答案】ABD针对训练1解析：火车进站鸣笛时，声源与视察者距离减小，视察者感受到的频率变大，音调变高．答案：C针对训练2解析：依据多普勒效应产生的缘由，该图表示波源正在向B点移动，故A错误；当波源向视察者运动时，视察者接收到的频率肯定比波源振动的频率高；当波源远离视察者时，视察者接收到的波的频率肯定比波源振动的频率低．故B、D错误，C正确．答案：C课堂检测·素养提升1．解析：人听到的声音的频率比原来低，说明声源在远离，而听到的频率越来越低，说明声源远离的速度越来越大，也就是加速远离．答案：AC2．解析：由图可看出，波源正向A运动，A处接收到的波的频率变大，因而A处听到的音调变高；同理，B处听到的音调变低，故A处听到的音调比B处高．故A正确．答案：A3．解析：蝙蝠(波源)相对墙壁(视察者)的距离减小，所以墙壁接收到的超声脉冲频率增大，A错误；超声脉冲被反射后频率不变，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脉冲频率会更大，C正确，B、D错误．答案：C4．解析：音叉四周有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛声的音调会变高，出站时会变低，该现象与音障的形成类似，是声波的多普勒效应，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍射