5.多普勒效應新課程標準核心素養目標1.通過試驗，相識多普勒效應2．能說明多普勒效應產生的緣由3．能列舉多普勒效應的應用實例物理觀念知道什么是多普勒效應，了解多普勒效應的產生緣由科學思維能運用多普勒效應說明一些物理現象必備學問·自主學習——突出基礎性素養夯基一、多普勒效應發覺波源與視察者相互靠近或者相互遠離時，接收到的波的________都會發生改變．人們把這種現象叫作多普勒效應．二、多普勒效應產生的緣由1．當波源與視察者相對靜止時，1s內通過視察者的波峰(或密部)的數目是________的，視察者視察到的頻率________波源振動的頻率．2．當波源與視察者相互接近時，1s內通過視察者的波峰(或密部)的數目________，視察到的頻率________；反之，當波源與視察者相互遠離時，視察到的頻率________．三、應用1．測車輛速度：交通警車向行進中的車輛放射頻率已知的超聲波，同時測量____________，依據____________改變的多少就能知道車輛的速度．2．測星球速度：測量星球上某些元素發出的光波的________．然后與地球上這些元素________時發光的頻率比照，可得星球靠近或遠離我們的速度．3．測血流速度：向人體內放射________的超聲波，超聲波被血管中的血流________后又被儀器接收，測出反射波的________，就可得血流速度．【思索辨析】推斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”．(1)鐵路工人用耳貼在鐵軌上推斷火車的運動狀況是利用多普勒效應．()(2)有閱歷的戰士從炮彈飛行的聲音推斷飛行的炮彈是接近還是遠去．()(3)交警向行駛中的汽車放射一個已知頻率的超聲波，波被運動的汽車反射回來時，依據接收到的波的頻率發生的改變，就可知汽車的速度，以便于交通管理．()(4)多普勒效應的發生是因為波源的振動頻率發生了改變．()提升：波源的頻率——單位時間內波源發出的完整波的個數．視察者接收到的頻率——單位時間內視察者接收到的完整波的個數．音調由頻率確定，頻率高則音調高，頻率低則音調低．關鍵實力·合作探究——突出綜合性素養形成探究點多普勒效應探究總結1.相對位置改變與頻率的關系(規律)相對位置圖示結論波源S和視察者A相對靜止，如圖所示f波源＝f視察者，音調不變波源S不動，視察者A運動，由A→B或A→C，如圖所示若靠近波源，由A→B，則f波源<f視察者，音調變高；若遠離波源，由A→C，則f波源>f視察者，音調變低視察者A不動，波源S運動，由S→S2，如圖所示f波源<f視察者，音調變高2.成因歸納：依據以上分析可以知道，發生多普勒效應時，肯定是由于波源與視察者之間發生了相對運動．典例示范例1[2024·山東高二上聯考](多選)關于多普勒效應的敘述，下列說法正確的是()A．產生多普勒效應的緣由是波源頻率發生了改變B．產生多普勒效應的緣由是視察者和波源之間發生了相對運動C．甲、乙兩列車相向行駛正在接近，兩車均鳴笛，且所發出的笛聲頻率相同，乙車中的某旅客聽到的甲車笛聲頻率低于他所聽到的乙車笛聲頻率D．哈勃太空望遠鏡發覺所接收到的來自遙遠星系上的某種原子光譜，與地球上同種原子的光譜相比較，光譜中各條譜線的波長均變長(稱為哈勃紅移)，這說明該星系正在遠離我們而去課堂筆記例2(多選)下面哪些應用是利用了多普勒效應()A．利用地球上接收到遙遠天體發出的光波的頻率來推斷遙遠天體相對于地球的運動速度B．交通警察向行進中的汽車放射一個已知頻率的超聲波，波被運動的汽車反射回來，依據接收到的頻率發生的改變，就知道汽車的速度，以便于進行交通管理C．鐵路工人用耳貼在鐵軌上推斷火車的運動狀況D．有閱歷的戰士從炮彈飛行的尖叫聲推斷飛行炮彈是接近還是遠去課堂筆記針對訓練1當火車進站鳴笛時，我們在車站聽到的聲音的頻率和音調()A．變小，變高B．不變，變高C．變大，變高D．不知聲速和火車車速，不能推斷針對訓練2如圖所示，產朝氣械波的波源從O點起先做勻速運動，圖中圓表示波峰，已知波源振動的頻率為f0，則下列說法正確的是()A．該圖表示波源正在向A點移動B．視察者在A點接收到的波的頻率是定值且大于f0C．視察者在B點接收到的波的頻率是定值且大于f0D．視察者在C點或D點接收到的波的頻率是定值且大于f0課堂檢測·素養提升——突出創新性素養達標1.(多選)當人聽到聲音的頻率越來越低時，可能的緣由是()A．聲源和人都是靜止的，聲源振動的頻率越來越低B．人靜止，聲源遠離人做勻速直線運動，聲源振動的頻率不變C．人靜止，聲源遠離人做勻加速直線運動，聲源振動的頻率不變D．人靜止，聲源遠離人做勻減速直線運動，聲源振動的頻率不變2.如圖所示，O是一個聲波的波源，發出的一系列聲波為如圖所示的一組圓面，A、B是兩個視察者的位置，則下列敘述正確的是()A．波源正向A點移動，A處聽到的音調較高B．波源正向A點移動，B處聽到的音調較高C．波源正向B點移動，A處聽到的音調較高D．波源正向B點移動，B處聽到的音調較高3．蝙蝠在洞窟中飛來飛去時，利用超聲脈沖導航．這種超聲脈沖是持續1ms或不到1ms的短促放射，且每秒重復放射幾次．假定蝙蝠的超聲脈沖放射頻率為39000Hz，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲的期間，下列推斷正確的是()A．墻壁接收到的超聲脈沖頻率等于39000HzB．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收到的超聲脈沖頻率C．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收到的超聲脈沖頻率D．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于39000Hz4．近年來我國的航空事業發展快速，戰機的超音速飛行已非常普遍．當戰機在法定上空返航時，地面上的人常常會聽到一聲雷鳴般的巨響，引起房屋門窗的猛烈抖動，這是因為飛機返航加速過程中，當飛機速度接近聲速時會使發動機發出的聲波波面在飛機的前方積累形成音障，當飛機加速沖破音障時會發出巨大響聲，稱為音爆．關于音障的形成與下列哪種現象的形成原理最為相近()A．音叉四周有些區域聲音較強，有些區域聲音較弱B．敲響一只音叉，不遠處的另一只音叉也發出聲音C．火車進站時鳴笛聲的音調會變高，出站時會變低D．在屋外看不見屋內的人，卻能聽見屋內人說話5．汽車無人駕駛技術已漸漸成熟，最常用的是ACC自適應巡航限制，它可以限制無人車在前車減速時自動減速、前車加速時自動跟上去．汽車運用的傳感器主要是毫米波雷達，該雷達會放射和接收調制過的無線電波，再通過因波的時間差和多普勒效應造成的頻率改變來測量目標的相對距離和相對速度．若該雷達放射的無線電波的頻率為f，接收到的回波的頻率為f′，則()A．當f′＝f時，表明前車肯定做勻速直線運動B．當f′＝f時，表明前車肯定處于靜止狀態C．當f′>f時，表明前車相對于無人車正在減速行駛D．當f′<f時，表明前車相對于無人車正在減速行駛5．多普勒效應必備學問·自主學習一、頻率二、1．肯定等于2．增加增加降低三、1．反射波的頻率反射波頻率2．頻率靜止3．頻率已知反射頻率改變思索辨析答案：(1)×(2)√(3)√(4)×關鍵實力·合作探究探究點【例1】【解析】A錯，B對：產生多普勒效應的緣由是視察者與波源的相對運動導致接收到的波的頻率發生改變．C錯：因乙車中的某旅客相對甲車靠近，而相對乙車靜止，那么乙車中的該旅客聽到的甲車笛聲頻率高于他聽到的乙車笛聲頻率．D對：哈勃太空望遠鏡接收到的某種原子光譜，比地球上同種原子的光譜的波長長(稱為哈勃紅移)，即接收到的頻率變小，說明該星系正在遠離我們而去．【答案】BD【例2】【解析】凡是波都能發生多普勒效應，因此利用光波的多普勒效應便可以測定遙遠天體相對于地球運動的速度；利用多普勒效應制作的測速儀常用于交通警察測量汽車的速度；鐵路工人是依據振動的強弱(并非多普勒效應)推斷火車的距離，依據火車輪與鐵軌接頭間碰撞的快慢來推斷火車運動的快慢(但目前高鐵的鐵軌已無接頭)；炮彈飛行時，與空氣摩擦產生聲波，人耳接收到的頻率與炮彈的相對運動有關．因此只有選項C沒有利用多普勒效應．【答案】ABD針對訓練1解析：火車進站鳴笛時，聲源與視察者距離減小，視察者感受到的頻率變大，音調變高．答案：C針對訓練2解析：依據多普勒效應產生的緣由，該圖表示波源正在向B點移動，故A錯誤；當波源向視察者運動時，視察者接收到的頻率肯定比波源振動的頻率高；當波源遠離視察者時，視察者接收到的波的頻率肯定比波源振動的頻率低．故B、D錯誤，C正確．答案：C課堂檢測·素養提升1．解析：人聽到的聲音的頻率比原來低，說明聲源在遠離，而聽到的頻率越來越低，說明聲源遠離的速度越來越大，也就是加速遠離．答案：AC2．解析：由圖可看出，波源正向A運動，A處接收到的波的頻率變大，因而A處聽到的音調變高；同理，B處聽到的音調變低，故A處聽到的音調比B處高．故A正確．答案：A3．解析：蝙蝠(波源)相對墻壁(視察者)的距離減小，所以墻壁接收到的超聲脈沖頻率增大，A錯誤；超聲脈沖被反射后頻率不變，但傳播方向和蝙蝠的運動方向相反，蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率會更大，C正確，B、D錯誤．答案：C4．解析：音叉四周有些區域聲音較強，有些區域聲音較弱，這是聲音的干涉現象，故A錯誤；敲響一只音叉，不遠處的另一只音叉也發出聲音，這是聲音的共振現象，故B錯誤；火車進站時鳴笛聲的音調會變高，出站時會變低，該現象與音障的形成類似，是聲波的多普勒效應，故C正確；在屋外看不見屋內的人，卻能聽見屋內人說話，這是聲音的衍射