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1、3.5多普勒效应问题引入：当你处在下面三幅图的场景中时，仔细听这些交通工具发出的声音，你会发现声音有什么变化？这是为什么？耳律过.当一.柄汽车以你舟改一越叫筈石辻甘庄址塩，弋札是弋时抽爰脅声铁戟防返，丸车一跨呼啸站嬉苗吊过答：马路边，当一辆汽车从你身边一路鸣笛而过时：驶来时，音调变高，驶去时,音调变低；在机场，飞机起飞时的轰鸣声的音调变低；铁轨附近，火车一路呼啸着鸣笛而 过时，音调先变高再变低；根据观察到的这些现象分析可知：当声源靠近我们时，音调变高，远离时音调变低， 说明我们接收到的声音频率与声源的频率不同，因为音调的高低由声音的频率决定所以波 源与观察者相互靠近或相互远离时，接收到的波的频
2、率都会发生变化，人们把这种现象叫 作多普勒效应一、接收频率、声源频率与音调的关系：1. 波源频率：声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波，频率表示 单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率又等于单位时间内波源发 出的完全波的个数.2. 接收频率：观察者在单位时间内接收到完全波的个数3. 音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低；观察者听到的声音的音调,是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的二、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,接收到的波的频率都会发生变化的现象。2.多普勒效应产生的原因和多普勒效应频率关系
3、的计算:(1).观察者与波源都静止:设波源的波长为入，波的传播速度为v,则在时间t内,察者接收到的完全波的个数为：N =述，久则接收频率为：f接=汕=必=f 源，音调不变 接 t z（2）.波源静止，观察者以速度气接近波源（A-B）：由前面的实验知道此时波源的波长仍然为入，波的传播速度为v,则在时间t内,观察者接收到的完全波的个数为：N +乙）力，则接收频率为：A汕诳兔叫=（1+坯）f源，所以f接 fw，音调变高; t入v/fv源接源源.波源静止，观察者以速度爲远离波源（A-C）：2由前面的实验知道此时波源的波长仍然为入，波的传播速度(3)为v,则在时间t内，观察者接收到的完全波的个数为:N
4、（_2）t，则接收频率为：Af接汕叫 -汁 =（1-砂）f源，所以f接f源，音调变低; 接 tXvV源接源（4）.观察者静止，波源以速度爲接近观察者（S-S2）：由前面的实验知道此时波源的波长为t =久-v3T,波的传播速度为v，则在时间t内，观察者接收到的完全波的个数为：N二二 讨 二 讨 诽 fX 几-3v-v 源产源产源则接收频率为：f接N 亠广庙,所以f接 接 t v_v3源接（5）.观察者静止，波源以速度v4远离观察者4由前面的实验知道此时波源的波长为久源，音调变高;播速度为v，则在时间t内,（SS ）:2=久+ v4T,波的传观察者接收到的完全波的个数为：N = 讨 = 讨 才A+
5、v4T；v+v 源4源源则接收频率为：f接- 八眉接t +4源3.成因归纳:根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由匚厶原,所以f接f源，音调变低;4于波源与观察者之间发生了相对运动。4. 多普勒效应的理解:（1）多普勒效应是指所接收到的波的频率与波源频率不同的现象，并不是接收到的波的强 度发生变化的现象（2）在多普勒效应中，波源的频率是不会改变的，只是由于波源与观察者之间有相对运动, 观察者感觉到频率发生变化（3）波的传播速度不因波源的移动而改变（4）多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应（5）观察者垂直于波的传播方向移动时，不会产生多普勒效应三、
6、多普勒效应的应用:1、雷达测速仪：交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波（通常是红外线），波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度2、有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢；3、有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去。4、临床上应用：彩色多普勒超声诊断系统医生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， 测出反射波的频率变化，就能知道血流的速度.这种方法俗称“彩超”，可以检查心脏、 大脑和眼底血管的病变。5、军事应用：（E-3 “望楼”预警机）脉冲多普勒雷达、多谱勒导航仪3.5多普勒效应
7、（同步练习）1. 下面哪些应用不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判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声音音调判断飞行炮弹是接近还是远去2. （多选）（2020 柳州高二检测）关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是（）A. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B. 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动C. 甲、乙两列车相向行驶
8、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. 哈勃太空望远镜发现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3. （多选）（2020 大庆高二检测）下列哪些现象属于多普勒效应（）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;驶离你而去时，音调变低D. 大风中，远处人的说话声时强时弱4. 如图所示，装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中的车辆发射已 知频率的超声波，并接收被车辆
9、反射回来的反射波。当某汽车向测速监视器靠近时,被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比（A. 频率不变，波速变小B. 波速不变，频率变小C. 频率不变，波速变大D. 波速不变，频率变大5. （多选）关于多普勒效应，以下说法正确的有（）A. 只有机械波才能产生多普勒效应B. 机械波、电磁波、光波等均能产生多普勒效应C. 产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化D. 产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化6. 某人站在地面上某处，一架飞机由远及近从人的头顶上方匀速飞过,则人听到飞机发出声 音的频率（）A. 越来越低B.越来越高C.先变高后变低D.先变低后变高7. 近年来我
10、国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机在上空返航时， 地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动。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堆积形成音障 当飞机加速冲破音障时发出的巨大响声，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. 音叉周围有些区域声音较强，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&如图所示，在公路的十字路口东侧路边,甲以速度V向东行走，在路口北侧，乙站在路边
11、，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛,已知汽车笛声的频率为f0,车速V2V。甲听到 的笛声的频率为f,乙听到的笛声的频率为f2,司机自己听 召 I东到的笛声的频率为f,则此三人听到笛声的频率由高至低 ,二刼 一砂3车可依次为。9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（）D.无法确定A.高于 100 km/hB.低于 100 km/hC.等于 100 km/h10.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
12、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？1、C【解析】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天体相 对于地球运动的速度,A不符合题意;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时，根据接收到的频率发生的变化,就可知汽车的速度,B不符合题 意;铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动做出判断的,C符合题意;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不符合题意。故选
13、C。2、B、D【解析】产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致接收到的波频发生 变化，故A错误,B正确；甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，因 乙车中的乘客相对甲车靠近，而相对乙车静止，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率高 于他听到的乙车笛声频率，故C错误;哈勃太空望远镜发现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），即频率变小，说明该星系正在远离我们，故D正确。3、B、C【解析】根据多普勒效应可知，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。当波源和观察者间距变大时，
14、观察者接收到的频率一定比波源频率低，要 发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动，发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变 化;远去的汽车声音越来越小，是间距引起的响度变小，故A错误;炮弹迎面飞来，声音刺耳， 是多普勒效应引起的，故B正确;火车向你驶来时，音调变高;驶离你而去时，音调变低，是多 普勒效应引起的，故C正确;远处人的说话声时强时弱，是风的传播引起的，故D错误。故选 B、Co4、D【解析】波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射超声波与测速监视器发出的超 声波相比波速不变，根据声音的多普勒效应,声源和观察者靠近时接收频率变高，所以被该汽 车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大
15、，故D正确,A、B、C错误。5、BD【解析】多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发 生多普勒效应，产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率不 变，故B、D正确,A、C错误。6、A【解析】当飞机飞近人时，将飞机的速度分解，如图甲所示，飞机相对人的速度为v二vcos a , a越来越大，则v越来越小，即人听到飞机声音的频率越来越低,但总是f听f源11听 源当飞机远离人时，将飞机的速度分解如图乙所示，飞机相对人的速度v3=vcos a，a越来越小, 则v越来越大，即人听到飞机声音的频率越来越低,且都是f听f源,故在飞机飞过头顶的过3听 源程中人听到的声音频率一直是越来越低，即A项正确。（具体地说:当飞机到达头顶正上方之前，f听f源；恰好在人头顶正上方时,f听=f源；越过头顶正上方之后,f听f源。）故选A。7、C【解析】音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声波的干涉现象
