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物理选择性必修 第一册第三章 机械波5 多普勒效应图文ppt课件
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这是一份物理选择性必修 第一册第三章 机械波5 多普勒效应图文ppt课件，共58页。PPT课件主要包含了相互靠近或者相互远离，探究点多普勒效应，多普勒效应的运用，ABC等内容，欢迎下载使用。
要点 多普勒效应 波源与观察者_______________________①时，接收到的波的频率都会发生变化。人们把这种现象叫作多普勒效应。
①（1） 火车进站和出站时，坐在火车上的乘客能感受到汽笛声的音调发生变化吗？
提示 不能。坐在火车上的乘客会感受到汽笛声的音调不发生变化，是因为声源相对乘客是静止的。
1.波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目是一定的，观察者感觉到的频率等于波源振动的频率。 2.波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目增加，观察者感觉到的频率大于波源的频率，即感觉到频率增大。 3.波源与观察者相互远离时，观察者感觉到频率减小。
[提示] 巡警车接收到的电磁波频率比发出时的低，此现象为多普勒效应。因警车接收到的频率低，由多普勒效应知警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定又在后面，可判断出轿车车速比警车车速大，故该车超速。
1.波源频率、接收频率和音调
（1）波源频率：波源完成一次全振动，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 ①波源和观察者相对静止时，观察者接收到的波的频率等于波源的频率。 ②波源和观察者有相对运动时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即接收到的波的频率发生变化。 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的波的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的波的频率减小。
（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声波的频率（单位时间内接收到的声波的完全波个数）决定的。
（1）相对位置变化与频率的关系（规律）
2.多普勒效应成因分析
（2）成因归纳：根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时。一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动。
（1）测车辆速度：交通警察向行进中的车辆发射一个已知频率的超声波，波被运动的车辆反射回来时，交通警察根据反射波频率变化的多少可知车辆的速度。（2）测天体速度：根据光波的多普勒效应，在地球上接收到的遥远天体上某些元素发出的光波频率，与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可以判断遥远天体相对地球的运动速度。
（3）医用“彩超”：医生向人体发射频率已知的超声波，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，据此诊断疾病。（4）听音辨向：可根据火车汽笛声的音调的变化判断火车是进站还是出站；根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹飞行的方向等。
[解析] 根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向B点移动，故A错误；当波源向观察者运动时，观察者接收到的频率一定比波源振动的频率高；当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率一定比波源振动的频率低。故B、D错误，C正确。
规律总结 （1）发生多普勒效应时，接收到的波的频率发生变化，但波源的频率并没有变化。（2）是否发生多普勒效应取决于观察者与波源是否存在相互靠近或相互远离。波速只取决于介质，与是否发生多普勒效应无关。（3）多普勒效应是波共有的特征，机械波、电磁波或光波都会发生多普勒效应。
1. 关于多普勒效应，下列说法正确的是( )A. 多普勒效应是由波的干涉引起的B. 多普勒效应说明波源的频率发生变化C. 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动D. 只有声波才可以产生多普勒效应
[解析] 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生改变的现象。
2. 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，不能判断
[解析] 火车进站鸣笛时，声源与观察者距离减小，观察者感受到的频率变大，音调变高。
[解析] 蝙蝠（波源）相对墙壁（观察者）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。
4. （多选）下列关于多普勒效应的说法，正确的是( )A. 医院检查身体的“彩超”仪运用了多普勒效应原理B. 不仅机械波，电磁波也会发生多普勒效应C. 地球上接收到遥远天体发出的光波发生“红移”现象（各条谱线的波长均变长），可以判断遥远天体正靠近地球D. 静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高，说明声源正在远离观察者
[解析] 医院检查身体的“彩超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，是运用了多普勒效应原理，故A正确；多普勒效应是波特有的现象，故B正确；当波源与观察者相互靠近时，观测到的频率增大，反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率减小，故D错误；“红移”现象中各条谱线的波长均变长，即频率变小，因此遥远天体正在远离地球，故C错误。
1. （多选）下列哪些现象是多普勒效应( )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，鸣笛声音调变高，远离你而去时，鸣笛声音调变低D. 大风中，远处人的说话声时强时弱
2. （多选）关于多普勒效应的说法正确的是( )A. 若波源向观察者靠近，则波源发出的频率变小B. 若波源向观察者靠近，则观察者接收到的频率变大C. 若观察者远离波源，则波源发出的频率变小D. 若波源和观察者相互远离，则观察者接收到的频率变小
[解析] 若波源向观察者靠近，则波源发出的频率不变，观察者接收到的频率会变大，A错误，B正确；若观察者远离波源，波源发出的频率不变，C错误；若波源和观察者相互远离，则观察者接收到的频率变小，D正确。
3. （多选）列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音。当列车与观察者都静止时，观察者记住了这个乐音的音调。在以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来低的是( )A. 观察者静止，列车向他驶来B. 观察者静止，列车离他驶去C. 列车静止，观察者靠近声源D. 列车静止，观察者远离声源
[解析] 当观察者和声源相互远离时，观察者听到的乐音的音调变低，故A、C错误，B、D正确。
4. （多选）下述说法中正确的是( )A. 沿与两个完全相同的发声器平行的直线走，听到的声音忽大忽小，这是波的干涉现象B. 在大树前说话，大树后面的人可以听到，这是波的衍射现象C. 大街上警车尖叫着从行人旁急驰而过，行人听到警笛声声调由高变低是声音的多普勒效应D. 发声的电铃放在真空罩里，外面听不到声音，这是因为电铃在真空中不能振动
[解析] 两个完全相同的发声器发出的声波在周围空间发生干涉，沿与这两个发声器平行的直线行走时听到的声音忽大忽小，A正确；在大树前说话，树后的人能听到，是波的衍射现象，B正确；当声源与观察者发生相对运动时，会发生多普勒效应，C正确；没有传播介质，声波不能传播，D错误。
5. [2021湖南长沙长郡中学高二上月考] 分析下列物理现象：（1）夏天，在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；（2）“闻其声而不见其人”；（3）围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；（4）当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的( )A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉C. 反射、折射、干涉、多普勒效应D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应
[解析] （1）属于波在云层中的反射现象；（2）属于声波的衍射；（3）属于声波的干涉；（4）属于多普勒效应，故A正确。
6. 近年来我国的航空事业发展迅速，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机在法定上空返航时，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
[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，这是声音的衍射现象，故D错误。
7. [2021四川绵阳高二下期末] 某人站在地面上某处，一架飞机由远而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
8. 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( )
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
9. 2019年4月10日人类发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法，正确的是( )A. 两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样B. 在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移C. 当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低D. 只有障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小时，波才能发生衍射
[解析] 两列波在同一空间相遇，需要波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，才能形成稳定的干涉图样，故A错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点的振幅最大，振动减弱区域的质点的振幅最小，但所有的质点都在平衡位置附近振动，位移有大有小，振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移，则B错误；根据多普勒效应可知，当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，故C正确；只有障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小时，波才能发生明显的衍射现象，故D错误。
[解析] 汽车正在匀速远离观察者，速度恒定，接收到的反射波的频率也是恒定的。由于是远离，汽车反射波的频率应该小于发出的波的频率，所以选项D正确。
12. （多选）关于下列图片涉及的物理知识，说法正确的有( )
14. [2021云南龙陵一中高二月考] （多选）如图所示，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( )
要点 多普勒效应 波源与观察者_______________________①时，接收到的波的频率都会发生变化。人们把这种现象叫作多普勒效应。
①（1） 火车进站和出站时，坐在火车上的乘客能感受到汽笛声的音调发生变化吗？
提示 不能。坐在火车上的乘客会感受到汽笛声的音调不发生变化，是因为声源相对乘客是静止的。
1.波源与观察者相对静止时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目是一定的，观察者感觉到的频率等于波源振动的频率。 2.波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰（或密部）的数目增加，观察者感觉到的频率大于波源的频率，即感觉到频率增大。 3.波源与观察者相互远离时，观察者感觉到频率减小。
[提示] 巡警车接收到的电磁波频率比发出时的低，此现象为多普勒效应。因警车接收到的频率低，由多普勒效应知警车与轿车在相互远离，而警车车速恒定又在后面，可判断出轿车车速比警车车速大，故该车超速。
1.波源频率、接收频率和音调
（1）波源频率：波源完成一次全振动，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 ①波源和观察者相对静止时，观察者接收到的波的频率等于波源的频率。 ②波源和观察者有相对运动时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即接收到的波的频率发生变化。 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的波的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的波的频率减小。
（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声波的频率（单位时间内接收到的声波的完全波个数）决定的。
（1）相对位置变化与频率的关系（规律）
2.多普勒效应成因分析
（2）成因归纳：根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时。一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动。
（1）测车辆速度：交通警察向行进中的车辆发射一个已知频率的超声波，波被运动的车辆反射回来时，交通警察根据反射波频率变化的多少可知车辆的速度。（2）测天体速度：根据光波的多普勒效应，在地球上接收到的遥远天体上某些元素发出的光波频率，与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可以判断遥远天体相对地球的运动速度。
（3）医用“彩超”：医生向人体发射频率已知的超声波，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，据此诊断疾病。（4）听音辨向：可根据火车汽笛声的音调的变化判断火车是进站还是出站；根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹飞行的方向等。
[解析] 根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向B点移动，故A错误；当波源向观察者运动时，观察者接收到的频率一定比波源振动的频率高；当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率一定比波源振动的频率低。故B、D错误，C正确。
规律总结 （1）发生多普勒效应时，接收到的波的频率发生变化，但波源的频率并没有变化。（2）是否发生多普勒效应取决于观察者与波源是否存在相互靠近或相互远离。波速只取决于介质，与是否发生多普勒效应无关。（3）多普勒效应是波共有的特征，机械波、电磁波或光波都会发生多普勒效应。
1. 关于多普勒效应，下列说法正确的是( )A. 多普勒效应是由波的干涉引起的B. 多普勒效应说明波源的频率发生变化C. 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动D. 只有声波才可以产生多普勒效应
[解析] 多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生改变的现象。
2. 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，不能判断
[解析] 火车进站鸣笛时，声源与观察者距离减小，观察者感受到的频率变大，音调变高。
[解析] 蝙蝠（波源）相对墙壁（观察者）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。
4. （多选）下列关于多普勒效应的说法，正确的是( )A. 医院检查身体的“彩超”仪运用了多普勒效应原理B. 不仅机械波，电磁波也会发生多普勒效应C. 地球上接收到遥远天体发出的光波发生“红移”现象（各条谱线的波长均变长），可以判断遥远天体正靠近地球D. 静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高，说明声源正在远离观察者
[解析] 医院检查身体的“彩超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，是运用了多普勒效应原理，故A正确；多普勒效应是波特有的现象，故B正确；当波源与观察者相互靠近时，观测到的频率增大，反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的频率减小，故D错误；“红移”现象中各条谱线的波长均变长，即频率变小，因此遥远天体正在远离地球，故C错误。
1. （多选）下列哪些现象是多普勒效应( )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，鸣笛声音调变高，远离你而去时，鸣笛声音调变低D. 大风中，远处人的说话声时强时弱
2. （多选）关于多普勒效应的说法正确的是( )A. 若波源向观察者靠近，则波源发出的频率变小B. 若波源向观察者靠近，则观察者接收到的频率变大C. 若观察者远离波源，则波源发出的频率变小D. 若波源和观察者相互远离，则观察者接收到的频率变小
[解析] 若波源向观察者靠近，则波源发出的频率不变，观察者接收到的频率会变大，A错误，B正确；若观察者远离波源，波源发出的频率不变，C错误；若波源和观察者相互远离，则观察者接收到的频率变小，D正确。
3. （多选）列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音。当列车与观察者都静止时，观察者记住了这个乐音的音调。在以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来低的是( )A. 观察者静止，列车向他驶来B. 观察者静止，列车离他驶去C. 列车静止，观察者靠近声源D. 列车静止，观察者远离声源
[解析] 当观察者和声源相互远离时，观察者听到的乐音的音调变低，故A、C错误，B、D正确。
4. （多选）下述说法中正确的是( )A. 沿与两个完全相同的发声器平行的直线走，听到的声音忽大忽小，这是波的干涉现象B. 在大树前说话，大树后面的人可以听到，这是波的衍射现象C. 大街上警车尖叫着从行人旁急驰而过，行人听到警笛声声调由高变低是声音的多普勒效应D. 发声的电铃放在真空罩里，外面听不到声音，这是因为电铃在真空中不能振动
[解析] 两个完全相同的发声器发出的声波在周围空间发生干涉，沿与这两个发声器平行的直线行走时听到的声音忽大忽小，A正确；在大树前说话，树后的人能听到，是波的衍射现象，B正确；当声源与观察者发生相对运动时，会发生多普勒效应，C正确；没有传播介质，声波不能传播，D错误。
5. [2021湖南长沙长郡中学高二上月考] 分析下列物理现象：（1）夏天，在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；（2）“闻其声而不见其人”；（3）围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；（4）当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的( )A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉C. 反射、折射、干涉、多普勒效应D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应
[解析] （1）属于波在云层中的反射现象；（2）属于声波的衍射；（3）属于声波的干涉；（4）属于多普勒效应，故A正确。
6. 近年来我国的航空事业发展迅速，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机在法定上空返航时，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
[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，这是声音的衍射现象，故D错误。
7. [2021四川绵阳高二下期末] 某人站在地面上某处，一架飞机由远而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
8. 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( )
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
9. 2019年4月10日人类发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法，正确的是( )A. 两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样B. 在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移C. 当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低D. 只有障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小时，波才能发生衍射
[解析] 两列波在同一空间相遇，需要波的频率相同、相位差恒定、振动方向相同，才能形成稳定的干涉图样，故A错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点的振幅最大，振动减弱区域的质点的振幅最小，但所有的质点都在平衡位置附近振动，位移有大有小，振动加强区域的质点的位移不一定大于振动减弱区域质点的位移，则B错误；根据多普勒效应可知，当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，故C正确；只有障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小时，波才能发生明显的衍射现象，故D错误。
[解析] 汽车正在匀速远离观察者，速度恒定，接收到的反射波的频率也是恒定的。由于是远离，汽车反射波的频率应该小于发出的波的频率，所以选项D正确。
12. （多选）关于下列图片涉及的物理知识，说法正确的有( )
14. [2021云南龙陵一中高二月考] （多选）如图所示，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( )
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