粤教版 (2019)选择性必修 第一册第四节 多普勒效应课文配套课件ppt

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当车从人身边疾驰而过的时候，鸣笛的音调会由高变低
多普勒测速仪的监视器，可把测得的速度打印在照片上
1．多普勒效应．波源或观察者或两者都相对于传播介质运动，那么观察者接收到的____与波源发出的频率就不相同了，这样的现象叫作多普勒效应．2．多普勒效应产生的原因．(1)当波源与观察者相对静止时，观察到的频率____波源振动的频率．(2)当波源与观察者相向运动时，观察到的频率____(选填“增加”或“减小”)；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率____(选填“增加”或“减小”).
1．判断车辆的运行方向和测量车辆的速度．(1)修理铁路的工人可以根据汽笛声判断火车的运行方向和快慢．(2)交警向行进中的汽车发射已知____的电磁波，可根据汽车反射回来的电磁波的____测出汽车速度．2．天体上．(1)由地球上接收到遥远天体发出的光波的____， 可以判断天体相对地球的速度．(2)可以跟踪人造地球卫星．
3．医学上——彩超．当声源与接收体之间有相对运动时，回声的频率有所改变，这种频率的变化被称为____．经进行多普勒信号处理，把频移与血流信号对应起来，通过处理频移信号可建立彩色多普勒超声血流图像，简称为彩超，在临床上被誉为“________________”．
1．(多选)关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是(　　)A．多普勒效应说明波源的频率发生了变化B．多普勒效应是由于波的干涉引起的C．多普勒效应是波共有的特征D．科学家通过哈勃太空望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，波长均变长，说明该星系正在远离地球而去
解析：产生多普勒效应的原因是波源和观察者之间有相对运动，波源发出的波的个数与观察者接收到的波的个数不相同，波源本身的频率并没有变化，一切波都能产生多普勒效应，A、B错误，C正确；当某一个星系远离地球时，在地球上接收到的该星系发出的光波，会发生多普勒效应，接收到的频率变低，即波长变长，D正确．
2．(多选)下列选项与多普勒效应有关的是(　　)A．科学家用激光测量月球与地球间的距离B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速C．技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡D．交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度解析：当观察者与测量对象无相对运动时，不发生多普勒效应，A、C错误；当观察者与测量对象相对运动时，发生多普勒效应，通过接收频率的变化可以进行测速，B、D正确．
【典例1】　蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用的超声脉冲导航非常有效．这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射脉冲波，且每秒重复发射几次．假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，某一次蝙蝠朝着表面平直的墙壁飞扑的过程中，下列判断正确的是(　　)A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于39 000 HzB．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收到的频率C．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收到的频率D．蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz[核心点拨]　“在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑期间”说明蝙蝠与墙壁间的距离在减小，接收到的频率便会增大．
解析：蝙蝠在做靠近墙壁的运动，所以相当于波源在靠近接收器，故墙壁接收到的超声脉冲频率大于39 000 Hz，A错误；蝙蝠相对于墙壁的运动与墙壁反射回来的超声波是相向运动的关系，所以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的频率，B错误，C正确；蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于39 000 Hz，D错误．
观察者接收到的频率的判断(1)声音的音调取决于频率，频率高则音调高，频率低则音调低．(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源频率，音调变高；反之，观察者接收到的频率小于波源频率，音调变低．
1．(2024·江苏南通统考期中)小明同学将一个以电池为电源的蜂鸣器固定在长竹竿的一端，闭合开关后听到它发出声音．现用竹竿把蜂鸣器举起并在头顶快速做圆周转动，蜂鸣器从A转动到B的过程中的某位置，小明及甲、乙三位同学听到蜂鸣器发出声音的频率分别为f1、f2、f3，则(　　)A．f3＞f1＞f2　　　　B．f1＝f2＝f3C．f2＞f1＝f3 D．f1＞f2＝f3
解析：多普勒效应是指波源或观察者发生移动而使两者间的位置发生变化，使观察者接收到的频率发生了变化．当蜂鸣器靠近观察者时，听到的蜂鸣器的音调变高，当蜂鸣器远离观察者时，听到的蜂鸣器的音调变低．所以f3＞f1＞f2.故A正确．
2．(多选)一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.8 m的圆周(圆心为O点)做匀速圆周运动．一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止，如下图所示，则观察者接收到(　　)A．声源在A点时发出声音的频率大于600 HzB．声源在B点时发出声音的频率等于600 HzC．声源在C点时发出声音的频率等于600 HzD．声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz
解析：根据多普勒效应可知，当声源和观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于声源的频率；当声源和观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于声源的频率．将声源运动至A、B、C、D四个点时相对于观察者的速度方向标出来，可得：声源运动到A点时有靠近观察者的趋势，运动到C点时有远离观察者的趋势，声源在B、D两点的速度方向垂直于O点与观察者的连线，故A、B正确．
3．(2024·江苏徐州高二期中)如下图所示，静止的雷达测速仪a向迎面驶来的汽车b发射超声波，该超声波被汽车反射后又被a接收到，测速仪a接收的超声波与其直接发出的超声波相比(　　) A．频率变低 B．频率变高C．波速变小 D．波速变大
解析：波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的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可知，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超声波与测速仪发出的超声波相比频率变高．
1．相对位置变化与频率的关系．
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．
【典例2】　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，结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．(1)此现象属于________．A．波的衍射 B．波的干涉C．多普勒效应 D．波的反射解析：巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，此现象为多普勒效应．故C正确．
(2)若该路段限速为100 km/h，则轿车是否超速？解析：因警车接收到的频率变低，由多普勒效应知警车与轿车在相互远离，而警车在轿车后面且车速恒定，可判断出轿车车速比警车车速大，大于100 km/h，故该车超速．答案：超速　(3)若轿车以20 m/s的速度行进，反射回的电磁波频率应怎样变化？解析：若该车以20 m/s的速度行进，此时警车与轿车在相互靠近，由多普勒效应知反射回的电磁波频率应变高．答案：变高
(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，并不是接收到波的强度发生变化的现象，要正确区分频率和强度这两个物理量．(2)观察者垂直于波的传播方向移动时，不产生多普勒效应．(3)波的传播速度不因波源的移动而改变．
4．(2024·江苏徐州高二期中)固定在振动片上的金属丝S周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上沿MN直线上移动时拍得一幅如图所示的照片，显示出此时波的图样．下列说法正确的是(　　)A．振动片正在向上图中M一侧移动B．上图中振动片左侧的水波传播速度更快C．上图中振动片右侧接收到的水波频率更高D．相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧多
解析：由题图可知，波源右侧的波纹较密集，则说明振动片正在向题图中N一侧移动，故A错误；波的传播速度取决于介质，所以题图中振动片两侧的水波传播速度一样快，故B错误；波源向右移动，则波传播到右边的时间小于左边，所以在相同时间内接收到完全波的个数，M一侧比N一侧少，则振动片右侧接收到的水波频率更高，故C正确，D错误．
5．(多选)当人听到声音的频率越来越低时，可能的原因是(　　)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解析：人听到的声音的频率越来越低，声源远离观察者，且远离的速度越来越大，也就是加速远离．所以A、C正确．
6．平直公路上，汽车正在匀速远离，用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图像，正确的是(　　)
解析：汽车正在匀速远离，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波的频率，所以D正确．