粵教版 (2019)選擇性必修 第一冊第四節(jié) 多普勒效應(yīng)課文配套課件ppt

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當(dāng)車從人身邊疾馳而過的時(shí)候，鳴笛的音調(diào)會(huì)由高變低
多普勒測速儀的監(jiān)視器，可把測得的速度打印在照片上
1．多普勒效應(yīng)．波源或觀察者或兩者都相對于傳播介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，那么觀察者接收到的____與波源發(fā)出的頻率就不相同了，這樣的現(xiàn)象叫作多普勒效應(yīng)．2．多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因．(1)當(dāng)波源與觀察者相對靜止時(shí)，觀察到的頻率____波源振動(dòng)的頻率．(2)當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察到的頻率____(選填“增加”或“減小”)；反之，當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率____(選填“增加”或“減小”).
1．判斷車輛的運(yùn)行方向和測量車輛的速度．(1)修理鐵路的工人可以根據(jù)汽笛聲判斷火車的運(yùn)行方向和快慢．(2)交警向行進(jìn)中的汽車發(fā)射已知____的電磁波，可根據(jù)汽車反射回來的電磁波的____測出汽車速度．2．天體上．(1)由地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的____， 可以判斷天體相對地球的速度．(2)可以跟蹤人造地球衛(wèi)星．
3．醫(yī)學(xué)上——彩超．當(dāng)聲源與接收體之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，回聲的頻率有所改變，這種頻率的變化被稱為____．經(jīng)進(jìn)行多普勒信號(hào)處理，把頻移與血流信號(hào)對應(yīng)起來，通過處理頻移信號(hào)可建立彩色多普勒超聲血流圖像，簡稱為彩超，在臨床上被譽(yù)為“________________”．
1．(多選)關(guān)于多普勒效應(yīng)的敘述，下列說法正確的是(　　)A．多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生了變化B．多普勒效應(yīng)是由于波的干涉引起的C．多普勒效應(yīng)是波共有的特征D．科學(xué)家通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)來自遙遠(yuǎn)的星系上的某種原子光譜，與地球上同種原子的光譜相比較，波長均變長，說明該星系正在遠(yuǎn)離地球而去
解析：產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原因是波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)，波源發(fā)出的波的個(gè)數(shù)與觀察者接收到的波的個(gè)數(shù)不相同，波源本身的頻率并沒有變化，一切波都能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，A、B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)某一個(gè)星系遠(yuǎn)離地球時(shí)，在地球上接收到的該星系發(fā)出的光波，會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)，接收到的頻率變低，即波長變長，D正確．
2．(多選)下列選項(xiàng)與多普勒效應(yīng)有關(guān)的是(　　)A．科學(xué)家用激光測量月球與地球間的距離B．醫(yī)生利用超聲波探測病人血管中血液的流速C．技術(shù)人員用超聲波探測金屬、陶瓷、混凝土中是否有氣泡D．交通警察向車輛發(fā)射超聲波并通過測量反射波的頻率確定車輛行進(jìn)的速度解析：當(dāng)觀察者與測量對象無相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，不發(fā)生多普勒效應(yīng)，A、C錯(cuò)誤；當(dāng)觀察者與測量對象相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)生多普勒效應(yīng)，通過接收頻率的變化可以進(jìn)行測速，B、D正確．
【典例1】　蝙蝠在洞穴中飛來飛去時(shí)，它利用的超聲脈沖導(dǎo)航非常有效．這種超聲脈沖是持續(xù)1 ms或不到1 ms的短促發(fā)射脈沖波，且每秒重復(fù)發(fā)射幾次．假定蝙蝠的超聲脈沖發(fā)射頻率為39 000 Hz，某一次蝙蝠朝著表面平直的墻壁飛撲的過程中，下列判斷正確的是(　　)A．墻壁接收到的超聲脈沖頻率等于39 000 HzB．蝙蝠接收到的從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收到的頻率C．蝙蝠接收到的從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收到的頻率D．蝙蝠接收到的從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于39 000 Hz[核心點(diǎn)撥]　“在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲期間”說明蝙蝠與墻壁間的距離在減小，接收到的頻率便會(huì)增大．
解析：蝙蝠在做靠近墻壁的運(yùn)動(dòng)，所以相當(dāng)于波源在靠近接收器，故墻壁接收到的超聲脈沖頻率大于39 000 Hz，A錯(cuò)誤；蝙蝠相對于墻壁的運(yùn)動(dòng)與墻壁反射回來的超聲波是相向運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，所以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的頻率，B錯(cuò)誤，C正確；蝙蝠接收到的從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于39 000 Hz，D錯(cuò)誤．
觀察者接收到的頻率的判斷(1)聲音的音調(diào)取決于頻率，頻率高則音調(diào)高，頻率低則音調(diào)低．(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率大于波源頻率，音調(diào)變高；反之，觀察者接收到的頻率小于波源頻率，音調(diào)變低．
1．(2024·江蘇南通統(tǒng)考期中)小明同學(xué)將一個(gè)以電池為電源的蜂鳴器固定在長竹竿的一端，閉合開關(guān)后聽到它發(fā)出聲音．現(xiàn)用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，蜂鳴器從A轉(zhuǎn)動(dòng)到B的過程中的某位置，小明及甲、乙三位同學(xué)聽到蜂鳴器發(fā)出聲音的頻率分別為f1、f2、f3，則(　　)A．f3＞f1＞f2　　　　B．f1＝f2＝f3C．f2＞f1＝f3 D．f1＞f2＝f3
解析：多普勒效應(yīng)是指波源或觀察者發(fā)生移動(dòng)而使兩者間的位置發(fā)生變化，使觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化．當(dāng)蜂鳴器靠近觀察者時(shí)，聽到的蜂鳴器的音調(diào)變高，當(dāng)蜂鳴器遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，聽到的蜂鳴器的音調(diào)變低．所以f3＞f1＞f2.故A正確．
2．(多選)一頻率為600 Hz的聲源以20 rad/s的角速度沿一半徑為0.8 m的圓周(圓心為O點(diǎn))做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．一觀察者站在離圓心很遠(yuǎn)的P點(diǎn)且相對于圓心靜止，如下圖所示，則觀察者接收到(　　)A．聲源在A點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率大于600 HzB．聲源在B點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率等于600 HzC．聲源在C點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率等于600 HzD．聲源在D點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率小于600 Hz
解析：根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，當(dāng)聲源和觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率；當(dāng)聲源和觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率．將聲源運(yùn)動(dòng)至A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)時(shí)相對于觀察者的速度方向標(biāo)出來，可得：聲源運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)有靠近觀察者的趨勢，運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)有遠(yuǎn)離觀察者的趨勢，聲源在B、D兩點(diǎn)的速度方向垂直于O點(diǎn)與觀察者的連線，故A、B正確．
3．(2024·江蘇徐州高二期中)如下圖所示，靜止的雷達(dá)測速儀a向迎面駛來的汽車b發(fā)射超聲波，該超聲波被汽車反射后又被a接收到，測速儀a接收的超聲波與其直接發(fā)出的超聲波相比(　　)?A．頻率變低 B．頻率變高C．波速變小 D．波速變大
解析：波速由介質(zhì)決定，所以被該汽車反射回來的超聲波與測速監(jiān)視器發(fā)出的超聲波相比波速不變；根據(jù)聲音的多普勒效應(yīng)可知，聲源和觀察者靠近時(shí)接收頻率變高，所以被該汽車反射回來的超聲波與測速儀發(fā)出的超聲波相比頻率變高．
1．相對位置變化與頻率的關(guān)系．
2.成因歸納：根據(jù)以上分析可以知道，發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，一定是由于波源與觀察者之間發(fā)生了相對運(yùn)動(dòng)．
【典例2】　公路巡警開車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，結(jié)果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低．(1)此現(xiàn)象屬于________．A．波的衍射 B．波的干涉C．多普勒效應(yīng) D．波的反射解析：巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，此現(xiàn)象為多普勒效應(yīng)．故C正確．
(2)若該路段限速為100 km/h，則轎車是否超速？解析：因警車接收到的頻率變低，由多普勒效應(yīng)知警車與轎車在相互遠(yuǎn)離，而警車在轎車后面且車速恒定，可判斷出轎車車速比警車車速大，大于100 km/h，故該車超速．答案：超速　(3)若轎車以20 m/s的速度行進(jìn)，反射回的電磁波頻率應(yīng)怎樣變化？解析：若該車以20 m/s的速度行進(jìn)，此時(shí)警車與轎車在相互靠近，由多普勒效應(yīng)知反射回的電磁波頻率應(yīng)變高．答案：變高
(1)多普勒效應(yīng)是指所接收到的波的頻率與波源頻率不同的現(xiàn)象，并不是接收到波的強(qiáng)度發(fā)生變化的現(xiàn)象，要正確區(qū)分頻率和強(qiáng)度這兩個(gè)物理量．(2)觀察者垂直于波的傳播方向移動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生多普勒效應(yīng)．(3)波的傳播速度不因波源的移動(dòng)而改變．
4．(2024·江蘇徐州高二期中)固定在振動(dòng)片上的金屬絲S周期性觸動(dòng)水面可以形成水波，當(dāng)振動(dòng)片在水面上沿MN直線上移動(dòng)時(shí)拍得一幅如圖所示的照片，顯示出此時(shí)波的圖樣．下列說法正確的是(　　)A．振動(dòng)片正在向上圖中M一側(cè)移動(dòng)B．上圖中振動(dòng)片左側(cè)的水波傳播速度更快C．上圖中振動(dòng)片右側(cè)接收到的水波頻率更高D．相同時(shí)間內(nèi)接收到完全波的個(gè)數(shù)，M一側(cè)比N一側(cè)多
解析：由題圖可知，波源右側(cè)的波紋較密集，則說明振動(dòng)片正在向題圖中N一側(cè)移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；波的傳播速度取決于介質(zhì)，所以題圖中振動(dòng)片兩側(cè)的水波傳播速度一樣快，故B錯(cuò)誤；波源向右移動(dòng)，則波傳播到右邊的時(shí)間小于左邊，所以在相同時(shí)間內(nèi)接收到完全波的個(gè)數(shù)，M一側(cè)比N一側(cè)少，則振動(dòng)片右側(cè)接收到的水波頻率更高，故C正確，D錯(cuò)誤．
5．(多選)當(dāng)人聽到聲音的頻率越來越低時(shí)，可能的原因是(　　)A．聲源和人都是靜止的，聲源振動(dòng)的頻率越來越低B．人靜止，聲源遠(yuǎn)離人做勻速直線運(yùn)動(dòng)，聲源振動(dòng)的頻率不變C．人靜止，聲源遠(yuǎn)離人做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，聲源振動(dòng)的頻率不變D．人靜止，聲源遠(yuǎn)離人做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，聲源振動(dòng)的頻率不變解析：人聽到的聲音的頻率越來越低，聲源遠(yuǎn)離觀察者，且遠(yuǎn)離的速度越來越大，也就是加速遠(yuǎn)離．所以A、C正確．
6．平直公路上，汽車正在勻速遠(yuǎn)離，用多普勒測速儀向其發(fā)出頻率為f0的超聲波，被汽車反射回來的超聲波的頻率隨汽車運(yùn)動(dòng)位移變化的圖像，正確的是(　　)
解析：汽車正在勻速遠(yuǎn)離，速度恒定，接收到的反射波的頻率也是恒定的．由于是遠(yuǎn)離，汽車反射波的頻率應(yīng)該小于發(fā)出波的頻率，所以D正確．