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5　多普勒效应
学习任务一　对多普勒效应的理解
[教材链接] 阅读教材,填写多普勒效应的相关知识.
(1)多普勒效应
①音调:音调由频率决定,频率高则音调高,频率低则音调低.
②多普勒效应:波源与观察者相互靠近或者相互远离时,接收到的波的　　　　都会发生变化的现象.
(2)多普勒效应产生的原因
①当波源与观察者相对静止时,1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是　　　　的,观测到的频率　　　　波源振动的频率.
②当波源与观察者相互接近时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目　　　　,观测到的频率　　　　;反之,当波源与观察者相互远离时,观测到的频率　　　　.
例1 新型列车动车组速度可达487.3 km/h,与该车汽笛声的音调相比:
(1)站在车运动前方路旁的观察者听起来音调　　　(选填“偏高”或“偏低”).站在车运动后方路旁的观察者听起来音调　　　　(选填“偏高”或“偏低”).
(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样 此时列车汽笛声的音调变化了吗
(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样
学习任务二　多普勒效应的应用
[物理观念] 在日常生活中,有经验的铁路工人可以根据火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.同时,多普勒效应在科学技术中有着广泛的应用.
(1)多普勒测速仪.测速仪向行进中的汽车发射已知频率的超声波,超声波被运动的汽车反射回来时,测速仪接收到的频率发生变化,由此可知汽车的速度.
(2)在医学方面,多普勒超声诊断仪可以测出血液的流动速度,从而诊断出病情.
(3)电磁波的多普勒效应为跟踪目标物(如导弹、云层等)提供了一种简单的方法,在军事、航天、气象预报等领域有广泛的应用(如根据多普勒效应可算出其他星球靠近或远离地球运动的速率).
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超声波,结果该超声波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的超声波频率比发出的低.
(1)此现象属于　　　　(填选项前的字母).
A.波的衍射 B.波的干涉
C.多普勒效应 D.波的反射
(2)若该路段限速为100 km/h,则该轿车是否超速
(3)若该轿车以20 m/s的速度行进,反射回的频率应怎样变化
1.(多普勒效应的原理)[2022·余姚中学月考] 关于多普勒效应,下列说法正确的是 (　)
A.多普勒效应是由于波的干涉引起的
B.发生多普勒效应时,波源的频率发生了改变
C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的
D.只有声波才有多普勒效应
2.(多普勒效应的应用)下列事例中利用了多普勒效应的是 (　)
A.利用“声波”来探测海水深度
B.利用“共鸣箱”来使声音增强
C.将耳朵贴近铁轨听声音来判断是否有火车即将驶来
D.通过炮弹飞行的尖叫声来判断炮弹是靠近还是远离
3.(对多普勒效应的理解)(多选)根据多普勒效应,下列说法正确的是 (　)
A.当波源与观察者有相对运动时,观察者接收到的频率一定发生变化
B.当波源与观察者同向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
C.当波源与观察者相向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
D.当波源与观察者反向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
4.(多普勒效应的原理)(多选)关于多普勒效应,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或波源发生了相对运动,且两者间距发生变化
C.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,那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率
D.高速公路上的测速仪是应用多普勒效应测速的
[反思感悟]


5　多普勒效应
[教材链接] (1)②频率　(2)①一定　等于　②增加　变大　变小
例1　(1)偏高　偏低　(2)偏高　不变　(3)不变
[解析] (1)站在车运动前方的观察者与列车在靠近,因此听起来音调偏高;站在车运动后方的观察者与列车在远离,因此听起来音调偏低.
(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调偏高;此时列车汽笛声的音调不变.
(3)坐在新型列车动车组上的乘客与该列车的相对位置不变,故听起来音调不变.
例2　(1)C　(2)超速　(3)变高
[解析] (1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低,此现象为多普勒效应,选项C正确.
(2)因巡警车接收到的频率比发出的低,由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离,而巡警车车速恒定且在后面,可判断轿车车速比巡警车车速大,故该轿车超速.
(3)若该轿车以20 m/s的速度行进,此时巡警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的频率应变高.
随堂巩固
1.C　[解析] 多普勒效应是由于波源与观察者之间发生相对运动而产生的,其波源的频率不发生变化,是观察者接收到的频率发生变化,故C正确,A、B错误;机械波和光波都有多普勒效应,故D错误.
2.D　
3.CD
4.BD　[解析] 产生多普勒效应的原因是观察者或波源发生了相对运动且两者间距发生了变化,而波源的频率没有发生变化,A错误,B正确;若甲、乙两列车相向行驶,两车均鸣笛,且所发出的笛声频率相同,乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率变大,他所听到的乙车笛声频率不变,C错误;高速公路上的测速仪是应用多普勒效应测速的,D正确.

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