3.5 多普勒效应 导学案 —2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word版学案）
文档属性
| 名称 | 3.5 多普勒效应 导学案 —2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（word版学案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 392.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-05 09:27:59 | ||
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文档简介
多普勒效应
【学习目标】
1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
2．知道什么是多普勒效应。
3．能运用多普勒效应解释一些物理现象。
【学习重点】
1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
2．知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的。
【学习难点】
波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
【学习过程】
一、多普勒效应
1．多普勒效应：
由于波源和观察者之间有__________，使观察者接收到的波的频率__________的现象叫做多普勒效应。
这种现象是奥地利物理学家_________在1842年最先发现的。
2．波源的频率与观察者接收到的频率
（1）波源的频率等于_________时间内波源发出的_________的_________。?
（2）观察者接收到的频率等于观察者_____________时间内接收到的_________的_________。
（3）当波源和观察者之间距离发生变化时：
波源的频率是_________的；观察者接收到的频率_________的。
3．多普勒效应产生原因
波源的频率等于单位时间内波源________的完全波的个数。观察者接受到的频率等于观察者在单位时间内_______到的完全波的个数。
（1）波源与观察者相对不动时，观察者接受到的频率______波源的频率。
（2）观察者与波源有相对运动时，若波源的频率没有发生变化，观察者接受到的频率发生了变化。
波源相对介质不动，观察者向着波源运动，观察者单位时间内接受到完全波的个数______，即接受到的频率______；同理，如果观察者远离波源运动，观察者单位时间内接受到完全波的个数______，即接受到的频率______。
观察者相对介质不动，而波源运动，波源接近观察者时，观察者接受到的频率______；波源远离观察者时，接受到的频率______。
总之，当波源与观察者相互接近，观察者接收频率_________，音调变______，反之若波源远离观察者，观察者接收频率________，音调变______。（高或低）
注意：在波源和观察者之间有相对运动时，虽说观察者接收（感觉）到的频率发生了________，但波源的频率并_____________________。
4．成因解释：
声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数。
而接收者听到的声音的音调，是由接收者接收到的频率决定的，即单位时间接收到的完全波的个数决定的。
【例1】如图表示机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。
（1）该图表示的是（ ）
A．干涉现象
B．衍射现象
C．反射现象
D．多普勒效应
（2）波源正在向哪个方向移动？（ ）
A．OA点方向
B．OB点方向
C．OC点方向
D．OD点方向
（3）观察到波的频率最低的位置是（ ）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
【例2】下列说法正确的是（ ）
A．疾驰的轿车鸣笛向我们驶来再驶去时，我们听到鸣笛声音的频率发生了变化，这是由于声源的频率发生了变化的缘故
B．当汽车匀速向我们驶来时，我们听到它的鸣笛声的频率变高，驶去时频率变低
C．当汽车匀速向我们驶来时，我们听到它的鸣笛声的频率不变，同样，驶去时的频率亦不变
D．假若你在车前沿着车行驶的方向相对于车以声速前进，你将听不到汽车的鸣笛声
二、多普勒效应中观测频率的计算
1．波源不动，观察者相对波源运动
（1）观察者朝波源运动_____________________________。
（2）观察者离波源运动_____________________________。
2．观察者不动，波源相对观察者运动
（1）波源朝观察者运动_____________________________。
（2）波源离观察者运动_____________________________。
三、多普勒效应的应用
1．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。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。
思考：如何判断？
2．交通警察利用多普勒效应测速。
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。
3．用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率。
宇宙中的星球都在不停地运动。测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
4．军事应用：脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪。
5．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。
达标检测
一、单选题
1．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叠加引起的
B．当观察者匀速远离波源时，观察者接收到的波的频率会变小
C．当波源向观察者匀速靠近时，波源的频率会变大
D．只有声波才能发生多普勒效应
2．超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践．关于超声波及应用，下列说法中正确的是（ ）
A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度
B．超声波的频率越高衍射本领越强
C．高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪
D．“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率
3．表1和表2分别给出了某乐律C调音阶中各音的频率和30°C时声波在不同介质中的传播速度。关于波，下列说法中正确的是（ ）
表1某乐律C调音阶中各音的频率
唱名 do re mi fa sol la si do（高）
该唱名的频率与do的频率之比 1：1 9：8 5：4 4：3 3：2 5：3 15：8 2：1
f/Hz（C调） 264 297 330 352 396 440 495 528
表2 30°C时，声波在不同介质中的传播速度
介质 空气 纯水 盐水 橡胶 软木 铜 铁
波速/（m/s） 332 1490 1531 30-50 480 3800 4900
A．当声波由空气进入纯水中时，波长增大
B．当声波由空气进入纯水中时，波长减小
C．在空气中，C调的“la”音阶波长与C调的“mi”音阶波长之比为
D．在空气中，某乐器持续发出C调的“fa”音阶时，朝向该乐器快速远离的人可能听到C调的的“sol”音阶
4．关于教材中插图所涉及的物理知识，描述正确的是（ ）
A． 一列水波通过狭缝时的折射现象
B． 单摆做受迫振动的周期与摆球质量有关
C． 水下多普勒测速仪可测海水流速
D． 水波干涉时振动加强点位移一定比振动减弱点位移大
5．根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移”，即谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知（ ）
A．宇宙在膨胀 B．宇宙在收缩 C．宇宙部分静止不动 D．宇宙只发出红光光谱
6．关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）
A．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化
B．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化
C．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高
D．只有声波才能发生多普勒效应
二、填空题
7．高铁进站过程中，声音越来越尖锐，其原因是：当声源靠近人时，单位时间被人接收的声波的个数________（选填“大于”“小于”或“等于”）声源静止时的，导致人接收到的声音的________（选填“频率”“周期”或“波长”）变大。
8．利用超声波测血流速度
医生向人体发射频率已知的超声波，测出被血流反射后的波的________变化，就可知道血流的________。
三、解答题
9．广场上有一个半径为的圆，是直径，在圆心点和A点处分别安装两个有相同声源的扬声器，它们发出的声波波长．有一人站在处几乎听不到声音，他沿着圆周逆时针向A走，在走到A之前，他还有几次几乎听不到声音？
10．一固定的超声波源发出频率为的超声波，一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来，在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波，并测出接收到的超声波频率为，设空气中声音的传播速度是，计算汽车的行驶速度．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．A
4．C
5．A
6．B
7． 大于 频率
8． 频率 速度
9．8次
10．
5 / 5
【学习目标】
1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
2．知道什么是多普勒效应。
3．能运用多普勒效应解释一些物理现象。
【学习重点】
1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
2．知道多普勒效应是在波源和观察者之间有相对运动时产生的。
【学习难点】
波源的频率与观察者接收到的频率的区别。
【学习过程】
一、多普勒效应
1．多普勒效应：
由于波源和观察者之间有__________，使观察者接收到的波的频率__________的现象叫做多普勒效应。
这种现象是奥地利物理学家_________在1842年最先发现的。
2．波源的频率与观察者接收到的频率
（1）波源的频率等于_________时间内波源发出的_________的_________。?
（2）观察者接收到的频率等于观察者_____________时间内接收到的_________的_________。
（3）当波源和观察者之间距离发生变化时：
波源的频率是_________的；观察者接收到的频率_________的。
3．多普勒效应产生原因
波源的频率等于单位时间内波源________的完全波的个数。观察者接受到的频率等于观察者在单位时间内_______到的完全波的个数。
（1）波源与观察者相对不动时，观察者接受到的频率______波源的频率。
（2）观察者与波源有相对运动时，若波源的频率没有发生变化，观察者接受到的频率发生了变化。
波源相对介质不动，观察者向着波源运动，观察者单位时间内接受到完全波的个数______，即接受到的频率______；同理，如果观察者远离波源运动，观察者单位时间内接受到完全波的个数______，即接受到的频率______。
观察者相对介质不动，而波源运动，波源接近观察者时，观察者接受到的频率______；波源远离观察者时，接受到的频率______。
总之，当波源与观察者相互接近，观察者接收频率_________，音调变______，反之若波源远离观察者，观察者接收频率________，音调变______。（高或低）
注意：在波源和观察者之间有相对运动时，虽说观察者接收（感觉）到的频率发生了________，但波源的频率并_____________________。
4．成因解释：
声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数。
而接收者听到的声音的音调，是由接收者接收到的频率决定的，即单位时间接收到的完全波的个数决定的。
【例1】如图表示机械波的波源O做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰。
（1）该图表示的是（ ）
A．干涉现象
B．衍射现象
C．反射现象
D．多普勒效应
（2）波源正在向哪个方向移动？（ ）
A．OA点方向
B．OB点方向
C．OC点方向
D．OD点方向
（3）观察到波的频率最低的位置是（ ）
A．A处 B．B处 C．C处 D．D处
【例2】下列说法正确的是（ ）
A．疾驰的轿车鸣笛向我们驶来再驶去时，我们听到鸣笛声音的频率发生了变化，这是由于声源的频率发生了变化的缘故
B．当汽车匀速向我们驶来时，我们听到它的鸣笛声的频率变高，驶去时频率变低
C．当汽车匀速向我们驶来时，我们听到它的鸣笛声的频率不变，同样，驶去时的频率亦不变
D．假若你在车前沿着车行驶的方向相对于车以声速前进，你将听不到汽车的鸣笛声
二、多普勒效应中观测频率的计算
1．波源不动，观察者相对波源运动
（1）观察者朝波源运动_____________________________。
（2）观察者离波源运动_____________________________。
2．观察者不动，波源相对观察者运动
（1）波源朝观察者运动_____________________________。
（2）波源离观察者运动_____________________________。
三、多普勒效应的应用
1．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。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。
思考：如何判断？
2．交通警察利用多普勒效应测速。
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。
3．用多普勒效应测量其它星系向着还是远离地球运动的速率。
宇宙中的星球都在不停地运动。测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后跟地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度。
4．军事应用：脉冲多普勒雷达，多谱勒导航仪。
5．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。
达标检测
一、单选题
1．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叠加引起的
B．当观察者匀速远离波源时，观察者接收到的波的频率会变小
C．当波源向观察者匀速靠近时，波源的频率会变大
D．只有声波才能发生多普勒效应
2．超声波是一种频率高于20000Hz的声波，波长很短，广泛应用于生活与生产实践．关于超声波及应用，下列说法中正确的是（ ）
A．在同种介质中，超声波的速度大于次声波的速度
B．超声波的频率越高衍射本领越强
C．高速公路上的测速仪发出超声波波长大于所接收波的波长，说明此时车正在靠近测速仪
D．“彩超”检查身体时，超声波迎着血液流动方向发射，仪器接收到的反射回波的频率低于其发射的超声波的频率
3．表1和表2分别给出了某乐律C调音阶中各音的频率和30°C时声波在不同介质中的传播速度。关于波，下列说法中正确的是（ ）
表1某乐律C调音阶中各音的频率
唱名 do re mi fa sol la si do（高）
该唱名的频率与do的频率之比 1：1 9：8 5：4 4：3 3：2 5：3 15：8 2：1
f/Hz（C调） 264 297 330 352 396 440 495 528
表2 30°C时，声波在不同介质中的传播速度
介质 空气 纯水 盐水 橡胶 软木 铜 铁
波速/（m/s） 332 1490 1531 30-50 480 3800 4900
A．当声波由空气进入纯水中时，波长增大
B．当声波由空气进入纯水中时，波长减小
C．在空气中，C调的“la”音阶波长与C调的“mi”音阶波长之比为
D．在空气中，某乐器持续发出C调的“fa”音阶时，朝向该乐器快速远离的人可能听到C调的的“sol”音阶
4．关于教材中插图所涉及的物理知识，描述正确的是（ ）
A． 一列水波通过狭缝时的折射现象
B． 单摆做受迫振动的周期与摆球质量有关
C． 水下多普勒测速仪可测海水流速
D． 水波干涉时振动加强点位移一定比振动减弱点位移大
5．根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红移”，即谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知（ ）
A．宇宙在膨胀 B．宇宙在收缩 C．宇宙部分静止不动 D．宇宙只发出红光光谱
6．关于多普勒效应，下列说法正确的是（ ）
A．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化
B．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化
C．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高
D．只有声波才能发生多普勒效应
二、填空题
7．高铁进站过程中，声音越来越尖锐，其原因是：当声源靠近人时，单位时间被人接收的声波的个数________（选填“大于”“小于”或“等于”）声源静止时的，导致人接收到的声音的________（选填“频率”“周期”或“波长”）变大。
8．利用超声波测血流速度
医生向人体发射频率已知的超声波，测出被血流反射后的波的________变化，就可知道血流的________。
三、解答题
9．广场上有一个半径为的圆，是直径，在圆心点和A点处分别安装两个有相同声源的扬声器，它们发出的声波波长．有一人站在处几乎听不到声音，他沿着圆周逆时针向A走，在走到A之前，他还有几次几乎听不到声音？
10．一固定的超声波源发出频率为的超声波，一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来，在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波，并测出接收到的超声波频率为，设空气中声音的传播速度是，计算汽车的行驶速度．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．A
4．C
5．A
6．B
7． 大于 频率
8． 频率 速度
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