第三章 机械波
5 多普勒效应
基础过关练
题组一 多普勒效应
1.老师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,甲同学和乙同学听到蜂鸣器音调在发生变化,如图所示,在蜂鸣器从A转动到B的过程中,下列判断正确的是 ( )
A.蜂鸣器发出声音的频率在变化
B.甲同学听到的蜂鸣器的音调在升高
C.两位同学听到音调在变化是由于蜂鸣器和听众的距离发生变化
D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的
2.(经典题)如图甲所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,据图乙,下列关于女同学的感受的说法正确的是 ( )
A.女同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变低
B.女同学在从点C向左运动过程中,她感觉哨声音调变低
C.女同学在从点C向右运动过程中,她感觉哨声音调不变
D.女同学从E向D运动过程中,她感觉哨声音调变高
题组二 多普勒效应的应用
3.海豚通过发出声波并接收其反射来寻找猎物。声波在水中的传播速度为1 500 m/s,若海豚发出频率为1.5×105 Hz的声波,下列说法正确的是 ( )
A.海豚利用声音捕捉猎物的原理和医学上的“彩超”相同
B.声波由水中传播到空气中,频率会改变
C.海豚接收到的回声频率与猎物相对海豚运动的速度无关
D.该声波遇到尺寸约为1 m的障碍物时会发生明显衍射
4.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。当振动片振动并同时在水面上沿MN直线移动时拍得一幅照片如图,显示出此时水波的图样。由照片可知,下列说法正确的是 ( )
A.振动片正在向图中M一侧移动
B.相同时间内接收到完全波的个数,M一侧比N一侧多
C.图中振动片右侧的水波频率更高
D.图中振动片左侧的水波传播速度更快
5.一频率为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,如图所示,则观察者接收到声源在 ( )
A.A到B过程发出声音的频率小于600 Hz
B.B到C过程发出声音的频率小于600 Hz
C.C到D过程发出声音的频率大于600 Hz
D.D到A过程发出声音的频率小于600 Hz
答案与分层梯度式解析
第三章 机械波
5 多普勒效应
基础过关练
1.C 蜂鸣器发出声音的频率是由蜂鸣器本身的结构决定的,则频率不变,A错误;在蜂鸣器从A转动到B的过程中,远离甲同学,向乙同学靠近,根据多普勒效应可知,甲同学听到的蜂鸣器的音调在降低,乙同学听到的蜂鸣器的音调在升高,两位同学听到音调在变化是由于蜂鸣器和听众的距离发生变化,C正确,B、D错误。
导师点睛 处理多普勒效应问题的三点注意
(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、电磁波都会发生多普勒效应。
2.B 女同学从A向B运动过程中,她逐渐靠近声源,根据多普勒效应可知,她感觉到哨声音调变高,故A错误;女同学在从C点向左运动过程中,她逐渐远离声源,她感觉到音调变低,故B正确;女同学在从C点向右运动过程中,她逐渐靠近声源,根据多普勒效应可知,她感觉到哨声音调变高,故C错误;女同学从E向D运动过程中,她逐渐远离声源,她感觉到哨声音调变低,故D错误。
3.A 海豚利用声音捕捉猎物的原理和医学上的“彩超”相同,都是利用多普勒效应,A正确;声波由水中传播到空气中,频率不变,B错误;根据多普勒效应,海豚接收到的回声频率与猎物相对海豚运动的速度有关,C错误;该声波波长为λ== m=0.01 m,遇到尺寸约为1 m的障碍物时不会发生明显衍射,D错误。
4.C 由题图可知,波源S右侧形成的波纹较密,可知振动片正在向图中N一侧移动,A错误;波源向右运动,则波传到N的时间小于传到M的时间,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,则振动片右侧的水波频率更高,B错误,C正确;机械波的传播速度取决于介质,所以振动片两侧水波传播的速度一样大,D错误。
5.B 关键点拨 画出声源相对观察者的速度方向。
根据多普勒效应,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。声源在D到B过程接近观察者,声源在B到D过程远离观察者,所以观察者接收到声源在D到A过程和A到B过程发出声音的频率大于声源的频率,观察者接收到声源在B到C过程和C到D过程发出声音的频率小于声源的频率。故选B。
7(共5张PPT)
必备知识 清单破
5 多普勒效应
知识点 1
多普勒效应
多普勒发现波源与观察者相互靠近或者相互远离时,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。
由多普勒效应的模拟实验知:
(1)当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
察者观测到的频率等于波源振动的频率。
(2)当波源与观察者相互接近时,单位时间内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加,观察者
观测到的频率大于波源的频率,即观测到的频率增加。
(3)当波源与观察者相互远离时,观测到的频率变小。
知识点 2
多普勒效应产生的原因
注意 (1)在多普勒效应中,波源的频率没有改变,只是由于波源与观察者之间有相对运动,观
察者感觉到频率发生了变化。
(2)多普勒效应的产生不取决于波源与观察者之间的距离,观察者在垂直于波的传播方向移
动时,观察不到多普勒效应。
1.交通:交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波,同时测量反射波的频率,根据反射
波频率变化的多少就能知道车辆的速度。城市中的一些路段通常有限速拍照装置,如学校附
近,在公路上方安装多普勒测速仪,便可监测过往车辆的行驶速度。利用多普勒测速仪,还可
以测量水在海底的流速。
2.医疗:医院里用超声波测定血流的速度,可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变。
3.测天体速度:通过测量天体上某些元素发出的光波的频率,就可以算出此天体相对地球的运
动情况。
4.判断火车的运动方向:火车驶来时,听到的鸣笛声音调比较高,感觉尖锐刺耳;火车远离时,听
到的鸣笛声音调比较低,感觉低沉。
知识点 3
多普勒效应的应用
知识辨析
1.只有机械波才能产生多普勒效应吗
2.当观察者和波源间存在相对运动时,一定能够观察到多普勒效应吗
一语破的
1.不是。多普勒效应是波共有的特征,机械波、电磁波都可以发生多普勒效应。
2.不一定。例如,当观察者绕波源做匀速圆周运动时,二者有相对运动,但不能观察到多普勒
效应。
