2018高中物理第十二章机械波第5节多普勒效应课下作业3-4

高中人教版物理课时12.5多普勒效应1.通过实验感受多普勒效应。

2.初步定性解释多普勒效应产生的原因。

3.了解生活中常见的多普勒效应现象及其应用。

重点难点:多普勒效应概念及对多普勒效应的理解。

教学建议:本节主要以声波为例介绍多普勒效应,声波的多普勒效应比较常见,易于被学生接受。

教材只对多普勒效应作定性的分析说明,使学生对多普勒效应有初步了解,教学中不宜作过多的理论引申。

多普勒效应在生活中普遍存在,随着科学技术的发展,它的应用日益广泛,如交通管理、医疗检查等。

给学生作些介绍,可以开阔他们的眼界。

导入新课:在日常生活中,我们都会有这样的经历,当一列鸣着汽笛的火车驶来时,会发现火车汽笛的音调变高;而当火车逐渐远离时,会发现火车汽笛的音调变低。

为什么会发生这种现象呢?1.多普勒效应奥地利物理学家多普勒发现,波源和观察者互相①靠近或互相②远离时,接收到的波的频率都发生变化。

这种现象叫作多普勒效应。

2.产生原因当波源与观察者相对静止时,接收的频率③等于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率;当波源与观察者互相靠近时,接收的频率④大于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率;当波源与观察者互相远离时,接收的频率⑤小于(填“大于”“小于”或“等于”)波源振动的频率。

3.应用交通警车通过分析行进中车辆的反射波频率的⑥变化来确定车辆的速度;通过运动天体与地球某元素发射的光波的⑦频率对照可以确定天体的速度;医生向人体发射频率已知的超声波,通过测定血流反射波的⑧频率变化,就能知道血流速度,检查病变。

1.教材中用蜂鸣器做演示实验时,几米之外的人听到的声音有什么特征?解答:蜂鸣器音调忽高忽低。

2.波源与观察者距离变化时接收到的波的频率发生变化的现象,是谁发现的?解答:奥地利物理学家、数学家和天文学家多普勒。

3.发生多普勒现象时,波源的频率是否变化?解答:波源的频率是不变的。

主题1:多普勒效应问题:(1)我们在剧场听演唱会时,听到的声音频率与声源的频率是不是一致的?(2)我们乘坐火车出行,当我们乘坐的火车鸣笛时,火车静止不动和快速行驶两种状态下,我们听到的笛声频率是不是一样的?当与另一列高速行驶且正鸣笛的火车擦肩而过时,我们听到的笛声频率又是如何的?(3)当波源不动,观察者运动时,观察者接收到的频率会怎样变化?(4)当观察者不动,波源运动时,观察者接收到的频率会怎样变化?解答:(1)听到的声音频率与声源的频率是一致的。

多普勒效应基础过关1.关于多普勒效应，以下说法正确的有( )A.只有机械波才能产生多普勒效应B.机械波、电磁波、光波等均能产生多普勒效应C.产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化D.产生多普勒效应的原因是观察者接受的频率发生了变化解析：多普勒效应是波动过程共有的特征，无论是机械波、电磁波还是光波都会发生多普勒效应，产生多普勒效应的原因是观察者接收的频率发生了变化，而波源的频率不变。

故B、D正确A、C错误。

答案：BD2.下面说法中正确的是( )A.发生多普勒效应时，波源的频率变化了B.发生多普勒效应时，观察者接受的频率发生了变化C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解析：当声源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，C正确。

但声源的频率并没有发生变化，A错，多普勒效应产生的本质是观察者接收的频率不等于波源频率，它首先由奥地利科学家多普勒发现，B、D正确。

答案：BCD3.关于多普勒效应，下列说法正确的是( )A.当波源与观察者相对运动时，才会发生多普勒效应B.当波源与观察者相对静止时，才会发生多普勒效应C.只有机械波能发生多普勒效应D.不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应解析：波源与观察者相对静止时，观察者接收到的频率与波源发出的频率相同，只有相对运动时才发生多普勒效应，并且多普勒效应是波的特性，不仅机械波有，所有的波都会发生多普勒效应。

答案：AD4.当火车匀速向我们驶来时，到达我们之前我们听到的音调将( )A.变高了B.变低了C.不变化D.不能确定解析：由多普勒效应的成因我们知道，当波源与观察者互相接近时，接收到的频率变大，音调高。

答案：A5.站在火车站台上的旅客听到火车鸣笛声的音调变化情况是( )A.当火车减速进站时，鸣笛声的音调变低B.当火车减速进站时，鸣笛声的音调变高C.当火车加速离站时，鸣笛声的音调变低D.当火车加速离站时，鸣笛声的音调变高解析：当波源与观察者匀速靠近时，接收的频率比波源发出的频率高，但频率恒定，当减速靠近时接收的频率逐渐降低，加速靠近时频率就逐渐升高。

更上一层楼基础·巩固1.火车驶近我们时，汽笛的音调听起来比火车静止时汽笛的音调_______________，这时，人耳感觉到的频率比汽笛发出的频率________________.答案：变高增大了2。

波源的频率等于单位时间内波源______________的个数,观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的______________的个数.答案:发出的完全波完全波3.有一种用钢丝操纵做圆周飞行的模型飞机，装有两冲程的活塞式发动机作为动力。

操纵者站在圆心，在他听来，发动机工作时发出的声音是平稳不变的。

场边的观察者则听到发动机的声音忽高忽低地做周期性变化，这是由于______________，这种现象叫做______________。

答案：声源和观察者有相对运动多普勒效应4。

当波源相对于介质不动，观察者向波源运动时，观察者接收到的频率______________（填“大于”“小于"或“等于”）波源频率;当观察者远离波源时，观察者接收到的频率________________（填“大于”“小于”或“等于"）波源频率；当观察者相对于介质不动，而波源做远离观察者的运动时，观察者接收到的频率______________.答案:大于小于变小5.当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的声调( )A。

变低B。

不变C。

变高D。

不知声速与车速，无法判断答案：A6。

下面说法中正确的是( ）A。

发生多普勒效应时，波源的频率变化了B。

发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化C。

多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解析：当声源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，C 选项正确.但声源的频率并没有发生变化，A选项错，多普勒效应产生的本质是观察者接收的频率不等于波源频率，它首先由奥地利科学家多普勒发现，B、D选项正确.答案：BCD7。

多普勒效应(40分钟)1.下面说法正确的是()A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了B.发生多普勒效应时,观察者观察到的频率发生了变化C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的解析：当声源和观察者之间有相对运动时,会发生多普勒效应,故选项C正确;但声源的频率并没有发生变化,故选项A错误;多普勒效应产生的本质是观察者观察到的频率不等于波源频率,它首先由奥地利物理学家多普勒发现,故选项B、D正确。

答案：BCD2.下列关于多普勒效应的说法正确的是()A.只要波源在运动,就一定能观察到多普勒效应B.如果声源静止,就观察不到多普勒效应C.当声源朝着观察者运动时,声源的频率变高D.当声源相对于观察者运动时,观察者听到的声音的频率可能变高,也可能变低解析：波源运动时,波源与观察者距离不一定变化,不一定发生多普勒效应,故选项A错;声源静止时,若观察者相对声源运动,能发生多普勒效应,故选项B错;声源朝着观察者运动时,声源频率不变,观察者接收到的频率变高,故选项C错;声源相对观察者运动时,二者距离可能增大,也可能减小,故观察者接收到的频率可能变低,也可能变高,故选项D对。

答案：D3.关于多普勒效应的说法正确的是()A.若波源向观察者靠近,则波源发出的频率变小B.若波源向观察者靠近,则观察者接收到的频率变大C.若观察者远离波源,则波源发出的频率变小D.若波源向观察者靠近,则波源发出的频率变大解析：若波源向观察者靠近,则波源发出的频率不变,观察者接收到的频率会变大,故选项A、D 错误,B正确;若观察者远离波源,波源发出的频率也不变,故选项C错误。

答案：B4.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。

第十二章第五节多普勒效应1．(江苏省扬州中学2017年高二下学期期中)下列事例中属“多普勒效应”运用的是( D )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解析：选项D是“多普勒效应”的运用。

2．(辽宁省沈阳市郊联体2017～2018学年高二上学期期末联考)近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。

当战机在法定上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动。

这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆。

关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近( C )A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话解析：音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音的衍涉现象，故D错误。

3．(多选)(福建省晋江市养正中学2017～2018学年高二下学期期中)下列选项与多普勒效应有关的是( BD )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：A选项科学家用激光测量月球与地球间的距离是利用了波的反射原理，故选项A错误；选项B、D利用了超声波的多普勒效应；选项C利用了超声波波长短，穿透能力强的特点。

12.5 多普勒效应 12.6 惠更斯原理1．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是( )A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变D．当声波远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低E．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的频率可能变高，也可能变低【答案】CDE2．声波从声源发出，在空中向外传播的过程中( )A．波速不变B．频率不变C．振幅在逐渐变小 D．波长在逐渐变小E．波长在逐渐变大【答案】ABC3．如图12­5­7所示，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400 m/s.为了接收信号，在x＝400 m处放置一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40 m，则下列说法中正确的是 ( )图12­5­7A．波源振动的周期为0.05 sB．x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时位移为零C．接收器在t＝1.0 s时才能接收到此波D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 HzE．接收器接收到的频率与波源的运动方向无关【答案】ABD4．频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动，以u表示声源的速度，v表示声波的速度(u＜v)，γ表示接收器接收到的频率，若u增大，则γ________，v________. ．【答案】增大不变5．一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1＝3λ2，那么波在两种介质中的频率之比为________，波速之比为________．【答案】1∶1 3∶16．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.5 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为多少？【答案】425 m7.如图12­5­8所示，由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形，实线为波峰，虚线为波谷，设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？图12­5­8【答案】19个340 m[能力提升]8．如图12­5­9所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则( )图12­5­9A．该波源正在移向a点B．该波源正在移向b点C．在a处观察，波的频率变高D．在b处观察，波的频率变低E．在b处观察波的频率变高【答案】ACD9．如图12­5­10所示，图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )图12­5­10A．2与1的波长、频率、波速都相等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等E．3与2的频率相等【答案】ADE10．有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v声＝340 m/s)【答案】325 m11．渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105 Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图12­5­11所示.图12­5­11(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)．(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．【解】(1)如图所示．(2)由波形图读出波长λ＝15×10－3m ，由波速公式得v ＝f λ……①，鱼群与渔船的距离为x ＝12vt ……②， 联立①②式，代入数据得x ＝3 000 m.。

12.5 多普勒效应课后提升作业【基础达标练】1.(2018·衢州高二检测)一列正在鸣笛的火车,高速通过某火车站站台的过程中,该火车站站台中部的工作人员听到笛声的频率( )A.变大B.变小C.先变大后变小D.先变小后变大【解析】选C。

火车高速通过站台的过程中,就是先靠近站台,再远离站台。

所以工作人员听到笛声的频率先变大后变小,因此本题的正确答案选C。

2.(2018·滁州高二检测)有一测速雷达,发射电磁波频率为f1,想用它来测量一迎面开来的汽车的车速,设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波频率为f2,则( )A.f1>f2B.f1=f2C.f1<f2D.无法确定【解析】选C。

因为迎面开来的汽车与雷达间的距离不断减小,故被车反射回来的电磁波的频率变大。

3.(多选)如图所示,某男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,下列关于女同学的感受的说法正确的是( )A.女同学从A向C运动过程中,她感觉哨声音调变高B.女同学从E向C运动过程中,她感觉哨声音调变高C.女同学在C点向右运动时,她感觉哨声音调不变D.女同学在C点向左运动时,她感觉哨声音调变低【解析】选A、D。

女同学荡秋千的过程中,只要她有向右的速度,她都有靠近声源的趋势,根据多普勒效应,她都感到哨声音调变高;反之,女同学向左运动时,她都感到音调变低。

选项A、D正确,B、C错误。

4.根据多普勒效应,下列说法中正确的是( )A.多普勒效应只适用于声波B.当波源和观察者同向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低C.当波源和观察者相向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高D.当波源和观察者反向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高【解析】选C。

根据多普勒效应可知,当波源和观察者相向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高,故C正确;多普勒效应不仅适用于声波,还适用于电磁波等,故A错误;当波源和观察者反向运动时,观察者接收到的频率比波源发出的频率低,故D错误;当波源和观察者同向运动时,两者间的距离变化情况未知,所以无法确定,故B错误。

第十二章机械波12.1 波的形成和传播一、机械波的形成1．机械波的定义机械振动在介质中传播，形成机械波。

即波源和介质是波的形成条件2．介质（1）定义：波借以传播的物质。

（2）特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。

说明：介质是能够传播机械振动的物质，其状态可以是固、液、气三态中的任意一种。

3．机械波的形成（1）动力学观点：介质质点间存在相互作用力，介质中前面的质点带动后面的质点振动，将波源的振动形式向外传播。

（2）能量观点：介质中前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，从而将波源能量向外传播。

特别提醒（1）机械波的形成是介质中各质点集体运动的结果，个别质点振动不能形成波。

（2）单个质点是在平衡位置附近往复运动，并不随波迁移。

（3）所有质点前面带后面，后面学前面。

4．波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同。

(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。

(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。

(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移。

(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息。

二、机械波的传播1．机械波传播的是波源的振动形式介质中各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动，各质点都做受迫振动，其振幅和频率（或周期）都与波源的相同，各质点的起振方向也与波源的相同，但振动并不同步，离波源越远的质点振动越滞后。

2．机械波传播的是波源的提供的能量介质中各质点靠弹力相互作用，前一质点带动后一质点振动，后一质点跟着前一质点振动，故可根据前一质点的位置来确定后一质点的运动方向。

若不计能量损失，在均匀介质中各质点振动的振幅应相同。

3．机械波传播的是波源的信息我们用语言进行交流就是利用声波传递信息的。

4．机械波的传播特点（1）波的传播可以脱离波源的振动而独立存在，也就是说机械波一旦形成，运动形式和能量就会向外传播，即使波源的振动停止波也不会停止传播。