資源簡介

6．多普勒效應
1．知道什么是多普勒效應及其產生原因。
2．能根據相對運動理解多普勒效應。
3．了解多普勒效應在生活和科技中的應用。
知識點　多普勒效應及其應用
1．定義：波源與觀察者相互靠近或者遠離時，觀察者測得的波的頻率與波源頻率不同，這種現象叫作多普勒效應。
2．產生原因：(1)波源與觀察者相互靠近時，1 s內通過觀察者的波峰(或密部)的數目增加，即觀察到的頻率變大。
(2)波源與觀察者相互遠離時，觀察到的頻率變小。
3．多普勒效應的應用
(1)測量汽車速度
交通警察向行進中的車輛發射頻率已知的超聲波，同時測量反射波的頻率，根據反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度。
(2)測血液流速
向人體內發射已知頻率的超聲波，超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的頻率變化，就能知道血流的速度。
思考辨析(正確的打√，錯誤的打×)
(1)當波源和觀察者向同一個方向運動時，一定會發生多普勒效應。 (×)
(2)火車的音調越來越高，說明火車正從遠處靠近觀察者。 (√)
(3)只有聲波才能發生多普勒效應。 (×)
美國霍普金斯大學利用多普勒效應對蘇聯第一顆人造衛星進行了跟蹤試驗。科學家發現，當衛星向近地點運動時返回的信號頻率增加，衛星向遠地點運動時返回的信號頻率降低。
(1)波源的頻率由誰決定？
(2)觀察者接收到的頻率與哪些因素有關？
提示：(1)由波源決定。
(2)觀察者接收到的頻率與波源的頻率、波源與觀察者的相對運動有關。
考點1　多普勒效應的理解
1．相對位置變化與頻率的關系(規律)
相對位置 圖示 結論
波源S和觀察者A相對靜止，如圖所示 f波源＝f觀察者，接收頻率不變
波源S不動，觀察者A運動，由A→B或A→C，如圖所示 若靠近波源，由A→B，則f波源f觀察者，接收頻率變低
觀察者A不動，波源S運動，由S→S′，如圖所示 f波源＜f觀察者，接收頻率變高
2．成因歸納：根據以上分析可以知道，發生多普勒效應時，一定是由于波源與觀察者之間發生了相對運動。
【典例1】　如圖表示產生機械波的波源O做勻速運動的情況，圖中的圓表示波峰。
(1)該圖表示的是(　　)
A．干涉現象
B．衍射現象
C．反射現象
D．多普勒效應
(2)波源正在移向(　　)
A．A點　　　　　　 B．B點
C．C點 D．D點
(3)觀察到的波的頻率最低的點是(　　)
A．A點 B．B點
C．C點 D．D點
思路點撥：本題主要是對多普勒效應的現象分析，判斷問題時必須先明確以下幾點：①常見的波動現象有哪些？②怎樣根據波形判斷波源的移動方向？③波源的移動對觀察到的波的頻率有何影響？
[解析]　(1)由于題圖所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知該圖表示的是多普勒效應中波源運動的情況，即D選項正確。
(2)由于波源左方的波長被壓縮，右方的波長被拉長，可知波源正在移向A點，即A正確。
(3)由于波源遠離B點，由題圖分析可知在B點觀察到波的頻率最低，即B正確。
[答案]　(1)D　(2)A　(3)B
　 多普勒效應的判斷方法
(1)確定研究對象(波源與觀察者)。
(2)確定波源與觀察者兩者間距是否發生變化，若有變化，能發生多普勒效應，否則不發生。
(3)判斷：當兩者遠離時，觀察者接收到的波的頻率變小，當兩者靠近時，觀察者接收到的波的頻率變大，但波源的頻率不變。
[跟進訓練]
1．某人站在地面上某處，一架飛機由遠而近從人的頭頂上方勻速飛過，則人聽到飛機發出聲音的頻率(　　)
A．越來越低 B．越來越高
C．先變高后變低 D．先變低后變高
A　[當飛機飛近人時，將飛機的速度分解，如圖甲所示，飛機相對于人的速度為v1＝v cos α，α越來越大，則v1越來越小，即人聽到飛機聲音的頻率越來越低，但總是f聽>f源。當飛機遠離人時，將飛機的速度分解，如圖乙所示，飛機相對于人的速度v3＝v cos α，α越來越小，則v3越來越大，即人聽到飛機聲音的頻率越來越低，且都是f聽f源；恰好在人頭頂正上方時，f聽＝f源；越過頭頂正上方之后，f聽]
甲　　　　　　　乙
考點2　多普勒效應的應用
1．多普勒效應測車速。
2．醫用彩色超聲波測定心臟跳動，了解血管血流等情況。
3．電磁波的多普勒效應為跟蹤目標物(如導彈、云層等)提供了一種簡單的方法。在軍事、航天、氣象預報等領域有了廣泛的應用。
4．用多普勒效應測量其他天體相對地球運動的速度。
【典例2】　(多選)警車向路上的車輛發射頻率已知的超聲波，同時探測反射波的頻率。下列說法正確的是(　　)
A．車輛勻速駛向停在路邊的警車，警車探測到的反射波頻率增高
B．車輛勻速駛離停在路邊的警車，警車探測到的反射波頻率降低
C．警車勻速駛向停在路邊的汽車，探測到的反射波頻率降低
D.警車勻速駛離停在路邊的汽車，探測到的反射波頻率不變
AB　[車輛(警車)勻速駛向停在路邊的警車(車輛)，兩者間距變小，產生多普勒效應，警車探測到的反射波頻率增高，A正確，C錯誤；車輛(警車)勻速駛離停在路邊的警車(車輛)，兩者間距變大，產生多普勒效應，警車探測到的反射波頻率降低，B正確，D錯誤。]
[跟進訓練]
2．如圖所示為超聲波測速示意圖，一固定的超聲波測速儀每隔1 s向小汽車發出一個超聲波脈沖信號，已知第一個超聲波t0＝0時刻發出，遇到小汽車后返回，t1＝1.0 s時刻接收到反射波同時發出第二個超聲波，t2＝1.9 s時刻接收到第二個反射波。若超聲波在空氣中的傳遞速度為3.4×102 m/s，小汽車在這段時間的運動視為勻速運動，根據上述條件可知(　　)
A．小汽車向超聲波測速儀運動，速度為17.9 m/s
B．小汽車向超聲波測速儀運動，速度為17.0 m/s
C．小汽車背離超聲波測速儀運動，速度為17.9 m/s
D．小汽車背離超聲波測速儀運動，速度為17.0 m/s
A　[第一次超聲波接觸小汽車時測速儀與小汽車的距離x1＝＝170 m，第二次測速儀與小汽車的距離x2＝＝153 m，小汽車前進距離x＝(170－153) m＝17 m，因此小汽車是向著測速儀前進；經過的時間t＝ s＝0.95 s，所以小汽車的速度v＝＝ m/s≈17.9 m/s，故選A。]
1．關于多普勒效應，下列說法正確的是(　　)
A．只要波源在運動，就一定能觀察到多普勒效應
B．當聲源靜止、觀察者也靜止時，可以觀察到多普勒效應
C．只要聲源在運動，觀察者總是感到聲音的頻率變高
D．當聲源相對于觀察者運動時，觀察者聽到的聲音的音調可能變高，也可能變低
D　[波源運動，觀察者也運動，當二者運動的速度相等時，由于二者之間的相對位置保持不變，所以不能觀察到多普勒效應，故A錯誤；當聲源靜止、觀察者也靜止時，波源自身的頻率不會變化，觀察者也觀察不到多普勒效應，B錯誤；在波源與觀察者靠近時，觀察者接收到的波的頻率變高，聽到的音調變高，在波源與觀察者遠離時，觀察者接收到的波的頻率變低，聽到的音調變低，故C錯誤，D正確。]
2．如圖所示，光滑水平細桿兩端固定，小滑塊與輕彈簧相連，并套在細桿上，輕彈簧左端固定；在小滑塊上固定一個能持續發出單一頻率聲音的蜂鳴器?；瑝K與蜂鳴器靜止時處于O點，現將其拉到N點由靜止釋放，滑塊與蜂鳴器就沿著細桿在M、N之間振動起來。某同學站在右側，耳朵正好在MN延長線上，滑塊與蜂鳴器整體視為質點，則(　　)
A．該同學聽到的蜂鳴器的聲音是斷斷續續的
B．該同學聽到的蜂鳴器振動時的聲音總是比靜止時音調高
C．如果增大滑塊與蜂鳴器振動的振幅，其振動周期一定增大
D．滑塊與蜂鳴器的振動可以視為簡諧運動
D　[滑塊與蜂鳴器沿著細桿在M、N之間振動時，該同學聽到的蜂鳴器聲音的音調忽高忽低，這是發生多普勒效應，故A、B錯誤；滑塊與蜂鳴器的振動可以視為簡諧運動，其振動周期與振幅無關，故C錯誤，D正確。]
3．(新情境題，以雷達測速為背景考查多普勒效應)生活中經常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對接收者而言頻率發生變化的表現，無線電波也具有這種效應。圖中的測速雷達正在向一輛接近的車輛發出無線電波，并接收被車輛反射的無線電波，由于車輛的運動，接收的無線電波頻率與發出時不同。利用頻率差f接收－f發出就能計算出車輛的速度，已知發出和接收的頻率間關系為f接收＝f發出，式中c為真空中的光速，若f發出＝2×109 Hz，f接收－f發出＝400 Hz。則被測車輛的速度大小為多少？
[解析]　將f發出＝2×109 Hz，f接收－f發出＝400 Hz，c＝3×108 m/s，代入f接收＝f發出
可得v車＝30 m/s。
[答案]　30 m/s
回歸本節知識，自我完成以下問題：
1．多普勒效應是一種什么現象？
提示：觀察者測得的頻率和波源的頻率不同的現象。
2．多普勒效應是怎么引起的？
提示：是觀察者和波源的相對位置變化引起的。
宇宙學中的多普勒效應
20世紀20年代，美國天文學家斯萊弗在研究遠處的旋渦星云發出的光譜時，首先發現了光譜的紅移，認識到了旋渦星云正快速遠離地球而去。1929年哈勃根據光譜紅移總結出著名的哈勃定律：星系的遠離速度v與距地球的距離r成正比，即v＝H0r，H0為哈勃常數。根據哈勃定律和后來更多天體光譜紅移的測定，人們相信宇宙在長時間內一直在膨脹，宇宙的密度一直在變小。反推可以想象，宇宙在很久以前并沒有現在這么大，最初它可能很小。因此，伽莫夫(G.Gamow)和他的同事們提出了大爆炸宇宙模型，認為是一個極點大爆炸后，經長期地膨脹和演化而形成今天的宇宙。20世紀60年代以來，大爆炸宇宙模型逐漸被人們接受。
具有波動性的光也會出現多普勒效應，這被稱為多普勒—斐索效應，它使人們對距地球任意遠的天體的運動的研究成為可能，這只要分析一下接收到的光的頻譜就行了。1868年，英國天文學家W·哈金斯用這種辦法測量了天狼星的視向速度(即物體遠離我們而去的速度)，得出了46 km/s的速度值。
1．多普勒效應是什么現象？
提示：當發生相對運動時，測得的波的頻率與波源頻率不同的現象。
2．發生多普勒效應時波源的頻率是否發生了變化？
提示：沒有。
課時分層作業(十五)　多普勒效應
1．(多選)關于多普勒效應，以下說法正確的有(　　)
A．只有機械波才能產生多普勒效應
B．機械波、電磁波、光波等均能產生多普勒效應
C．產生多普勒效應的原因是波源的頻率發生了變化
D．產生多普勒效應的原因是觀察者波源之間有相對運動
BD　[多普勒效應是波動過程共有的特征，無論是機械波、電磁波還是光波都會發生多普勒效應，產生多普勒效應的原因是觀察者波源之間有相對運動，而波源的頻率不變，故B、D正確，A、C錯誤。]
2．如圖甲所示，男同學站立不動吹口哨，一位女同學坐在秋千上來回擺動，據圖乙，下列關于女同學的感受的說法正確的是(　　)
A．女同學從A向B運動過程中，她聽到的哨聲音調變低
B．女同學從E向D運動過程中，她聽到的哨聲音調變高
C．女同學在點C向右運動時，她聽到的哨聲音調不變
D．女同學在點C向左運動時，她聽到的哨聲音調變低
D　[根據多普勒效應，當聲源不動時，觀察者向著聲源運動時，聽到的哨聲音調變高，遠離聲源運動時，聽到的哨聲音調變低。女同學從A向B運動過程中，她向著聲源運動，聽到的哨聲音調變高，故A錯誤；女同學從E向D運動過程中，她遠離聲源運動，聽到的哨聲音調變低，故B錯誤；女同學在點C向右運動時，她向著聲源運動，聽到的哨聲音調變高，故C錯誤；女同學在點C向左運動時，她遠離聲源運動，聽到的哨聲音調變低，故D正確。]
3．小明同學將一個以電池為電源的蜂鳴器固定在長竹竿的一端，閉合開關后聽到它發出聲音?，F用竹竿把蜂鳴器舉起并在頭頂快速做圓周轉動，蜂鳴器從A轉動到B的過程中的某位置，小明及甲、乙三位同學聽到蜂鳴器發出聲音的頻率分別為f1、f2、f3。則(　　)
A．f3＞f1＞f2 B．f1＝f2＝f3
C．f2＞f1＝f3 D．f1＞f2＝f3
A　[多普勒效應是指波源或觀察者發生移動而使兩者間的位置發生變化，使觀察者接收到的頻率發生了變化，當蜂鳴器靠近觀察者時，聽到的蜂鳴器的音調變高，當蜂鳴器遠離觀察者時，聽到的蜂鳴器的音調變低。所以f3＞f1＞f2，故選A。]
4．分析下列物理現象：①“聞其聲而不見其人”；②學生圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音；③當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調變高。這些物理現象分別屬于波的(　　)
A．折射、干涉、多普勒效應
B．衍射、干涉、多普勒效應
C．折射、衍射、多普勒效應
D．衍射、多普勒效應、干涉
B　[“聞其聲而不見其人”是聲波的衍射現象；學生圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音是聲波的干涉現象；當正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調變高是多普勒效應，所以B正確。]
5．(多選)一頻率為600 Hz的聲源以20 rad/s的角速度沿一半徑為0.80 m的圓周做勻速圓周運動，一觀察者站在離圓心很遠的P點且相對于圓心靜止，如圖所示，下列判斷正確的是(　　)
A．觀察者接收到聲源在A點發出聲音的頻率大于600 Hz
B．觀察者接收到聲源在B點發出聲音的頻率等于600 Hz
C．觀察者接收到聲源在C點發出聲音的頻率等于600 Hz
D．觀察者接收到聲源在D點發出聲音的頻率小于600 Hz
AB　[根據多普勒效應，當聲源和觀測者相向運動時，觀測者接收到的聲音的頻率高于聲源；當聲源和觀測者相背運動時，觀測者接收到的聲音的頻率低于聲源。把聲源速度方向標出來，在A點有接近觀察的趨勢，觀察者接收到的頻率變大；在C點有遠離觀察者的趨勢，觀察者接收到的頻率變?。辉贐、D點速度方向垂直于OP，觀察者接收到的頻率不變，故A、B正確，C、D錯誤。]
6．我國研制的“復興號動車組”首次實現了時速350 km/h 的自動駕駛，此時多普勒效應會影響無線通信系統穩定，這要求通信基站能分析誤差并及時校正。如圖一輛行駛的動車組發出一頻率為f0、持續時間為Δt0的通訊信號，與動車組行駛方向在同一直線上的通信基站A、B接收到信號的頻率和持續時間分別為fA、ΔtA和fB、ΔtB，下列判斷正確的是(　　)
A．fA＞f0，ΔtA＜Δt0 B．fA＜f0，ΔtA＞Δt0
C．fB＞f0，ΔtB＞Δt0 D．fB＜f0，ΔtB＜Δt0
A　[根據多普勒效應，遠離波源的接收者接到的頻率變小，接近波源的接收者接收到的頻率變大，則fA＞f0，fB＜f0，故TA＜T0，TB＞T0，所以ΔtA＜Δt0，ΔtB＞Δt0，故選A。]
7．如圖所示，裝有多普勒測速儀的汽車測速監視器安裝在公路旁，它向行駛中的車輛發射已知頻率的超聲波，并接收被車輛反射回來的反射波。當某汽車向測速監視器靠近時，被該汽車反射回來的反射波與測速監視器發出的超聲波相比(　　)
A．頻率不變，波速變小
B．波速不變，頻率變小
C．頻率不變，波速變大
D．波速不變，頻率變大
D　[波速由介質決定，所以當某汽車向測速監視器靠近時，被該汽車反射回來的超聲波與測速監視器發出的超聲波相比波速不變，根據波的多普勒效應，聲源移向觀察者時接收頻率變高，所以被該汽車反射回來的超聲波與發出的超聲波相比頻率變大，故D正確，A、B、C錯誤。]
8．輪船在進港途中x-t圖像如圖所示，則在港口所測到輪船上霧笛發出聲音的頻率是圖中的哪一個(　　)
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
A　[由x -t圖像可知，輪船靠近港口時的速度v1＞v3＞v2，相對速度越大，多普勒效應越明顯，故f1＞f3＞f2，A正確。]
9．如圖所示，在公路的十字路口東側路邊，甲以速度v1向東行走，在路口北側，乙站在路邊，一輛汽車以速度v2通過路口向東行駛并鳴笛，已知汽車笛聲的頻率為f0，車速v2>v1。甲聽到的笛聲的頻率為f1，乙聽到的笛聲的頻率為f2，司機自己聽到的笛聲的頻率為f3，則此三人聽到笛聲的頻率由高至低依次為______________。
[解析]　由于v2>v1，所以汽車和甲的相對距離減小，甲聽到的頻率變大，即f1>f0。由于乙靜止不動，汽車和乙的相對距離增大，乙聽到的頻率變小，即f2[答案]　f1、f3、f2
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6．多普勒效應
第三章　機械波
學習任務
1．知道什么是多普勒效應及其產生原因。
2．能根據相對運動理解多普勒效應。
3．了解多普勒效應在生活和科技中的應用。
必備知識·自主預習儲備
知識點　多普勒效應及其應用
1．定義：波源與觀察者相互______________時，觀察者測得的波的______與波源頻率不同，這種現象叫作多普勒效應。
2．產生原因：(1)波源與觀察者相互靠近時，1 s內通過觀察者的波峰(或密部)的數目______，即觀察到的頻率______。
(2)波源與觀察者相互遠離時，觀察到的頻率______。
靠近或者遠離
頻率
增加
變大
變小
3．多普勒效應的應用
(1)測量汽車速度
交通警察向行進中的車輛發射______已知的超聲波，同時測量________的頻率，根據反射波__________的多少就能知道車輛的速度。
(2)測血液流速
向人體內發射已知______的超聲波，超聲波被血管中的血流______后又被儀器接收，測出反射波的__________，就能知道血流的速度。
頻率
反射波
頻率變化
頻率
反射
頻率變化
體驗　思考辨析(正確的打√，錯誤的打×)
(1)當波源和觀察者向同一個方向運動時，一定會發生多普勒效應。
(　　)
(2)火車的音調越來越高，說明火車正從遠處靠近觀察者。 (　　)
(3)只有聲波才能發生多普勒效應。 (　　)
×
√
×
關鍵能力·情境探究達成
美國霍普金斯大學利用多普勒效應對蘇聯第一顆人造衛星進行了跟蹤試驗?？茖W家發現，當衛星向近地點運動時返回的信號頻率增加，衛星向遠地點運動時返回的信號頻率降低。
(1)波源的頻率由誰決定？
(2)觀察者接收到的頻率與哪些因素有關？
提示：(1)由波源決定。
(2)觀察者接收到的頻率與波源的頻率、波源與觀察者的相對運動有關。
考點1　多普勒效應的理解
1．相對位置變化與頻率的關系(規律)
相對位置 圖示 結論
波源S和觀察者A相對靜止，如圖所示
f波源＝f觀察者，接收頻率不變
波源S不動，觀察者A運動，由A→B或A→C，如圖所示 若靠近波源，由A→B，則f波源<
f觀察者，接收頻率變高；若遠離波源，由A→C，則f波源>f觀察者，接收頻率變低
相對位置 圖示 結論
觀察者A不動，波源S運動，由S→S′，如圖所示 f波源＜f觀察者，接收頻率變高
2．成因歸納：根據以上分析可以知道，發生多普勒效應時，一定是由于波源與觀察者之間發生了相對運動。
【典例1】　如圖表示產生機械波的波源O做勻速運動的情況，圖中的圓表示波峰。
(1)該圖表示的是(　　)
A．干涉現象 B．衍射現象
C．反射現象 D．多普勒效應
√
(2)波源正在移向(　　)
A．A點　　　　　　 B．B點
C．C點 D．D點
(3)觀察到的波的頻率最低的點是(　　)
A．A點 B．B點
C．C點 D．D點
√
√
思路點撥：本題主要是對多普勒效應的現象分析，判斷問題時必須先明確以下幾點：①常見的波動現象有哪些？②怎樣根據波形判斷波源的移動方向？③波源的移動對觀察到的波的頻率有何影響？
[解析]　(1)由于題圖所示波源左方的波面密集，右方的波面稀疏，可知該圖表示的是多普勒效應中波源運動的情況，即D選項正確。
(2)由于波源左方的波長被壓縮，右方的波長被拉長，可知波源正在移向A點，即A正確。
(3)由于波源遠離B點，由題圖分析可知在B點觀察到波的頻率最低，即B正確。
規律方法 多普勒效應的判斷方法
(1)確定研究對象(波源與觀察者)。
(2)確定波源與觀察者兩者間距是否發生變化，若有變化，能發生多普勒效應，否則不發生。
(3)判斷：當兩者遠離時，觀察者接收到的波的頻率變小，當兩者靠近時，觀察者接收到的波的頻率變大，但波源的頻率不變。
[跟進訓練]
1．某人站在地面上某處，一架飛機由遠而近從人的頭頂上方勻速飛過，則人聽到飛機發出聲音的頻率(　　)
A．越來越低 B．越來越高
C．先變高后變低 D．先變低后變高
√
A　[當飛機飛近人時，將飛機的速度分解，如圖甲所示，飛機相對于人的速度為v1＝v cos α，α越來越大，則v1越來越小，即人聽到飛機聲音的頻率越來越低，但總是f聽>f源。當飛機遠離人時，將飛機的速度分解，如圖乙所示，飛機相對于人的速度v3＝v cos α，α越來越小，則v3越來越大，即人聽到飛機聲音的頻率越來越低，且都是
f聽f源；恰好在人頭頂正上方時，f聽＝f源；越過頭頂正上方之后，f聽甲　　　　　　　乙　
]
考點2　多普勒效應的應用
1．多普勒效應測車速。
2．醫用彩色超聲波測定心臟跳動，了解血管血流等情況。
3．電磁波的多普勒效應為跟蹤目標物(如導彈、云層等)提供了一種簡單的方法。在軍事、航天、氣象預報等領域有了廣泛的應用。
4．用多普勒效應測量其他天體相對地球運動的速度。
【典例2】　(多選)警車向路上的車輛發射頻率已知的超聲波，同時探測反射波的頻率。下列說法正確的是(　　)
A．車輛勻速駛向停在路邊的警車，警車探測到的反射波頻率增高
B．車輛勻速駛離停在路邊的警車，警車探測到的反射波頻率降低
C．警車勻速駛向停在路邊的汽車，探測到的反射波頻率降低
D．警車勻速駛離停在路邊的汽車，探測到的反射波頻率不變
√
√
AB　[車輛(警車)勻速駛向停在路邊的警車(車輛)，兩者間距變小，產生多普勒效應，警車探測到的反射波頻率增高，A正確，C錯誤；車輛(警車)勻速駛離停在路邊的警車(車輛)，兩者間距變大，產生多普勒效應，警車探測到的反射波頻率降低，B正確，D錯誤。]
[跟進訓練]
2．如圖所示為超聲波測速示意圖，一固定的超聲波測速儀每隔1 s向小汽車發出一個超聲波脈沖信號，已知第一個超聲波t0＝0時刻發出，遇到小汽車后返回，t1＝1.0 s時刻接收到反射波同時發出第二個超聲波，t2＝1.9 s時刻接收到第二個反射波。若超聲波在空氣中的傳遞速度為3.4×102 m/s，小汽車在這段時間的運動視為勻速運動，根據上述條件可知(　　)
A．小汽車向超聲波測速儀運動，速度為17.9 m/s
B．小汽車向超聲波測速儀運動，速度為17.0 m/s
C．小汽車背離超聲波測速儀運動，速度為17.9 m/s
D．小汽車背離超聲波測速儀運動，速度為17.0 m/s
√
學習效果·隨堂評估自測
1．關于多普勒效應，下列說法正確的是(　　)
A．只要波源在運動，就一定能觀察到多普勒效應
B．當聲源靜止、觀察者也靜止時，可以觀察到多普勒效應
C．只要聲源在運動，觀察者總是感到聲音的頻率變高
D．當聲源相對于觀察者運動時，觀察者聽到的聲音的音調可能變高，也可能變低
√
D　[波源運動，觀察者也運動，當二者運動的速度相等時，由于二者之間的相對位置保持不變，所以不能觀察到多普勒效應，故A錯誤；當聲源靜止、觀察者也靜止時，波源自身的頻率不會變化，觀察者也觀察不到多普勒效應，B錯誤；在波源與觀察者靠近時，觀察者接收到的波的頻率變高，聽到的音調變高，在波源與觀察者遠離時，觀察者接收到的波的頻率變低，聽到的音調變低，故C錯誤，D正確。]
2．如圖所示，光滑水平細桿兩端固定，小滑塊與輕彈簧相連，并套在細桿上，輕彈簧左端固定；在小滑塊上固定一個能持續發出單一頻率聲音的蜂鳴器。滑塊與蜂鳴器靜止時處于O點，現將其拉到N點由靜止釋放，滑塊與蜂鳴器就沿著細桿在M、N之間振動起來。某同學站在右側，耳朵正好在MN延長線上，滑塊與蜂鳴器整體視為質點，則(　　)
A．該同學聽到的蜂鳴器的聲音是斷斷續續的
B．該同學聽到的蜂鳴器振動時的聲音總是比靜止時音調高
C．如果增大滑塊與蜂鳴器振動的振幅，其振動周期一定增大
D．滑塊與蜂鳴器的振動可以視為簡諧運動
√
D　[滑塊與蜂鳴器沿著細桿在M、N之間振動時，該同學聽到的蜂鳴器聲音的音調忽高忽低，這是發生多普勒效應，故A、B錯誤；滑塊與蜂鳴器的振動可以視為簡諧運動，其振動周期與振幅無關，故C錯誤，D正確。]
[答案]　30 m/s
回歸本節知識，自我完成以下問題：
1．多普勒效應是一種什么現象？
提示：觀察者測得的頻率和波源的頻率不同的現象。
2．多普勒效應是怎么引起的？
提示：是觀察者和波源的相對位置變化引起的。
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宇宙學中的多普勒效應
20世紀20年代，美國天文學家斯萊弗在研究遠處的旋渦星云發出的光譜時，首先發現了光譜的紅移，認識到了旋渦星云正快速遠離地球而去。1929年哈勃根據光譜紅移總結出著名的哈勃定律：星系的遠離速度v與距地球的距離r成正比，即v＝H0r，H0為哈勃常數。根據哈勃定律和后來更多天體光譜紅移的測定，人們相信宇宙在長時間內一直在膨脹，宇宙的密度一直在變小。反推可以想象，宇宙
在很久以前并沒有現在這么大，最初它可能很小。因此，伽莫夫(G.Gamow)和他的同事們提出了大爆炸宇宙模型，認為是一個極點大爆炸后，經長期地膨脹和演化而形成今天的宇宙。20世紀60年代以來，大爆炸宇宙模型逐漸被人們接受。
具有波動性的光也會出現多普勒效應，這被稱為多普勒—斐索效應，它使人們對距地球任意遠的天體的運動的研究成為可能，這只要分析一下接收到的光的頻譜就行了。1868年，英國天文學家W·哈金斯用這種辦法測量了天狼星的視向速度(即物體遠離我們而去的速度)，得出了46 km/s的速度值。
問題
1．多普勒效應是什么現象？
提示：當發生相對運動時，測得的波的頻率與波源頻率不同的現象。
2．發生多普勒效應時波源的頻率是否發生了變化？
提示：沒有。

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