資源簡介

(共31張PPT)
3.5 多普勒效應
基礎鞏固
1、下列關于多普勒效應的說法正確的是（　　）
A．醫院檢查身體的“彩超”儀運用了多普勒效應
B．大風中，遠處人的說話聲時強時弱
C．由地球上接收到的遙遠天體發出的光波發生“紅移”現象（各條譜線的波長均變長），可以判斷遙遠天體正靠近地球
D．靜止的觀察者聽到某個單一頻率聲源發出的聲音頻率越來越高，說明聲源正在遠離觀察者
A．醫院檢查身體的“彩超”儀是通過測出反射波的頻率變化來確定血流的速度，顯然是運用了多普勒效應，故A正確；
B．大風中，遠處人的說話聲時強時弱是能量傳遞的問題，故B錯誤；
C．“紅移”現象中光波頻率變小，因此遙遠天體正在遠離地球，故C錯誤；
D．當波源與觀察者相互靠近時，觀測到的頻率增大，反之，當波源與觀察者相互遠離時，觀測到的頻率減小，故D錯誤。
故選A。
2、如圖所示是產生機械波的波源O做勻速運動的情況，圖中的圓表示波峰。下列說法中錯誤的是（　?。?br/>A．該圖表示的是多普勒現象
B．此時波源正在向A觀測者靠近
C．CD兩位觀測者此時接收到的頻率和波源發出的頻率相等
D．B觀測者此時接收到的頻率小于波源發出的頻率
A．該圖表示由波源移動而引起的多普勒效應，故A正確，不符合題意；
B．由圖可知，觀測者A在單位時間內接收到的完全波的個數最多，說明波源向A觀測者靠近，故B正確，不符合題意；
C．波源與CD觀測者間的距離不斷增大，故接收到的頻率小于波源發出的頻率，故C錯誤，符合題意；
D．波源與觀測者B的距離不斷增大，故觀測者接收到的頻率小于波源發出的頻率，故D正確，不符合題意。故選C。
3．上課時老師將一蜂鳴器固定在教鞭一端，然后使蜂鳴器迅速水平旋轉，同學們聽到蜂鳴器音調竟然忽高忽低變化，下列判斷正確的是（　?。?br/>A．旋轉時蜂鳴器發聲的頻率變化了
B．由于旋轉，改變了同學們聽到的聲音頻率
C．蜂鳴器音調變低時，一定是向學生的方向運動
D．音調的忽高忽低是由波的干涉造成的
【詳解】D．旋轉過程中，聲源（蜂鳴器）與同學們的距離有時近，有時遠，發生多普勒效應，故D錯誤；
AB．蜂鳴器發出聲波的頻率不變，只是同學們聽到的聲音頻率變化了，故A錯誤，B正確；
C．當蜂鳴器遠離學生時，聽到聲音的頻率變小即音調變低，故C錯誤。
故選B。
4.(2023·江蘇省鹽城市·單元測試)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，其工作原理利用的是( )
A. 波的干涉
B. 波的衍射
C. 波的折射
D. 多普勒效應
【答案】d
【解析】解：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，使觀察者收到的頻率發生了變化，根據反射波頻率變化的多少就能知道車輛的速度，其工作原理利用的是多普勒效應，故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
5.多普勒效應在科學技術中有廣泛的應用。下列說法錯誤的是( )
A. 利用多普勒測速儀，可以測量水在海底的流速
B. “彩超”利用了多普勒效應
C. 多普勒效應不能用于天體研究
D. 波源與觀察者相互靠近或者遠離時，觀察者接收到的波的頻率會發生變化
【答案】c
多普勒效應不僅僅適用于聲波，它也適用于所有類型的波，包括電磁波，利用多普勒測速儀，可以測量水在海底的流速，“彩超”利用了多普勒效應，多普勒效應可用于天體研究，故 ABD正確，C錯誤。
6.(2023·廣東省廣州市·期末考試)如圖，安裝在公路旁的多普勒測速儀，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。當某汽車遠離測速儀時，被該汽車反射回來的反射波與測速儀發出的超聲波相比( )
A. 頻率不變，波速不變 B. 頻率變小，波速不變
C. 頻率變小，波速變小 D. 頻率變大，波速變大
【答案】b
【解析】解：當汽車遠離測速儀時，波速由介質決定，所以被該汽車反射回來的反射超聲波與測速監視器發出的超聲波相比波速不變，根據聲音的多普勒效應，聲源遠離觀察者時接收頻率變低，所以被該汽車反射回來的反射波與發出的超聲波相比頻率變小，故B正確，ACD錯誤；
故選：B。
7.醫學上利用超聲波進行身體檢查，探頭發出一定頻率的超聲波，指向需要檢查的部位，超聲波射入人體后，在機體的組織器官形成反射波，回聲返回到探頭，經過信號轉換之后形成影像，用于診斷。下列說法正確的是。( )
A. 超聲波在空氣中傳播時，質點的振動方向與傳播方向垂直
B. 為提高成像分辨力應使超聲波的波長比探測目標小的多
C. 若被檢界面向探頭運動，回聲頻率比發射頻率降低
D. 進行超聲探測時，探頭與人體表面間需留有空隙
【答案】b
【解答】
A.超聲波通常以縱波的方式在彈性介質內傳播，質點的振動方向與傳播方向共線，故A錯誤；
B.為提高成像分辨力，應該盡量減小超聲波的衍射，故應使超聲波的波長比探測目標小的多，故B正確；
C.若被檢界面向探頭運動，根據多普勒效應可知回聲頻率比發射頻率高，故C錯誤；
D.因為從探頭里發射出的超聲波在空氣中衰減的非常厲害，為了減輕超聲波的衰減，讓更強能量的超聲波進入人體，探頭與人體表面應直接接觸，實際上病人做彩超時，往往會在病人皮膚上涂抹超聲耦合劑，目的首先是充填接觸面之間的微小空隙，不使這些空隙間的微量空氣影響超聲的穿透，故D錯誤。
8.如圖所示是用發波水槽演示多普勒效應原理的實驗照片，波源以固定頻率振動并以恒定速度移動，質點A、B位于水波對稱軸x軸上，下列說法中正確的是（ ）
A. A處波速小于B處波速
B. A處波速大于B處波速
C. 波源向x軸正方向運動
D. 波源向x軸負方向運動
【答案】d
【解答】
AB、機械波在同種介質中的波速相等，即A處波速等于B處波速，故AB錯誤；
CD、波源和接受者互相靠近時接收的頻率變大，波源和接受者互相遠離時接收的頻率變小，由圖可知波源向x軸負方向運動，故C錯誤，D正確。
9、分析下列所描述的三個物理現象：
①夏天里一次閃電過后，有時會雷聲轟鳴不絕
②聽到迎面而來尖銳的汽笛聲
③圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音
④水塘中的水波能繞過障礙物繼續傳播
這些現象分別是波的（　?。?br/>A．反射現象、多普勒效應、衍射現象、干涉現象
B．衍射現象、多普勒效應、反射現象、干涉現象
C．衍射現象、干涉現象、多普勒效應、折射現象
D．反射現象、多普勒效應、干涉現象、衍射現象
【答案】d
10、下面哪些應用是利用了多普勒效應（　?。?br/>A．利用地球上接收到遙遠天體發出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速度
B．交通警察向行進中的汽車發射一個已知頻率的電磁波，波被運動的汽車反射回來，根據接收到的頻率發生的變化，就知道汽車的速度，以便于進行交通管理
C．鐵路工人將耳朵貼在鐵軌上可判斷火車的運動情況
D．有經驗的戰士利用炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠去
【答案】abd
拓展提升
1.單音源發生器裝置在小車上，其發音頻率為f0。圖1中小車沿一圓形跑道做勻速圓周運動，觀察者甲靜止于圓心處，測得頻率為f1；圖2中小車沿直線向左勻速運動，觀察者乙、丙靜止于該直線上，丙在乙的右側，觀察者乙測得頻率為f2，觀察者丙測得頻率為f3，則（　?。?br/>A． B．
C．
D．f1時而大于f0時而小于f0，
【詳解】
1.圖1中小車繞著甲做勻速圓周運動，根據多普勒效應可知，小車發出的頻率與觀察者甲接收到的頻率相等，則有
圖2中小車向左勻速運動，小車遠離乙和丙，根據多普勒效應可知，二者接收到的頻率均小于小車發出的頻率，且小車相對于乙和丙的運動是相同的，則有
綜上所述，有
故選C。
2、輪船在進港途中與港口間的距離隨時間變化規律如圖所示，則在港口所測到輪船上霧笛發出聲音的頻率是下列選項圖中的（ ）
A． B、
C． D、
【答案】a
輪船勻速靠近港口的過程中，測到的頻率不隨時間變化，但速度大時，頻率大，由x－t圖像可知，輪船靠近港口時三段時間內的速度關系為v1＞v3＞v2可知f1＞f3＞f2
A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
3、1842年，奧地利物理學家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時就注意到了類似上面描述的現象。他經過認真的研究，發現波源與觀察者相互靠近成者相互遠離時，接收到的波的頻率都會發生變化.人們把這種現象叫作多普勒效應（Doppler effect）。多普勒效應在科學技術中有廣泛的應用，下列物理現象中是應用多普勒效應的是（ ）
A．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
B．醫生向人體內發射頻率已知的超聲波，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。這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變
C．宇宙中的星球都在不停地運動。測量星球上某些元素發出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時發光的頻率對照，就可以算出星球靠近或遠離我們的速度
D．兩列水波相遇后彼此穿過，仍然保持各自的運動特征，繼續傳播，就像沒有跟另一列水波相遇一樣
【答案】abc
A．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，利用了多普勒效應，故A符合題意；
B．醫生向人體內發射頻率已知的超聲波，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。這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心臟、大腦和眼底血管的病變，利用了多普勒效應，故B符合題意；
C．宇宙中的星球都在不停地運動。測量星球上某些元素發出的光波的頻率，然后與地球上這些元素靜止時發光的頻率對照，就可以算出星球靠近或遠離我們的速度，利用了多普勒效應，故C符合題意；
D．兩列水波相遇后彼此穿過，仍然保持各自的運動特征，繼續傳播，就像沒有跟另一列水波相遇一樣，說明波的傳播具有獨立性，與多普勒效應無關，故D不符合題意。
故選ABC。
4、我國自主研發的“海翼”號深海滑翔機，刷新了下潛深度的世界紀錄．懸停在深海中某處的滑翔機發出聲吶信號（超聲波）的頻率為f，在該處海水中的傳播速度為v，若停在海面上的監測船收到的頻率稍大于滑翔機發出聲吶信號的頻率，則下列說法正確的是（ ）
A．聲吶信號在該處海水中的波長為
B．聲吶信號在該處海水中的波長為
C．滑翔機正在靠近該監測船
D．滑翔機正在遠離該監測船
【答案】bc
AB.根據波速定義， ，聲吶信號在該處海水中的波長 ，故選項A不合題意，選項B符合題意；
CD.根據多普勒效應，當滑翔機靠近監測船時，監測船接收到的頻率大于滑翔機發出聲吶信號的頻率，故選項C符合題意，選項D不合題意．
5、固定在振動片上的金屬球周期性觸動水面可以形成水波。當振動片同時在水面上移動時拍得一幅如圖所示的圖片，圖中的圓表示波峰。下列說法正確的是（　?。?br/>A．該圖樣是由水波向各個方向的傳播速度大小不同形成的
B．此時圖片表示金屬球向A側移動
C．要使該圖片顯示的實驗現象更明顯，可以增大振動片在水面上移動的速度
D．要使A處水波的振動頻率增加，必須增大振動片的振動頻率
【答案】bc
A．波在介質中傳播速度取決于介質，所以水波向各個方向的傳播速度大小相等，A錯誤；
B．圖中靠近A測相鄰兩波峰間距減小，波長變短，頻率增大，根據多普勒效應，說明振動片在向A測移動，B正確；
C．增大振動片在水面上移動的速度，則沿振動片運動方向上，相鄰兩個波峰間距更近，實驗現象更明顯，C正確；
D．根據多普勒效應，A處水波的振動頻率不僅與振動片的振動頻率有關，還與振動片的移動速度有關，要使A處振動頻率增加，可以通過增大振動片向左移動的速度實現，D錯誤。
故選BC。

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