12.5 多普勒效应
1．当观测者和波源之间有________________时，观测者测得的频率与波源频率________的现象叫多普勒效应．
2．当波源与观测者相对静止时，观测到的频率________波源振动的频率；当波源与观测者相向运动时，观测到的频率________波源的频率；当波源与观测者相互远离时，观测到的频率________波源的频率．
3．多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，可以利用多普勒效应测________速度，测星球靠近或远离我们的速度，测________速度．
4．关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )
A．当波源与观测者有相对运动时，才会发生多普勒效应
B．当波源与观测者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应
C．只有机械波才能发生多普勒效应
D．只要波源运动，就一定会发生多普勒效应
5．下列说法中不正确的是( )
A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变
B．要发生多普勒效应，波源和观测者间必须有相对运动
C．只有声波会发生多普勒效应
D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应
6．
当火车进站鸣笛时，我们在车站听到的音调( )
A．变低
B．不变
C．变高
D．不知声速和火车车速，不能判断
概念规律练
知识点一 对多普勒效应的理解
1．下列说法中正确的是( )
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，观测者接收到的频率发生了变化
C．多普勒效应是在波源与观测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
2．如图1，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，而观测者在1 s内由A运动到B，观测者接收到多少个完全波？设波速为340 m/s，则要让观测者完全接收不到波，他每秒要运动多少米？
图1
知识点二 发生多普勒效应的几种情况
图2
3．如图2所示产生机械波的波源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)波源正在向哪处移动( )
A．A B．B
C．C
D．D
(3)观察到波的频率最低的位置是( )
A．A B．B
C．C D．D
4．新型列车动车组速度可达300 km/h，与该车汽笛声的音调相比，(1)站在车前方路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)，站在车后方路旁的人听起来音调________(选填“偏高”或“偏低”)．
(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调怎样？此时列车汽笛发出的声波频率变化了吗？
(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样？
方法技巧练
多普勒效应的应用
5．公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时，巡警车接收到的电磁波频率比发出时低，说明那辆轿车的车速( )
A．高于100 km/h B．低于100 km/h
C．等于100 km/h D．无法确定
6．有经验的铁路工人为什么可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢？
1．关于多普勒效应，下列说法正确的是( )
A．多普勒效应是由波的干涉引起的
B．多普勒效应说明波源的频率发生了改变
C．多普勒效应是由于波源与观测者之间有相对运动而产生的
D．只有声波才可以产生多普勒效应
2．有经验的铁路养护人员可以从火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向．他
所利用的应是( )
A．声波的干涉现象 B．声波的衍射现象
C．声波的多普勒效应 D．声波的反射现象
3．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)，ν表示接收器接收到的频率．若u增大，则( )
A．ν增大，v增大 B．ν增大，v不变
C．ν不变，v增大 D．ν减小，v不变
4．火车上有一个声源发出频率一定的乐音．当火车静止、观测者也静止时，观测者听到并记住了这个乐音的音调．以下情况中，观测者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )
A．观测者静止，火车向他驶来
B．观测者静止，火车离他驶去
C．火车静止，观测者乘汽车向着火车运动
D．火
车静止，观测者乘汽车远离火车运动
5．蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效，这种超声脉冲是持续1 ms或不到1 ms的短促发射，且每秒重复发射几次．假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39 000 Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则下列判断正确的
是( )
A．墙壁接收到的超声脉冲频率等于
39 000 Hz
B．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率
C．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的
超声脉冲频率大于墙壁接收的频率
D．蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39 000 Hz
6．波源振动的频率为f0，波源在介质中运动时，波源的前方介质振动的频率为f1，波源后方介质振动的频率为f2，则三者的关系为( )
A．f1＝f2＝f0 B．f1＝f2>f0
C．f1＝f2
答案
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课前预习练
1．相对运动 不同
2．等于 大于 小于
3．车辆 血流
4．AB [当波源与观测者有相对运动时，他们之间的距离必然发生变化，其距离增大或减小，则观测者接收到的频率就相应的减小或增大，可知必发生多普勒效应，即A选项正确；而当波源与观测者运动的速度完全相同时，无相对运动，相当于二者都静止的情况，不会发生多普勒效应，故B选项正确，D选项不正确；多普勒效应是波动过程共有的特征，这里的波动包括一切波的传播过程，故C选项不正确．]
5．C [发生多普勒效应时波源的频率不变，波源和观测者间有相对运动，A、B正确；多普勒效应是波共有的特征，C错误，D正确．]
6．C [火车进站鸣笛相当于波源与我们相互靠近，我们听到的
声音的频率大于波源的频率，音调变高，C正确．]
课堂探究练
1．BCD [该题考查对多普勒效应的理解，当波源和观测者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，C正确．但波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测者接收到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．]
点评 (1)发生多普勒效应的条件是波源和观测者之间有相对运动．
(2)发生多普勒效应时，只是观测者接收的频率发生变化，而波源的频率并没有变化．
2.19个 340 m
解析 观测者在单位时间内接收到的完全波的个数就等于观测者接收到的频率．如果观测者不动，则1 s内，观测者接收的完全波的个数应为20个，然而当观测者从A运动到B的过程中，所能接收到的完全波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完全波．要想让观测者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰一起运动并远离波源．由x＝vt得x＝340×1 m＝340 m，即观测者每秒要远离波源340 m.
点评 在理解多普勒效应时，要明确波速不因波源和观测者的运动而发生变化．
3．(1)D (2)A (3)B
解析 该图表示的是多普勒效应，波源的左边波长较小，说明波源正向左运动，因此A处的观测者观察到的频率偏高，B处的观测者观察到的频率最低．
点评 当波源与观测者相对静止时，f观察＝f波源；当波源与观测者相互靠近时，f观察>f波源；当波原与观测者相互远离时，f观察
总结
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多普勒效应是波共有的特征，不仅机械波，光波和电磁波也都会发生多普勒效应，发生多普勒效应时，波源发出的频率f波源不变，变化的是观测者接收到的频率f观察．利用f波源与f观察的关系可以测量一些物体的速度．
课后巩固练
1．C [多普勒效应是由于波源和观测者之间发生相对运动而产生的，发生多普勒效应时，波源的频率不改变．因此，A、B错，C正确．一切波都能发生多普勒效应，D错．]
2．C [根据多普勒效应现象，当火车运动方向靠近养护人员时，他听到的声音音调较高，火车远离养护人员时，他听到的声音音调较低．]
3．B [由于声波的速度由介质决定，故v不变，据多普勒效应可知，当声源接近接收器时接收到的频率变高，ν增加，故B项正确．]
4．BD [当观测者与声源相向运动时，观测者接收到的声波的个数增多，所以观测者接收的频率升高，听到乐音的音调比原来要高．当观测者与声源背向运动时，观测者接收到的声波的个数减少，所以观测者接收到的频率降低，听到乐音的音调比原来降低了．综上所述，正确选项为B、D.]
5．C 6.D
7．AC [人听到的声音的频率越来越低，声源远离观测者，且远离的速度越来越大，也就是加速远离，所以A、C正确．]
8．ABD [凡是波都具有多普勒效应，因此利用光波的多普勒效应便可测定遥远星体相对地球远离的速度，故A选项正确．被反射的电磁波，相当于一个运动的物体发出的电磁波，其频率发生变化，由多普勒效应的计算公式可以求出运动物体的速度，故B选项正确．对于C选项，铁路工人是根据振动的强弱而对列车的运动情况做出判断的，故不正确．炮弹飞行，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的频率与炮弹的相对运动方向有关，故D选项正确．]
9．D [由图可知P振动的时间为2 s，波速为
＝0.2 m/s，P点移动速度为
＝0.1 m/s.]
10．BC [波源振动的周期T＝
＝
s＝0.05 s，A正确；x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时仍在平衡位置，B错误；接收器接收到此波的时间t＝
s＝0.9 s，C错误；由多普勒效应的知识，可知D正确．]
11．A [由x－t图象可知，轮船靠近港口时的速度v1>v3>v2，可知f1>f3>f2，故A正确．]
12．大于 小于 变小
13．340 m/s
解析 要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，故他随飞机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即飞机应以340 m/s的速度飞行，远离爆炸点.
浙公网安备 33021202002483