高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册5 多普勒效应优质教案

预习案

【自主学习】

阅读教材74页-76页，思考：

1. 什么情况下会观察到多普勒效应？

2.多普勒效应有哪些应用？

【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。）

课堂案

【合作探究一】观察水波的多普勒现象演示实验，思考并回答：

什么叫多普勒效应？什么情况下会观察到？

【合作探究二】站在马路边，一辆响着喇叭的汽车从身边驶过。你听到的喇叭音调是否变化？

【合作探究三】生活中我们能否从飞机轰鸣声调的高低，判断它是从远处飞来，还是掠过头顶而去？

【合作探究四】多普勒效应有哪些应用？简要说明工作原理。

课堂练习：教材76页练习1、2

总结：

【进阶闯关检测】

A类基础关

1．有经验的铁路养护人员可以根据火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向。他所利用的应是 (　　)

A．声波的反射现象 B．声波的多普勒效应

C．声波的干涉现象 D．声波的衍射现象

2．上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是 (　B　)

A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了

B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率

C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动

D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的

3（多选）．关于多普勒效应，下列说法中正确的是 (　　)

A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应

B．当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应

C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高

D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低

4．关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　)

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，观察者接收到的频率发生了变化

C．当观察者和波源速度相同时，会发生多普勒效应

D．只有声波才能发生多普勒效应

B类能力关

5．(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比(　　)

A．波速变大    B．波速不变   C．频率变高    D．频率不变

6．(多选)如图所示是一个机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示机械波的波面，A、B、C、D是四个观察者的位置，由图可以看出(　　)

A．波源正在向A运动

B．波源正在向C运动

C．处在B点的观察者接收到的波的频率最低

D．处在A点的观察者接收到的波的频率最高

7．下列应用利用了多普勒效应的是(　　)

A．利用地球上接收到遥远星体发出的光波的频率来判断遥远星体相对于地球的运动速度

B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，电磁波被运动的汽车反射回来，根据接收到的电磁波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理

C．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断有火车在运动

D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去

C类综合关（选做）

8．如图分别反映了飞机以三种速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生声波的情况。图中一系列圆表示声波的传播情况，A表示飞机的位置。请你利用给出的图，确定飞机飞行速度最大的是__ __(选填“甲”“乙”或“丙”)。

【进阶闯关检测】答案

A类基础关

1．有经验的铁路养护人员可以根据火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向。他所利用的应是 (　　)

A．声波的反射现象 B．声波的多普勒效应

C．声波的干涉现象 D．声波的衍射现象

解析：根据火车笛声音调的变化，由多普勒效应，即可判断火车行驶的方向，选项B正确。

2．上课时老师将一蜂鸣器固定在教鞭一端，然后使蜂鸣器迅速水平旋转，蜂鸣器音调竟然忽高忽低变化，下列判断正确的是 (　B　)

A．旋转时蜂鸣器发声的频率变化了

B．由于旋转，改变了同学们听到的声音频率

C．蜂鸣器音调变高时，一定是向远离观察者的方向运动

D．音调的忽高忽低是由波的干涉造成的

解析：旋转时蜂鸣器发声的频率没有变化，故A错误；旋转过程中，声源(蜂鸣器)与观察者(同学们)的距离有时近，有时远，发生多普勒效应，蜂鸣器发出声波的频率不变，只是同学们感觉到的声音频率变化了，故B正确，D错误，当其远离观察者时，听到声音的频率变小即音调变低，故C错误。

3（多选）．关于多普勒效应，下列说法中正确的是 (　　)

A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应

B．当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应

C．只要声源在运动，观察者总是感到声音的频率变高

D．当声源相对于观察者运动时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低

解析：若波源和观察者都同时运动，两者间相对静止时，是不能观察到多普勒效应的，故A错误；由定义可知，当声源静止、观察者运动时，也可以观察到多普勒效应，故B正确；若声源远离观察者，观察者会感到声音频率变低，

故C错误；声源和观察者靠近时，音调会变高；若两者远离，则频率减小音调变低；故D正确。

4．关于多普勒效应，下列说法正确的是(　　)

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，观察者接收到的频率发生了变化

C．当观察者和波源速度相同时，会发生多普勒效应

D．只有声波才能发生多普勒效应

解析　当波源与观察者之间有相对运动时会发生多普勒效应，而观察者与波源速度相同时，两者不发生相对运动，不会发生多普勒效应，C项错误；发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化，而波源的频率并没有改变，故A项错误，B项正确；多普勒效应，不仅适用于声波，也适用于其他类型的波，包括电磁波和光波，D项错误。

答案　B

B类能力关

5．(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比(　　)

A．波速变大   B．波速不变

C．频率变高   D．频率不变

解析　渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，波速由介质决定，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比，波速不变，根据多普勒效应，声源移向观察者时接收频率变高，所以被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率变高，故B、C两项正确。

答案　BC

6．(多选)如图所示是一个机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示机械波的波面，A、B、C、D是四个观察者的位置，由图可以看出(　　)

A．波源正在向A运动

B．波源正在向C运动

C．处在B点的观察者接收到的波的频率最低

D．处在A点的观察者接收到的波的频率最高

解析　由图可知：波源正在向A运动，故处在A点的观察者接收到的波的频率最高，处在B点的观察者接收到的波的频率最低，故A、C、D三项正确，B项错误。

答案　ACD

7．下列应用利用了多普勒效应的是(　　)

A．利用地球上接收到遥远星体发出的光波的频率来判断遥远星体相对于地球的运动速度

B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，电磁波被运动的汽车反射回来，根据接收到的电磁波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理

C．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断有火车在运动

D．有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去

解析　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以测定遥远星体相对于地球运动的速度，故A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，利用多普勒效应可以求出运动物体的速度，故B项正确；铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运行情况，是利用声音在固体中传播得快的特点，与多普勒效应无关，故C项错误；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项正确。

答案　ABD

C类综合关（选做）

8．如图分别反映了飞机以三种速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生声波的情况。图中一系列圆表示声波的传播情况，A表示飞机的位置。请你利用给出的图，确定飞机飞行速度最大的是__丙__(选填“甲”“乙”或“丙”)。

解析：题图甲中，飞机飞到A点时，声波已传播到前面了，即飞机慢于声音，题图乙中飞机与声音速度相同，题图丙中，飞机运动到A点时，声波还在后面，故飞机运动快于声音。