教科版 (2019)选择性必修 第一册多普勒效应课文内容课件ppt

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1 定义 当观测者和波源之间有相对运动时，观测者测得的频率与波源频率不同，（波源本身的频率并未变化.）这一现象称为多普勒效应.辨析比较 波源的频率和观测者测得的频率
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2 发生多普勒效应的条件 波源和观察者在二者连线方向上有相对运动.辨析比较 当波源与观察者在二者连线方向上有相对速度时，才能观察到多普勒效应，如果相对速度方向与二者连线的方向垂直，即使二者之间有相对运动，也不会发生多普勒效应，如观察者绕波源做匀速圆周运动，不会发生多普勒效应.
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3 多普勒效应的解释（以声波为例）
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如图3-6-2所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,当女同学靠近或远离男同学时,她听到的哨音有变化吗?
【提示 女同学靠近男同学时，她听到的哨音音调变高;反之,她听到的哨音音调变低.】
例1-1 （2025·四川成都期中）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】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，故选项A错误，B正确；当波源与观察者在二者连线方向上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,选项C错误；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，选项D错误.
例1-2 （江苏高考题，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，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.根据多普勒效应知，声源移向观察者时，观察者接收到的波的频率变高，所以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频率变高.故B、C正确.
点评 对于多普勒效应，要知道在波源与观察者相互靠近时观察者接收到的波的频率变高，而在波源与观察者相互远离时观察者接收到的波的频率变低.
知识点2 多普勒效应的应用
理论和实验都证明，机械波和电磁波都会产生多普勒效应，多普勒效应在科学技术中也有广泛的应用. 1 医用彩超 医疗上，利用超声波的多普勒效应，可以测量心脏血流速度，为诊断提供重要依据.将超声波辐射到体内，它被流动的血液反射，回波发生频率的变化，根据频率变化量可以得出血液流速信息；再给血流信号加上色彩，显示在屏幕上，即可实时观察体内血流状态，这就是现在所说的彩色超声波检测仪，简称彩超.
2 判断火车的运行方向和快慢 火车驶来时，由于多普勒效应，听到的汽笛声音调比较高，感觉到尖锐刺耳；火车远离时，听到的汽笛声音调较低，听起来较为低沉.火车速度较快时，音调变化较快；火车速度较慢时，音调变化较慢. 3 测量汽车速度 交警向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可以测出汽车的速度. 4 判断遥远天体相对地球的运动速度 根据光的多普勒效应，由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率，可以判断遥远天体相对于地球的运动速度.
例2-3 新实际应用（多选）下面哪些应用利用了多普勒效应( )
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.交警根据发射的电磁波与行驶汽车反射的电磁波的频率变化测车速C.铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断远处是否有火车驶来D.有经验的战士从炮弹飞行的尖啸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可以测定遥远星体相对于地球运动的速度，A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，根据其频率的变化可以求出运动物体的速度，B正确；铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断远处是否有火车驶来，是利用声音在固体中传播得快的特点，与多普勒效应无关，C错误;炮弹飞行时，与空气摩擦产生声波，人耳接收到的声波频率与炮弹相对人耳的运动方向有关，D正确.
知识点3 对多普勒效应的理解
1 多普勒效应的两种情况
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【注意】（1）多普勒效应是指观察者所接收到的波的频率与波源频率不同的现象,并不是接收到的波的强度发生变化的现象. （2）发生多普勒效应时,波源的频率并没有变化,而是观察者接收到的频率（单位时间内接收到的完全波的个数）发生变化（大于或小于波源频率）. （3）多普勒效应的产生不是取决于波源与观察者之间的距离,而是取决于二者相对速度的大小和方向.
题型1 多普勒效应问题的分析
【解析】
多普勒效应问题的判断方法1.确定研究对象（波源与观察者）.2.确定波源与观察者是否有相对运动,若有相对运动,能发生多普勒效应,否则不发生.3.判断频率变化:当两者相互远离时,观察者接收到的波的频率变小,相互靠近时,观察者接收到的波的频率变大,但波源的频率不变.
题型2 根据多普勒效应判断频率变化、波源和观察者之间的运动
考向 考查多普勒效应的应用
例7 （全国卷Ⅰ高考题节选，多选）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有( )
A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D.同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同
本题考查多普勒效应的应用，重在考查考生应用多普勒效应分析实际问题的能力.
【解析】雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声，这是光的传播速度比声波的传播速度大引起的，选项A错误；超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化，是多普勒效应，选项B正确；观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低，是多普勒效应，选项C正确；同一声源发出的声波，在空气和水中的传播速度不同，说明声速与介质有关，不是多普勒效应，选项D错误.
习题课丨学业质量测评
1.新生活实际下列涉及多普勒效应的是( )
A.雷达定位B.利用“共鸣箱”来使声音增强C.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速D.用超声波检测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡
【解析】
2.（多选）让一队人（人数多于30）沿街行走，观察者站在街旁不动，每分钟有30人与观察者相遇，如果观察者以小于队伍行进的速度顺着队伍行走，每分钟有20人与观察者相遇，下列分析正确的是( )
A.如果观察者逆着队伍行走，每分钟与观察者相遇的人数将大于30人B.该实例与多普勒效应原理相同C.多普勒效应的本质是波源的频率发生了变化D.“隔墙有耳”是多普勒效应
【解析】如果观察者逆着队伍行走，根据运动的相对性，可知每分钟与观察者相遇的人数将大于30人，故A正确；波在介质中传播时频率不变，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者感觉到（或仪器设备接收到）的频率发生了变化，这样就形成了多普勒效应，故B正确，C错误；“隔墙有耳”属于波的衍射现象，故D错误.
【解析】蝙蝠（声源）相对墙壁（观察者）的距离变小，所以墙壁接收到的超声脉冲频率增大，选项A错误；超声脉冲被反射回来时，频率不变，但传播方向和蝙蝠的运动方向相反，蝙蝠接收到的从墙壁反射回来的超声脉冲的频率会更大，选项C正确，选项B、D错误.