2023-2024（上） 全品学练考 高中物理 选择性必修第一册第3章机械波多普勒效应导学案含答案.docx

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1、2023-2024（上） 全品学练考 高中物理 选择性必修第一册第3章 机械波5多普勒效应学习任务一对多普勒效应的理解教材链接 阅读教材,填写多普勒效应的相关知识.(1)多普勒效应音调:音调由频率决定,频率高则音调高,频率低则音调低.多普勒效应:波源与观察者相互靠近或者相互远离时,接收到的波的都会发生变化的现象.(2)多普勒效应产生的原因当波源与观察者相对静止时,1 s 内通过观察者的波峰(或密部)的数目是的,观测到的频率波源振动的频率.当波源与观察者相互接近时,1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目,观测到的频率;反之,当波源与观察者相互远离时,观测到的频率.例1 新型列车动车组速度可达4

2、87.3 km/h,与该车汽笛声的音调相比:(1)站在车运动前方路旁的观察者听起来音调(选填“偏高”或“偏低”).站在车运动后方路旁的观察者听起来音调(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?此时列车汽笛声的音调变化了吗?(3)坐在新型列车动车组上的乘客听起来音调怎样?学习任务二多普勒效应的应用物理观念 在日常生活中,有经验的铁路工人可以根据火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.同时,多普勒效应在科学技术中有着广泛的应用.(1)多普勒测速仪.测速仪向行进中的汽车发射已知频率的超声波,超声波被运动的汽车反射回来时,测速仪接收到的频率发生变化,由此可知汽车的速度.(

3、2)在医学方面,多普勒超声诊断仪可以测出血液的流动速度,从而诊断出病情.(3)电磁波的多普勒效应为跟踪目标物(如导弹、云层等)提供了一种简单的方法,在军事、航天、气象预报等领域有广泛的应用(如根据多普勒效应可算出其他星球靠近或远离地球运动的速率).例2 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超声波,结果该超声波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的超声波频率比发出的低.(1)此现象属于(填选项前的字母).A.波的衍射B.波的干涉C.多普勒效应D.波的反射(2)若该路段限速为100 km/h,则该轿车是否超速?(3)若该轿车以

4、20 m/s的速度行进,反射回的频率应怎样变化?1.(多普勒效应的原理)2022浙江余姚中学月考 关于多普勒效应,下列说法正确的是()A.多普勒效应是由于波的干涉引起的B.发生多普勒效应时,波源的频率发生了改变C.多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的D.只有声波才有多普勒效应2.(多普勒效应的应用)下列事例中利用了多普勒效应的是()A.利用“声波”来探测海水深度B.利用“共鸣箱”来使声音增强C.将耳朵贴近铁轨听声音来判断是否有火车即将驶来D.通过炮弹飞行的尖叫声来判断炮弹是靠近还是远离3.(对多普勒效应的理解)(多选)根据多普勒效应,下列说法正确的是()A.当波源与观察者有相对运

5、动时,观察者接收到的频率一定发生变化B.当波源与观察者同向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低C.当波源与观察者相向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高D.当波源与观察者反向运动时,观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低4.(多普勒效应的原理)(多选)关于多普勒效应,下列说法正确的是()A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B.产生多普勒效应的原因是观察者或波源发生了相对运动,且两者间距发生变化C.甲、乙两列车相向行驶,两车均鸣笛,且所发出的笛声频率相同,那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率D.高速公路上的测速仪是应用多普勒效应测速的反思

6、感悟 5多普勒效应教材链接 (1)频率(2)一定等于增加变大变小例1(1)偏高偏低(2)偏高不变(3)不变解析 (1)站在车运动前方的观察者与列车在靠近,因此听起来音调偏高;站在车运动后方的观察者与列车在远离,因此听起来音调偏低.(2)迎面来的另一列车上的乘客听起来音调偏高;此时列车汽笛声的音调不变.(3)坐在新型列车动车组上的乘客与该列车的相对位置不变,故听起来音调不变.例2(1)C(2)超速(3)变高解析 (1)巡警车接收到的超声波频率比发出的低,此现象为多普勒效应,选项C正确.(2)因巡警车接收到的频率比发出的低,由多普勒效应知巡警车与轿车在相互远离,而巡警车车速恒定且在后面,可判断轿车

7、车速比巡警车车速大,故该轿车超速.(3)若该轿车以20 m/s的速度行进,此时巡警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的频率应变高.随堂巩固1.C解析 多普勒效应是由于波源与观察者之间发生相对运动而产生的,其波源的频率不发生变化,是观察者接收到的频率发生变化,故C正确,A、B错误;机械波和光波都有多普勒效应,故D错误.2.D3.CD4.BD解析 产生多普勒效应的原因是观察者或波源发生了相对运动且两者间距发生了变化,而波源的频率没有发生变化,A错误,B正确;若甲、乙两列车相向行驶,两车均鸣笛,且所发出的笛声频率相同,乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率变大,他所听到的乙车笛声频率不变,C错误;高

8、速公路上的测速仪是应用多普勒效应测速的,D正确.5多普勒效应建议用时:40分钟 知识点一多普勒效应的理解1.(多选)关于多普勒效应,下列说法正确的是()A.只有机械波才能产生多普勒效应B.机械波、电磁波、光波等均能产生多普勒效应C.产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化D.产生多普勒效应的原因是观察者接收到的频率发生了变化2.(多选)下列说法正确的是()A.多普勒效应是由波的干涉引起的B.若你以声波的速度随同某一个波峰一起远离声源,你将听不到声音C.你听到迎面驶来的火车的汽笛声和离你远去的火车的汽笛声是一样的D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的3.2022天津一中月考 上课时老

9、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,同学们听到蜂鸣器音调竟然忽高忽低,下列判断正确的是()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.蜂鸣器音调变低时,一定是向学生的方向运动D.音调的忽高忽低是由波的干涉造成的 知识点二多普勒效应的应用4.如图所示,装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁,它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波,并接收被车辆反射回来的反射波. 当某汽车远离测速监视器时,被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比()A.频率不变,波速变小 B.波速不变,频率变小C.频率不变,波速变大 D.波速不变,频率变大5.蝙蝠在

10、洞穴中飞来飞去时,有效利用超声脉冲导航,这种超声脉冲以持续1 ms或不到 1 ms的时间短促发射,且每秒重复发射几次.假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为35 000 Hz,在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的过程中,下列说法正确的是()A.墙壁接收到超声脉冲频率等于35 000 HzB.墙壁接收到超声脉冲频率大于35 000 HzC.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率小于35 000 HzD.蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于35 000 Hz6.近年来我国的航空事业迅速发展,战机的超音速飞行已十分普遍.当战机在上空返航时,地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响,引起房屋门窗的剧烈颤动.这是因

11、为在飞机返航加速过程中,当飞机速度接近声速时,发动机发出的声波波面会在飞机的前方堆积形成音障,飞机加速冲破音障时发出的巨大响声,称为音爆.音障的形成与下列现象的形成原理最为相近的是()A.音叉周围有些区域声音较强,有些区域声音较弱B.敲响一只音叉,不远处的另一只音叉也发出声音C.火车进站时鸣笛的音调会变高,出站时会变低D.在屋外看不见屋内的人,却能听见屋内人说话7.a为声源,发出声波.b为接收者,接收a发出的声波.若a、b在沿着两者连线的方向运动(速度都不超过声速).以下说法正确的是()A.若a、b相互靠近,则b接收到的声波的频率一定比a发出的低B.若a、b向同一方向运动,则b接收到的声波的频

12、率一定比a发出的低C.若a、b向同一方向运动,则b接收到的声波的频率一定比a发出的高D.若a静止,b向a运动,则b接收到的声波的频率一定比a发出的高8.无人驾驶技术已逐渐成熟,某巡航控制系统可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动加速.汽车使用的传感器会发射和接收调制过的无线电波,通过多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度.若该传感器发射的无线电波的频率为f,接收到的回波的频率为f,则()A.当f=f时,表明前车一定做匀速直线运动B.当f=f时,表明前车一定处于静止状态C.当ff时,表明无人车需要相对前车减速行驶D.当ff时,接收到的频率增大,两车距离减小,无人车需要

13、相对前车减速行驶,故C正确;由多普勒效应可知,当ff时,接收到的频率减小,两车距离增大,无人车需要相对前车加速行驶,故D错误.9.0.68大于解析 由波长、波速和频率的关系式可得=vf=340500 m=0.68 m,在列车远去时,根据多普勒效应可知站在桥上的观察者听到笛声的波长大于笛声的原波长.10.D解析 A表示波源静止,波面以声波的速度向外传播,A不符合题意;B表示波面以声波的速度向外传播,波源向右运动的速度小于声波的速度,B不符合题意;C表示波面以声波的速度向外传播,波源向右运动的速度等于声波的速度,C不符合题意;D表示波面以声波的速度向外传播,波源向右运动的速度大于声波的速度,D符合

14、题意.11.D解析 汽车正在匀速远离,速度恒定,接收到的反射波的频率也是恒定的.由于是远离,所以汽车反射波的频率应该小于发出波的频率,选项D正确.12.AC解析 由图可知,波长为8 m,周期为4 s,频率为0.25 Hz,所以有v=T=2 m/s,A正确;波向右传播,可得此时a质点速度方向向上,b质点速度方向向下,B错误;周期为4 s,在04 s内,a质点运动一个周期,路程为s=5 cm4=20 cm,C正确;观察者向x轴负方向运动时,根据多普勒效应,可知接收到该波的频率一定大于0.25 Hz,D错误.13.AC解析 小球每秒振动5次,所以波的频率为5 Hz,小球沿x轴正方向匀速移动,根据多普勒效应规律可知,位于x轴正方向一侧的观测者,接收频率大于5 Hz,位于x轴负方向一侧的观测者,接收频率小于5 Hz,所以A正确,B错误;小球的振动周期为T=15 s=0.2 s,小球振动10个周期所用的时间为t=10T=2 s,小球的速度为v1=s1t=40-2010-22 m/s=0.1 m/s,水面波的传播速度为v=st=4010-22 m/s=0.2 m/s,所以C正确,D错误.