2017-2018学年粤教版物理3-4配套文档：第2章 第5节 多

第五节多普勒效应
1．(2分)关于波的周期下列说法正确的是()
A．质点的振动周期就是波的周期
B．波的周期是由波源驱动力的频率决定的
C．波的周期与形成波的介质的密度有关
D．经历整数个周期波形图重复出现，只是波峰向前移动了一段距离
【解析】波的周期性是由质点振动的周期性决定的，故A选项正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故B选项正确，C选项错误；D选项正是波的周期性的体现，故D选项正确．
【答案】ABD
2．(2分)对波速的理解正确的是()
A．波速表示振动在介质中传播的快慢
B．波速跟波源振动的快慢无关
C．波速表示介质质点振动的快慢
D．波速表示介质质点迁移的快慢
【解析】机械波是机械振动在介质中的传播，机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身决定，与介质质点的振动速度是两个不同的概念．介质中的质点在平衡位置时速度最大，在最大位移处速度为零．质点并不随波迁移，在波的传播过程中传播的是振动形式及能量．故C、D选项错误，A、B选项正确．
【答案】AB
3．(2分)关于波长，下列说法中正确的是()
A．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一个波长
B．两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长
C．在横波中，两个相邻波峰(或两个相邻波谷)之间的距离等于波长
D．在纵波中，两个密部(或两个疏部)之间的距离等于波长
【解析】本题考查对波长定义的理解，涉及的方面比较多，有一定难度，根据波动中时间与空间的对应性，时间是周期的多少倍，振动形式在介质中传播的距离就是波长的多少倍，选项A正确；根据波长的定义，不难知道选项B、C 正确，D错误．
【答案】ABC
4．(4分)简谐波在给定的介质中传播时，下列说法中正确的是()
A．振幅越大，则波传播的速度越快
B．振幅越大，则波传播的速度越慢
C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长
D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短
【解析】波在介质中传播的快慢程度称为波速．波速的大小由介质本身的性质决定，与振幅无关，所以A、B两选项错．由于振动质点做简谐运动．在一个周期内，振动质点走过的路程等于振幅的4倍，所以C选项错误；根据经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ，所以振动的频率越高，
即周期越小，波传播一个波长的距离所用的时间越短，即D 选项正确．
【答案】 D
学生P 29
一、多普勒效应的成因 1．多普勒效应 由于波源与观察者之间有相对运动，使观察者感到频率改变的现象． 2．多普勒效应产生的原因
(1)波源与观察者相互靠近时，单位时间内通过观察者的波峰(
或密部)的数目增加，观察者观测到的频率大于波源的频率，即观察到的频率增加．
(2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率变小．
二、多普勒效应的应用
1．修理铁路的工人可以从火车的汽笛声判断火车的运行方向和快慢．
2．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可知汽车的速度．
3．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地球的运动速度．
4．应用多普勒效应还可以跟踪人造地球卫星．
5．医疗：医院里用超声波，通过测定反射波的频率变化，可以检查心脏、大脑和眼底血管的病变．
学生P 29
一、多普勒效应的理解
1．多普勒效应的概念
由于波源与观察者存在相对运动，而使观察者接收到波的频率发生变化的现象．
2．多普勒效应的产生
声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，称为一个完全波．频率表示单位时间内完成的全振动的次数．因此波源的频率又等于单位时间内波源发出的完全波的个数．
观察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间内接收到的完全波的个数决定的．
(1)波源和观察者相对介质都静止
观察者接收到的频率等于波源的频率．
(2)波源和观察者距离发生相对变化．
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到的频率发生变化．
波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；二者如果相互远离，观察者接收到的频率减小．
3．多普勒效应是波的特性，不只有机械波会产生多普勒效应，后面所学的光波、电磁波也会产生这一现象．
运动，
运动，
一、多普勒效应的原因分析
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，观察者接收的频率发生了变化
C ．多普勒效应是在波源与观察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
【导析】 理解多普勒效应产生的原因，是解决此题的关键．
【解析】 当声源和观察者之间有相对运动时，会发生多普勒效应，但声源的频率并没有发生变化，所以A 错误．多普勒现象产生的本质是观察者接收的频率不等于波源的频率，它首先由奥地利物理学家多普勒发现．
【答案】 BCD
发生多普勒效应是波源与观察者之间有相对运动时发生的，
1．如图2－5－1所示，a 为静止不动的声源，发出声波；b 为接收者，接收a 发出的声波．若b 沿着ab 连线向a 匀速运动，则在这一过程中( )
图2－5－1
A．b接收到的声音频率比a发出的声音频率大
B．b离a越近，接收到的声音频率越大
C．b离a越远，接收到的声音频率越小
D．b接收到的声音频率与远近无关
【解析】相向运动接收频率增大，只要声源与观察者存在相对运动，观察者接收到的频率就发生变化，与远近无关．
【答案】AD
二、多普勒效应的应用
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
【导析】波源与观察者靠近时，观察者接收到的频率比二者相对静止时要大，远离时要小．
【解析】该题考查对发生多普勒效应的原因分析．由多普勒效应知，巡警车接收到的频率低了，即观察者接收到的频率低了，说明轿车和巡警车在相互远离，而巡警车速度恒定，因此可以判定轿车的速度比巡警车速度大，故A正确．【答案】 A
通过比较波源频率
2．下面哪些应用是利用了多普勒效应()
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天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，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通
管理
C．铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况
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．
【答案】ABD
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产生的
D．只有声波才可以发生多普勒效应
【解析】多普勒效应是由于波源和观察者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不正确，C正确．一切波都能发生多普勒效应，D错．
【答案】 C
2．观察者不动，波源迎面而来时()
A．波源的波长发生了改变
B．波源的频率发生了改变
C．观察者接收到波的频率发生了改变
D．波速发生了改变
【解析】波源的频率、波速、波长都没有发生变化，仅是接收到的频率发生了变化，即单位时间内接收到波的个数发生了变化．
【答案】 C
3．下列哪些现象是多普勒效应()
A．远去的汽车声音越来越小
B．炮弹迎面飞来，声音刺耳
C．火车向你驶来时，音调变高；离你而去时，音调变低
D．大风中，远处人的说话声时强时弱
【解析】A项和D项中所说的现象是能量传播的问题，不是多普勒效应．B、C两项所发生的现象是多普勒效应．
【答案】BC
4．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
【解析】由于声波的速度由介质决定，故v不变．根据多普勒效应可知，当声源接近接收器时，接收器接收到的频率变高，ν增大，故B项正确．【答案】 B。