机械波第56节多普勒效应惠更斯原理讲义-人教版高中物理选修3-4讲义练习
高二物理人教版选修3-4课件：12.5 多普勒效应 惠更斯原理
要点提炼
1. 多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时， 观察者接收到的波的 频率 2.多普勒效应产生的原因分析： 发生变化的现象.
(1)相对位置变化与频率的关系(规律)：
相对位置
波源S和观察者
图示
结论
f观察者＝f波源 音调不变
A相对静止，如
若靠近波源，由
波源S不动，观 察者A运动,由 A→B，则f观察者>f
了变化，当距离增大时，观察者在单位时间内接收到完全
波的个数减少，反之，接收到完全波的个数就增加，可见
观察者接收到的频率与波源发出的频率并不一定是相等的，
只有当波源与观察者相对静止时二者才是相等的，故B、 C选项都是正确的； 一切波都能发生多普勒效应，故D选项不正确. 答案 BC
例2
如图2甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学
B.发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化
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.只有声波才能产生多普勒效应
解析
由于波源的频率只与波源本身在单位时间内完成的
全振动的次数有关，而与波源是否运动或观察者是否运动 的情况均无关系，故A选项不正确； 当发生多普勒效应时，由于观察者与波源的相对位置发生
波源，音调变高；
A→B或A→C，
如图所示 观察者A不动， 波源S运动，由
若远离波源，由
A→C，则f观察者<f
波源，音调变低
f观察者>f波源
(2)成因归纳：发生多普勒效应时，一定是由于波源与观
察者之间发生了
相对运动 到的频率变高，互相远离时，观察者接收到的频率变低. 只是观察者接收到的波的频率发生了变化.
据 v ＝ λf 知波长 λ与 v及 f 有关，即与波源和介质有关，反射
2020_2021学年高中物理第十二章机械波5多普勒效应课件新人教版选修3_4
解析：此题考查的是多普勒效应的模型及原理．波源在某一位 置产生一列波面后，该波面以该位置为球心，以波速作为传播速度 向外传播，反之，由波面可确定出该波面的产生位置，即波源．波 面半径大，表示产生时间早，传播时间长．对照图示，可确定出波 源由右向左运动，故 A 项正确，B 错误．由于观察者不动，故波面 经过观察者的速度等于波速，而在 a 处观察时，相邻波面间距比波 源不动时的间距小，因而经过观察者的时间间隔短，频率大；同理 在 b 处的时间间隔长，频率小，故选项 C 错误，D 正确．
【解析】 当汽车向你驶来时，两者距离减小．单位时间你接 收到的声波个数增多，频率升高，将大于 300 Hz，故 A 选项正确； 当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，单位时间内你接收的声波 个数减小，频率降低，将小于 300 Hz，故 D 选项正确．
【答案】 AD
变式训练 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．当某汽车向测速监视器靠近时，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( )
答案：D
提醒： ①多普勒效应是指所接收到的波的频率与波源频率不同的现 象，并不是接收到波的强度发生变化的现象，要正确区分频率和强 度这两个物理量；②发生多普勒效应时，波源产生波的频率并没有 变化，只是观察者接收到的波的频率发生了变化；③观察者垂直于 波的传播方向移动时，不产生多普勒效应；④波的传播速度不因波 源的移动而改变．
(3)波源与观察者互相远离时，观察到的频率___变__小___．
二、多普勒效应的应用 1．测车辆速度：交警向行进中的车辆发射频__率 ___已__知_的超声波， 同时测量__反__射__波__的频率，根据反射波频率__变__化__的__多__少__就能知道 车辆的速度． 2．测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的__频__率____， 然后与地球上这些元素___静__止___时发光的频率对照，可得星球靠近 或远离我们的速度． 3．测血流速度：向人体内发射频__率__已__知__的超声波，超声波被 血管中的血流__反__射____后又被仪器接收，测出反射波的频__率__变__化 __， 就可得血流速度．
高中物理 第12章 机械波 第5节 多普勒效应 第6节 多普勒效应课件 新人教版选修3-4
(2)折射定律：入射波线、法线、折射波线在同一平面内， 入射波线与折射波线分居在法线两侧．入射角的正弦跟折射 角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种 介质中的速度之比，即ssiinn γi＝vv12.
3．波的反射与折射的对比
波现象 比较项目
波的反射
波的折射
传播方向
4．(多选)下列叙述中正确的是( ) A．空间点波源发出的球面波，其波面是一个球面，波 线就是以波源为圆心的同心圆 B．平面波的波线是一条直线，其波线相互平行 C．根据惠更斯原理，波面各点都可看做一个子波源， 子波前进的方向的包络面就是该时刻的波面 D．利用惠更斯原理，只要知道 t 时刻波面的位置和波 速，就可确定 t＋Δt 时刻波面的位置
改变(θ 反＝θ 入) 改变(θ 折≠θ 入)
频率 f
不变
不变Leabharlann 波速 v不变改变
波长 λ
不变
改变
(1)频率 f 由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与 入射波的频率，即波源的振动频率相同．
(2)波速 v 由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中 传播，故波速不变；而折射波与入射波在不同介质中传播， 所以波速变化．
要点三 波的反射和折射
1．波的反射 (1)入射角与反射角 入射角：入射波线与法线的夹角，如图中的 α； 反射角：反射波线与法线的夹角，如图中的 β.
(2)反射定律 入射波线、法线和反射波线在同一平面内，入射波线和 反射波线分居在法线两侧，反射角等于入射角．
2．波的折射 (1)折射角(γ)：折射波的波线与两介质界面法线的夹角
2．(多选)当人听到声音的频率越来越低时，原因可能是 ()
A．声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低 B．人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的 频率不变 C．人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动 的频率不变 D．人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动 的频率不变
人教版物理选修3-4讲义29知识讲解 多普勒效应、惠更斯原理
多普勒效应、 惠更斯原理编稿： 审稿：【学习目标】1．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别．2．知道什么是多普勒效应，知道它是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象． 3．了解多普勒效应的一些应用．4．知道波传播到两种介质交界面时，会发生反射和折射．5．知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的频率、波速和波长都与入射波相同． 6．知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同．知道折射角与入射角的关系．【要点梳理】要点一、多普勒效应 1．多普勒效应由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象叫做多普勒效应．多普勒效应是波独有的特征．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． 2．多普勒效应的解释为简单起见，我们只讨论波源和观察者在二者的连接线上运动的情形． （1）波源与观察者相对于介质均静止的情况． 观察者所接收到的频率与波源的振动频率相同． （2）波源静止而观察者运动的情况．若观察者朝波源运动，由于观察者迎着波传来的方向运动，使得观察者在单位时间内接收到的完全波的个数大于波源发出的完全波的个数，即观察者接收的频率高于波源频率。
v v vf λλ+=>人测．若观察者背离波源即顺着波的传播方向运动，观察者的接收频率低于波源频率． v v vf f λλ-=<=人测．（3）观察者静止而波源运动的情况．当波源S 向观察者O 运动时，波源在前进过程中，不断地发射出波，而已经发射出的波仍以波速v 前进，而后继波的波源地点（球面的中心）向前移动，所以波源前面的波面被挤紧，因此波面间隔减小了；波源后面的波面稀疏了，因此，波面间隔增大了，如图所示．波在介质中的传播速度并没有改变，观察者在波源右方时，即波源接近观察者时，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大，vff v v =-测源；同样道理，观察者在波源左方时，即波源远离观察者时，接收到的频率减小，v ff v v =+测源．3．多普勒效应中接收到的频率f ′的计算公式（1）波源相对介质静止，观察者以速度0v 相对于介质运动． 00'v v f f v ±⎛⎫=⎪⎝⎭．“+”表示观察者走向波源， “－”表示观察者离开波源．（2）波源以速度v s 相对于介质运动，观察者相对于介质静止．0's vf f v v ⎛⎫=⎪±⎝⎭． “+”表示波源离开观察者， “－”表示波源向观察者运动．（3）波源与观察者同时相对于介质运动．相向运动：00's v v f f v v ⎛⎫+= ⎪-⎝⎭；反向运动：00's v v f f v v ⎛⎫-= ⎪+⎝⎭．4．多普勒效应的定性分析方法波源与观察者相互接近，观察者接收到的频率增大；波源与观察者相互远离，观察者接收到的频率减小．5．多普勒效应的应用（1）多普勒测速仪测车速．（2）医用彩色超声波多普勒心动图仪测定心脏跳动，血管血流等情况．（3）电磁波的多普勒效应为跟踪目的物（如导弹、云层等）提供了一种简单的方法．在军事、航天、气象预报等领域有了广泛的应用．（4）用多普勒效应测量其他星系向着还是远离地球运动的速率．要点二、惠更斯原理1．波阵面和波线波阵面：由振动状态相同的点组成的平面或曲面叫波阵面或波面．波线：与波面垂直的那些线代表了波的传播方向，叫波线．2．球面波和平面波球面波：波阵面是以波源为球心的一个个球面，波线是这些球面的半径，这种波为球面波．平面波：波阵面是平面的波为平面波．3．惠更斯原理介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面．4．波的反射当波遇到障碍物时，会返回到原来的介质中继续传播，这种现象叫波的反射．入射角：入射波的波线与法线的夹角，如图中的α．反射角：反射波的波线与法线的夹角，如图中的β．反射定律：（1）入射波的波线、法线、反射波的波线在同一平面内，且反射角等于入射角．（2）反射波的波长、频率、波速都跟入射波的相同．5．波的折射（1）波传播到两种不同的可传播波的介质界面时，会有一部分进入第二种介质中，但波线会发生变化，这种现象叫波的折射．（2）折射角：折射波的波线与法线间的夹角，如图中的2θ．（3）折射定律：①内容：入射角的正弦与折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度与波在第二种介质中的速度之比． ②公式：1122sin sin v v θθ=． 式中1θ和2θ分别为波在介质l 和介质2中的入射角和折射角，1v 和2v ，分别为波在介质l 和介质2中的波速．（4）折射率：由于一定介质中的波速是一定的，所以12v v 是一个只与两种介质的性质有关而与入射角度无关的常数，叫做第二种介质对第一种介质的折射率，以12n 表示：1122v n v =． 当121n ＞，即12v v ＞时，折射波的波线偏向法线． 当121n ＜，即12v v ＜时，折射波的波线偏离法线．6．入射波、反射波、折射波的波速、波长、频率的关系 反射波的波长、频率、波速都与入射波相同．折射波的频率与入射波的频率相同，波速、波长都不相同． 7．波从深水区进入浅水区发生的现象由于深水区、浅水区分属不同介质，故在分界面发生折射，如图21θθ<，说明波在浅水区速度较小．8．波的反射与光的反射、波的折射与光的折射的比较（1）波的反射与光的反射可以类比，即波的入射角等于反射角，且波速、频率、波长都不改变．（2）波的折射与光的折射可以类比，折射都是发生在两种不同介质交界处，波的传播方向发生改变，无论是波还是光，它们的频率都不变；虽然它们的传播速度都发生变化，但对波其速度仅由介质决定，而对光其速度不仅与介质有关，还与频率有关．【典型例题】类型一、多普勒效应概念的理解例1．下列说法正确的是（）．A．若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小B．声波击碎玻璃杯的实验原理是共振C．超声波在水中传播的距离要比光波和无线电波远得多D．“闻其声不见其人”是声波的干涉现象【思路点拨】注意“波源的频率”、“观察者接收到的频率”的不同。
高中物理选修34课件：12.5多普勒效应及惠更斯原理+(共16张PPT)
多普勒效应的成因
2、观察者朝波源运动时 观察者在单位时间内接收到
的完全波的个数增多，即接收 到的频率增大。
3、观察者远离波源运动时 观察者在单位时间内接收
到的完全波的个数减少，即接 收到的频率减少。
多普勒效应的成因
1、波源朝观察者运动时
观察者感觉到波 变得密集，即波长 减小，接收到的频 率增大。
2、波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面 垂直的线叫做波线．
波面为球面的波叫球面波；波面为平面的波叫平 面波。
惠更斯原理内容:介质中任一波面上的各点,
都可看成发射子波的新波源,其后任意时刻，这 些子波的包络面就是新的波面。
t +Δt 时刻
的波面
vΔt
t 时刻 的波面
.
.. . . . ..
.
.. . . . ..
sin i v1 sin r v2
波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同．
当入射速度大于折射速度时，折射角折向法线. 当入射速度小于折射速度时，折射角折离法线. 当垂直界面入射时，传播方向不改变，属折射中 的特例．
子波波源
用惠更斯原理确定下一时刻平面波的波面
t +Δt 时刻的波面
vΔt
... ......
子波波源
t 时刻的波面
波的反射
1、波遇到障碍物会返回来继续 传播，这种现象叫做波的反射．
2、反射规律 （1）反射波与入射波的 T（f）v一样，所以λ也一样。 （2）入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与 反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 （3）波遇到两种介质界面时，总存在反射．
2、波源远离观察者运动时 观察者感到波变得稀疏，即波长增大，
高中物理 12.7《多普勒效应》精品课件 新人教版选修3-4(“频率”相关文档)共8张
三、多普勒效应的应用
1.有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车
的运动方向和快慢
2.有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行
的炮弹是接近还是远去
3.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，由此可指示汽车的速度
4.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
当汽车离你远去时，感觉音调变低 有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去
观察者在单位时
3、波源相对介质不动，观察者远离波源运动时（或观察者不动，波源远离观察者运动时）
(音调由频率决定,频率高音调高;频率低音调低) (音调由频率决定,频率高音调高;频率低音调低)
间内接收到的完全波
的 个 数 减 少 ， 即 接 收 3、波源相对介质不动，观察者远离波源运动时（或观察者不动，波源远离观察者运动时）
2、波源相对介质不动，观察者朝波源运动时（或观察者不动，波源朝观察者运动时） 有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去
到的频率减小 有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢
二、多普勒效应的成因 2、波源相对介质不动，观察者朝波源运动时 （或观察者不动，波源朝观察者运动时）
观察者在单位时间 内接收到的完全波的个 数增多，即接收到的频 率增大
二、多普勒效应的成因
3、波源相对介质不动，观察者远离波源运动时 （或观察者不动，波源远离观察者运动时）
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大
12.7 多普勒效应
一、多普勒效应
现象：
当汽车向你驶来时，感觉音调变高；当汽车离你远 去时，感觉音调变低
人教版物理选修3-4《12.5 多普勒效应》每课一练(含答案)
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察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、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调．以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是( )A．观察者静止，火车向他驶来B．观察者静止，火车离他驶去C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动D．火车静止，观察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 000Hz，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 HzB．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 Hz6．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>f0C．f1＝f2<f0D．f2<f0<f17．当人听到声音的频率越来越低时，可能的原因是( )A．声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低B．人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的频率不变C．人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动的频率不变D．人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动的频率不变8．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9．如图3所示，让小球P一边贴水面每秒振动5次，一边沿x轴正方向匀速移动，O点是它的初始位置．图示为观察到的某一时刻的水面波，图中的实线表示水面波的波峰位置，此时小球P处于波峰位置，激起的第一个波峰刚好传到40 cm处，那么水面波的传播速度及小球P匀速移动的速度分别是( )图3A．0.05 m/s；0.025 m/sB．0.1 m/s；0.1 m/sC．0.15 m/s；0.125 m/sD．0.2 m/s；0.1 m/s10．图4中，在原点处做简谐运动的波源产生的机械波沿x轴正方向传播，波速v＝400m/s.为了接收信号，在x＝400 m处设有一接收器A(图中未标出)．已知t＝0时，波已经传播到x＝40 m，则下列说法中不正确的是( )图4A．波源振动的周期为0.05 sB．x＝40 m处的质点在t＝0.5 s时位移最大C．接收器在t＝1.0 s时才能接收到此波D．若波源向x轴负方向移动，则接收器接收到的波的频率将小于20 Hz图511．轮船在进港途中的x－t图象如图5所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率是图中的哪一个( )题号 1 2 3 4 5 6 答案题号7 8 9 10 11答案于”“小于”或“等于”)波源频率；当观察者远离波源时，观察者接收到的频率______(填“大于”“小于”或“等于”)波源频率；当观察者相对于介质不动，而波源做远离观察者的运动时，观察者接收到的频率________．13．随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些飞机的速度已经超过了声音在空气中的传播速度．假设某爆炸声在空气中的传播速度为340 m/s，一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，飞机飞行的速度至少多大？参考答案1．C [多普勒效应是由于波源和观察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 [当观察者与声源相向运动时，观察者接收到的声波的个数增多，所以观察者接收的频率升高，听到乐音的音调比原来要高．当观察者与声源背向运动时，观察者接收到的声波的个数减少，所以观察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.D7．AC [人听到的声音的频率越来越低，声源远离观察者，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．]。
2021-高中物理人教版选修3-4课件：第十二章 第5～6节 多普勒效应惠更斯原理
5/6第5～6节ꢀ多普勒效应/惠更斯原理题型1ꢀ多普勒效应1．[山东师范大学附属中学2019高二下期中](多选)关于多普勒效应，下列说法中正确的是(ꢀꢀ)CD A．只要声源在运动，就一定能观察到多普勒效应B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应C．当声源朝靠近观察者运动时，声源的频率不变D．当声源朝远离观察者运动时，观察者接收到的频率变小解析若声源和观察者都同时运动，且两者间相对静止就不能观察到多普勒效应，故A错误；当声源静止，观察者靠近或远离声源时也能观察到多普勒效应，故B错误；当声源朝靠近观察者运动时，两者间距减小，根据多普勒效应原理，观察者接收到的频率大于声源的频率，但声源的频率不变，故C正确；当声源朝远离观察者运动时，两者间距增大，根据多普勒效应原理，观察者接收到的频率小于声源的频率，故D正确．2．[北京理工大学附属中学2018三模]医院有一种先进的检测技术——彩超，就是向病人体内发射频率已精确掌握的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速．这一技术主要利用了(ꢀꢀ)BA．波的干涉B．多普勒效应C．波的叠加D．波的衍射解析由题意可知，该仪器是测量反射波的频率变化，而波的干涉、波的衍射及波的叠加都不会产生频率的变化，而多普勒效应中由于波源和接收者之间的相对移动可使接收到的频率发生变化，故该技术体现的是多普勒效应，故选B.3．[北京市朝阳区2019高二上期末]汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应巡航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去．其使用的传感器主要为毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过回波的时间差和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．若该雷达发射的无线电波的频率为f，接收到的回波的频率为f′，则(ꢀꢀ)AA．当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同B．当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态C．当f′＞f时，表明前车在加速行驶D．当f′＜f时，表明前车在减速行驶解析当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当f＝f′ 时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误；当f′＞f 时，说明接收到的频率增大，两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C错误；当f′＜f 时，说明接收到的频率减小，则两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误．4．(多选)有两个静止的声源，分别发出声波1和声波2，在同一空间的空气中传播．如图所示为某时刻这两列波的波动图象．则下列说法正确的是(ꢀꢀ)BCA．声波1的波速比声波2的波速大B．相对于同一障碍物，波1比波2的衍射现象更明显C．这两列波相遇时，不会产生干涉现象D．远离两个声源运动的观察者，听到这两列波的频率均比从声源发出的频率大解析两列声波在同一空间的空气中传播，波速大小相同，故A错误；由图可知声波1和声波2波长之比为λ∶λ＝2∶1，波长越长，相对于同一障碍物衍射现象越明显，故B正确；由v＝λf得到两列波频率12之比为f∶f＝1∶2；因两列波发生干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，12不会产生干涉现象，故C正确；观察者远离波源时，听到的频率变小，故D错误．题型2ꢀ惠更斯原理5．下列说法中正确的是(ꢀꢀ)BA．水波是球面波B．声波是球面波C．只有横波才能形成球面波D．只有纵波才能形成球面波解析若波面是球面则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知C、D错误，B正确；水波的波面是平面，所以水波是平面波，A错误．6．声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中(ꢀꢀ)CA波速在逐渐变小B．频率在逐渐变小C．振幅在逐渐变小D．波长在逐渐变小解析根据惠更斯原理知，声波从声源发出后，在空中向外传播的过程中，形成了以波源为中心的波面，波面上的每个点都是子波的波源，然后又形成子波波面，形成包络面，即为新波面，但声源提供的能量一定，在形成新的波面后，总能量不变，但新波面单位面积内获得的能量减少，所以在波的传播过程中振幅逐渐减小，故选C.7．(多选)下列说法正确的是( ꢀA Dꢀ)A．根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点，都可以看成发射子波的波源B．惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理就可以确定波的传播方向D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的衍射等相关现象解析根据惠更斯原理可知，介质中任意波面上的各点，都可以看成发射子波的波源，故A正确；惠更斯原理可以解释球面波的传播，也可以解释平面波的传播，故B错误；若知道某一时刻一列波的某个波面的位置，还必须知道波速，才能利用惠更斯原理得到下一时刻这个波的位置，从而确定波的传播方向，故C错误；惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的衍射等相关现象，故D正确．。
最新人教版高中物理选修3-4：12.5 多普勒效应 知识点总结及同步课时练习
5多普勒效应6惠更斯原理记一记多普勒效应惠更斯原理知识体系3个概念——多普勒效应、波面和波线1个原理——惠更斯原理辨一辨1.发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化．(×)2．当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应．(×)3．利用超声波的多普勒效应可以测车辆速度．(√)4．人们可以根据接收到太阳光的频率变小判断太阳离地球远去．(√)5．在医学上，医生根据超声波的多普勒效应测量血流速度．(√)6．波发生反射和折射时波的频率都不变，但波长、波速均发生变化．(×)7．波的折射现象和反射现象都可以用惠更斯原理解释．(√)想一想1.炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低．2．人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？提示：在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力．3．对着山崖或高墙说话时，能听到回声；夏日的雷声在云层间轰鸣不绝，你知道这是怎么回事吗？提示：这两种现象都是由于声波的反射造成的．思考感悟：练一练1.关于多普勒效应，下列说法中正确的是()A．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化B．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化C．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高D．只有声波才能发生多普勒效应解析：发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，波源和观察者必须有相对运动，且两者间距发生变化才造成听起来频率变化，A项错误，B项正确；根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高．当波源和观察者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，C 项错误；所有波都能发生多普勒效应，D项错误．答案：B2．平直公路上，汽车正在匀速远离，用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图象，正确的是()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，汽车反射波的频率应该小于发出波的频率，D项正确．答案：D3．(多选)下列说法正确的是()A．波线表示波的传播方向B．波面表示波的传播方向C．只有横波才有波面D．波传播中某时刻任一波面上各子波波面的包络面就是新的波面解析：波线表示波的传播方向，故A项正确，B项错误；所有的波都具有波面，故C项错误；由惠更斯原理可知，D项正确．答案：AD4．关于波的反射与折射，下列说法正确的是()A．入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变B．入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变C．入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变D．入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变解析：入射波与反射波在同种介质中波速相同，频率由波源决定，频率相同，由v＝λf知波长相同，A项正确，B项错误；因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，C、D两项错误．答案：A5．(多选)以下关于波的认识，正确的是()A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的干涉D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象解析：潜艇探测周围物体利用了反射原理，A项正确；隐形飞机可以减少波的反射，B项正确；雷达工作原理利用了波的反射，C项错误；水波的传播方向发生变化，属于波的折射，D项正确．答案：ABD要点一多普勒效应1.(多选)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递的问题，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：BC2．(多选)下列说法中正确的是()A．根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源B．惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理就可以确定波的传播方向D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象解析：惠更斯原理将介质中任一波面上的各点看做发射子波的波源，可以解释波传播中的包括反射、折射在内的传播规律，故A、D两项正确．答案：AD3．(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，根据声音的多普勒效应，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．答案：BC4．(多选)如图所示，将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是() A．振针向右移动B．振针向左移动C．在A处的观察者，接收到的水波频率变小D．在A处的观察者，接收到的水波频率变大解析：振针(波源)前进方向上的水波变得密集，在其反方向的水波变得稀疏，因此振针向右移动；由于波源远离观察者时，水波波长变长，观察者接收到的频率变小，故A、C两项正确．答案：AC5．(多选)火车上有一个声源发出频率一定的音乐．当火车静止，观察者也静止时，观察者听到并记住了这个音乐的音调．以下情况中，观察者听到这个音乐的音调比原来降低的是() A．观察者静止，火车向他驶来B．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动C．观察者静止，火车离他远去D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动解析：根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距离变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高；当波源和观察者间距离变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低．观察者听到这个音乐的音调比原来降低，即接收到的声波频率降低，说明观察者和火车之间的距离在变大．故A、B两项错误，C、D两项正确．答案：CD要点二惠更斯原理6.(多选)对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是()A．同一波面上的各质点振动情况完全相同B．同一波面上的各质点振动情况可能不相同C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D．无论怎样的波，波线始终和波面垂直解析：按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面，故A项正确，B项错误；由波面和波线的概念，不难判定C、D两项正确．答案：ACD7．(多选)下列关于惠更斯原理的说法正确的是()A．惠更斯原理能够解释波的反射现象和折射现象B．惠更斯原理能够解释波的衍射现象C．介质中任何一个波面的各点，都可以看成发射子波的波源D．惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小的关系解析：惠更斯原理解释了波的传播相关的问题，所以能够解释波的反射现象和折射现象，故A项正确；同样对波的衍射现象，惠更斯原理也可以解释，但不能解释衍射现象与孔或障碍物大小的关系，故B项正确，D项错误；由惠更斯原理可知，C项正确．答案：ABC8．图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则()A．2与1的波长、频率相等，波速不等B．2与1的波速、频率相等，波长不等C．3与1的波速、频率、波长均相等D．3与1的频率相等，波速、波长均不等解析：波线1、2都在介质a中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B两项错误；波线1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝vf得波长不同，故C项错误，D项正确．答案：D9．某测量员利用回声测距，他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为多少？解析：设测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为s－x,2x＝v t1,2(s－x)＝v(t1＋Δt)，其中Δt＝0.5 s，t1＝1 s，代入数据得：s＝425 m.答案：425 m基础达标1.人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮，是因为()A．室内空气不流动B．室内声音多次反射C．室内声音发生折射D．室内物体会吸收声音解析：在空旷处讲话，声波绝大部分向远处传播而一小部分传入人耳，在室内讲话，除有声波直接传入耳朵外，向外传播的声波被墙等物体反射也传入耳朵，所以显得比较洪亮．B项正确．答案：B2．(多选)下列说法中不正确的是()A．只有平面波的波面才与波线垂直B．任何波的波线与波面都相互垂直C．任何波的波线都表示波的传播方向D．有些波的波面表示波的传播方向解析：不管是平面波，还是球面波，其波面与波线均垂直，A 项错误，B项正确；波线表示波的传播方向，C项正确，D项错误．答案：AD3．同一音叉发出的声波在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如图所示，以下说法正确的是()A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线解析：波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相同．但机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质，与波的频率无关，声波在水中传播的速度大于在空气中传播的速度．由v＝fλ知，声波在水中的波长应较大，对应于题图中波形曲线b，故只有A项正确．答案：A4．(多选)如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是()A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低解析：女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的运动，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低，选项A、D两项正确，B、C两项错误．答案：AD5．(多选)下列说法中正确的是()A．入射波的波长和反射波的波长相等B．入射波的波长大于折射波的波长C．入射波的波长小于折射波的波长D．入射波和折射波频率相同解析：机械波在发生折射时，波的频率不变，但波速和波长都发生变化，但因介质不确定，无法确定入射波和折射波的波长大小关系，故B、C两项错误，D项正确；因入射波和反射波在同一介质中，波速和频率均相同，因此，入射波的波长和反射波的波长相等，A项正确．答案：AD6．(多选)下列关于多普勒效应的说法，正确的是()A．医院检查身体的“B超”仪运用了多普勒效应原理B．不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应C．由地球上接收到遥远天体发出的光波发生“红移”现象(各条谱线的波长均变长)，可以判断遥远天体正靠近地球D．静止的观察者听到某个单一频率声源发出的声音频率越来越高，说明声源正在远离观察者解析：医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，A项正确；多普勒效应是波特有的现象，B项正确；当波源与观察者相互靠近时，观测到的频率增加，反之，当波源与观测者相互远离时，观测到的频率减小，D项错误；“红移”现象中各条谱线的波长均变长．即频率变小，因此遥远天体应正在远离地球，C项错误．答案：AB7．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)，f表示接收器接收到的频率．若u增大，则()A．f增大，v增大B．f增大，v不变C．f不变，v增大D．f减小，v不变解析：由于声波的速度只由介质决定，故v不变，根据多普勒效应可知，当声源接近接收器时接收到的频率变高，f增大，故B项正确．答案：B8．(多选)下列说法正确的是()A．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B．波发生反射时，波的频率、波长、波速均不变C．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化D．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化解析：波发生反射时，波在同一种介质中传播，频率、波长和波速均不变，A项错误，B项正确；波发生折射时，是从一种介质传播到另一种介质，波速发生变化，波的频率由波源决定，所以波的频率不变，由公式v＝λf可知，波长发生变化，D项错误，C项正确．答案：BC9．(多选)假如一辆汽车在静止时喇叭发出声音的频率是300 Hz，在汽车向你驶来又擦身而过的过程中，下列说法正确的是()A．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率大于300 HzB．当汽车向你驶来时，听到喇叭声音的频率小于300 HzC．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率大于300 Hz D．当汽车和你擦身而过后，听到喇叭声音的频率小于300 Hz 解析：当汽车向你驶来时，两者距离减小，相同时间内接收到的声波个数增多，频率升高，将大于300 Hz，故A项正确；当汽车和你擦身而过后，两者距离变大，相同时间内接收到的声波个数减少，频率降低，将小于300 Hz，故D项正确．答案：AD10．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的发射频率为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 HzB．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解析：由于蝙蝠向墙壁靠近，所以墙壁接收的频率大于39 000 Hz，蝙蝠接收到墙壁反射回来的超声脉冲频率也大于墙壁接收的频率，故C项正确．答案：C能力达标11.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s，已知t＝0时波刚好传播到x＝40 m处，如图所示．在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是()A．波源开始振动时方向沿y轴正方向B．从t＝0开始经0.15 s，x＝40 m处的质点运动的路程为0.6mC．接收器在t＝2 s时才能接收到此波D．若波源向x轴正方向运动，接收器收到的波的频率可能为9 Hz解析：由题图知，x＝40 m处的质点的起振方向向下，则波源的起振方向也向下(y轴负向)，A项错误；由图知λ＝20 m，A＝10cm，T＝λv＝0.1 s，而Δt1＝0.15 s＝32T，所以x＝40 m处的质点0.15s运动的路程为s＝32×4A＝6A＝60 cm＝0.6 m，B项正确；波由x＝40 m处传到x＝400 m处所需时间Δt＝Δxv＝360200s＝1.8 s，C项错误．当波源向x轴正向运动时，波源将靠近接收器，此时接收器收到的波的频率将大于波源的频率，即接收频率将高于10 Hz，D项错误．答案：B12.如图所示为产生机械波的波源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．BC．C D．D(3)观察到波的频率最低的位置是()A．A B．BC．C D．D解析：题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处接收到的频率最高，B处接收到的频率最低．答案：(1)D(2)A(3)B13．由波源S发出的波某一时刻在介质平面中的情形如图所示，实线为波峰，虚线为波谷．设波源频率为20 Hz，且不运动，而观察者在1 s内由A运动到B，观察者在1 s内接收到多少个完整波？设波速为340 m/s，则要让观察者完全接收不到波，他每秒要运动多远？解析：观察者在单位时间内接收到的完整波的个数，就等于观察者接收到的频率．如果观察者不动，则1 s内观察者接收的完整波的个数应为20个．然而在观察者从A运动到B的过程中，所能接收到的完整波的个数正好比不运动时少1个，即他只接收到19个完整波．要想让观察者完全接收不到波，他必须随同所在的波峰或波谷一起运动并远离波源．由s＝v t得s＝340×1 m ＝340 m，即观察者每秒要远离波源运动340 m.答案：19个340 m14．一列声波在空气中的波长为0.2 m．当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s.求：(1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；(2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度；(3)若声波垂直进入介质Ⅱ，经0.4 s返回空气，则介质Ⅱ的深度为多少？解析：(1)声波在空气中传播时，由v＝λf得：f＝v1λ1＝3400.2Hz＝1 700 Hz.由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1 700 Hz.(2)由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s.(3)声波经t2＝0.2 s传至介质Ⅱ底部，故介质Ⅱ的深度h＝v2·t2＝1 020×0.2 m＝204 m.答案：(1)1 700 Hz(2)1 020 m/s(3)204 m。
高中物理第十二章5+6多普勒效应惠更斯原理课件新人教版选修3_4
• 利用恵更斯原理解释波的传播的一般步骤 • (1)确定一列波某时刻一个波面的位置． • (2)在波面上取两点或多个点作为子波的波 源． • (3)选一段时间Δt. • (4)根据波速确定Δt时间后子波波面的位置． • (5)确定子波在波前进方向上的包络面，即为 新的波面．
• 第4步巧练——精选习题，落实强化 • 1．(多选)(2014·大连高二检测)下列说法中正 确的是( ) • A．只有平面波的波面才与波线垂直 • B．任何波的波线与波面都相互垂直 • C．任何波的波线都表示波的传播方向 • D．有些波的波面表示波的传播方向
• 【提示】 不能．能否发生多普勒效应取决 于波源和观察者之间的距离是否变化．
• 第2步结论——自我总结，素能培养
• 1．多普勒效应的成因
• 发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察 者之间发生了相对运动．
• 2．相相对位对置位置变化与图频示率的关系(规结律论)：
波源S和观察者 A相对静止，如 图所示
• 【解析】 当汽车向你驶来时，两者距离减 小，你单位时间内接收的声波个数增多，频率升 高，将大于300 Hz，故A选项正确；当汽车和你 擦身而过后，两者距离变大，你单位时间内接收 的声波个数减少，频率降低，将小于300 Hz，故 D选项正确．
• 【答案】 AD
• 多普勒效应的判断方法 • (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：当两者远离时，观察者接收到的波 的频率变小，靠近时观察者接收到的波的频率变 大，但波源的频率不变．
[再思考]
• 将一颗石子投到池塘的中央，可以看到一圈 圈的水波由中央向外传播，其中这一圈圈的波峰 构成的是波面还是波线？
《多普勒效应》人教版高三物理选修3-4PPT课件
G
E1
E2
A A
34 5
2
6
1
S
B
开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时 电表分别测的是什么?
1、2为电流表 3、4为欧姆表 5、6为电压表
在测量电流和电压时两个位置中哪个位 置的量程比较大?
电流：1大 电压：6大
【探究二：多用电表的原理】
指
数
针
字
式
式
多
多
用
用
电
电
表
表
【互动探究】1.说一说指针式多用电表的基本构造。 2.多用电表可以有哪些用途?怎样使用?怎样读数?
(5)电流任意刻度 对应待测电阻为多少？
150
35 Ω
Rx
E I
R
【探究一：将电流表改装成欧姆表的原理】
欧姆表
1.结构: 欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R， 刻度盘和红、黑表笔组成。 如图，就电路部分而言，在欧姆表内部是电流 表、电池、调零电阻三者串联而成，在欧姆表 外部，接上被测电阻后，与欧姆表内部电路一 起组成闭合电路。
二 、多普勒效应的成因
• 声源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全 振动的次数，因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数，而观 察者听到的声音的音调，是由观察者接收到的频率，即单位时间接收到的完全 波的个数决定的．
二 、多普勒效应的成因
1、当波源和观察者相对介质都静止不动． 即二者没有相对运动时
【探究情景】：如图电源的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,电流表满偏电流Ig=10 mA,电流表的电阻Rg＝7.5Ω,
A、B为接线柱。 问题1：用导线把A、B直接连起来,此时应把可变电阻R1调节为多
2015-2016学年高中物理 12.5 多普勒效应 惠更斯原理课件 新人教版选修3-4
二、对惠更斯原理的理解 1.惠更斯原理中，同一波面上的各点都可以看做子波的波源. 波源的频率与子波波源的频率相等. 2.波线的指向表示波的传播方向. 3.在各向同性均匀介质中，波线恒与波面垂直.
4.球面波的波线是沿半径方向的直线，平面波的波线是垂 直于波面的平行直线. 5.利用惠更斯原理可以解释平面波和球面波的传播、波的 衍射、干涉和折射现象，但无法说明衍射现象与狭缝或障 碍物的大小关系.
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
第十二章——
第5讲 多普勒效应 惠更斯原理
目标定位 1.了解多普勒效应，能运用多普勒效应解释一些物理现象. 2.知道什么是波面和波线. 3.了解惠更斯原理，会用惠更斯原理解释波的反射与折射现象.
1 预习导学 梳理·识记·点拨 2 课堂讲义 理解·深化·探究 3 对点练习 巩固·应用·反馈
一、多普勒效应 1.定义 波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的 波的 频率 都会发生变化，这种现象叫做多普勒效应.
(2)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道 波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个 波面 的位置， 从而确定波的传播方向.
一、对多普勒效应的理解 1.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. 2.发生多普勒效应时，波源发出的频率不变，变化的是观察 者接收到的频率.
解析 波发生反射时，波在同一种介质中传播，频率、波 长和波速均不变，选项A错误，B正确； 波发生折射时，是从一种介质传播到另一种介质，波速发 生变化，波的频率由波源决定，所以波的频率不变，由公 式v＝λf可知，波长发生变化，选项C正确，D错误. 答案 BC
高中物理 第12章 机械波 5、6多普勒效应、惠更斯原理课件 新人教版选修34
知
识
识
点
点
一
3
5 多普勒效应
6 惠更斯原理
学
பைடு நூலகம்
知
业
识
分
点
层
二
测
评
学习目标 1.理解什么是多普勒效应．了解多普勒效应的应用．(重点) 2．了解波面和波线的概念． 3．掌握惠更斯原理，理解用惠更斯原理解释波的反射和折射现象．(难点) 4．知道波反射和折射的规律．(重点)
知识脉络
多普勒效应及其应用
[先填空] 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_变__大___． (2)波源与观察者相互远离时，观察到的频率__变__小__．
【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偏高．
【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，选项 C 正确；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，选项 B 正确；此现象是奥地利物理学家多普勒首先 发现的，选项 D 正确．
【答案】 BCD
3．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
2020-2021学年人教版物理选修3-4作业课件：12-5、6 多普勒效应 惠更斯原理
解析：A、B、C 选项中应用了波的反射现象；D 选项是波的折 射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改 变．故选 B、C、D.
6．如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来 回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是( AD )
A．女同学从 A 向 B 运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从 E 向 D 运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在 C 点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在 C 点向左运动时，她感觉哨声音调变低
解析：在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源 和观察者之间有相对运动，观察者感到频率发生了变化．多普勒效应 是波动过程共有的特征，电磁波和光波也会发生多普勒效应．故选项 C 正确．
3．声波是一种机械波，在空气中传播速度约为 340 m/s，人能听 到的声波频率在 20 Hz 到 20 000 Hz 之间，对于波长为 34 m 的声波， 下列说法正确的是( C )
谢谢观赏！
Thanks!
8．利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波发射和接 收装置的渔船上，向选定的方向发射出频率 f＝5.8×104 Hz 的超声波 后，经过时间 t＝0.64 s 收到从鱼群反射回来的反射波．已知这列超声 波在水中的波长 λ＝2.5 cm，求鱼群到渔船的距离是多少？
答案：464 m
解析：所发射的超声波在水中的传播速度为： v＝λf＝2.5×10－2×5.8×104 m/s＝1 450 m/s， 超声波往返的路程为：x＝vt＝1 450×0.64 m＝928 m， 渔船到鱼群的距离为 x′＝x/2＝464 m.
4.轮船的进港途中的 x－t 图象如图所示，则在港口所测到轮船上 汽笛发出声音的频率是图中的哪一个( A )
2021年(人教版)高中物理选修3-4课件12-6惠更斯原理 -pptx
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一、波面和波线
1．概念 (1)波面：在波的传播过程中，任一时刻_振__动__状__态___都相同
的介质质点所组成的面．
(2)波线：与波面_垂__直___指向_波__传__播__方__向___的直线，如图所
示．
物理 选修3-4
第十二章 机械波
学 基础导学
讲 要点例析
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2．波的分类 (1)球面波：波面是_球__面___的波，如空气中的声波． (2)平面波：波面是_平__面___的波，如水波．
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4．折射率
(1)公式：___n_12_＝__vv_12___； (2)决定因素：因波速由介质决定，故折射率 n 是由 __介__质__性__质____决定而与入射角无关的常数.
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第十二章 机械波
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讲 要点例析
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三、波的反射 1．反射现象：波遇到介质界面会_返__回__来____继续传播的现象． 2．反射规律 (1)入射角：入射波的_波__线__与界面_法__线__的夹角． (2)反射角：反射波的_波__线__与界面_法__线__的夹角． (3)反射规律： ①反射角_等__于__入射角． ②反射波的波长、频率和波速都与入射波_相__等__．
物理 选修3-4
第十二章 机械波
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6．惠更斯原理
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2018-2019版物理新导学笔记人教版选修3-4讲义：第十二章 机械波 5_6
5多普勒效应6惠更斯原理[学习目标] 1.了解多普勒效应，并能运用多普勒效应解释一些物理现象.2.知道什么是波面和波线，了解惠更斯原理.3.知道波传播到两种介质交界面时会发生反射、折射现象，并能用惠更斯原理进行解释．一、多普勒效应1．多普勒效应波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象．2．多普勒效应产生的原因(1)当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目是一定的，观察到的频率等于波源振动的频率．(2)当波源与观察者相向运动时，1s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加(填“增加”或“减小”)，观察到的频率增加(填“增加”或“减小”)；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率减小．(填“增加”或“减小”)3．应用(1)测车辆速度．(2)测星球速度．(3)测血流速度．二、惠更斯原理1．波面和波线波面：任何振动状态相同的点组成的一个个圆．波线：代表了波的传播方向，与波面垂直的线．2．惠更斯原理(1)定义：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面．(2)应用：用惠更斯原理可以说明平面波的传播，解释波的衍射，不能解释波的强度．无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系．3．波的反射和折射(1)反射现象：波遇到介质界面会返回原介质继续传播的现象．(2)折射现象：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化．(×)(2)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应．(×)(3)波发生反射和折射时波的频率都不变，但波长、波速均发生变化．(×)(4)波的折射现象和反射现象都可以用惠更斯原理解释．(√)2．如图1表示产生机械波的波源S做匀速运动的情况，图中的圆表示波峰．该图表示____________现象，观察到波的频率最高和最低的位置分别是________、________.图1答案多普勒效应A B一、多普勒效应[导学探究]警车鸣笛从你身边飞速驶过，对于警车向你靠近和警车远离的过程，你会听到警笛的声音在变化．思考下列问题：(1)你听到警笛的音调有何不同？(2)实际上警笛的音调会变化吗？(3)听到音调发生变化的原因是什么？答案(1)警车驶来时，音调变高；警车远离时音调变低．(2)实际上警笛的音调不会变化．(3)警车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，因此会感觉警笛音调变化．[知识深化]多普勒效应产生的原因分析1．相对位置变化与频率的关系(规律)2.成因归纳根据以上分析可以知道，发生多普勒效应时，一定是由于波源与观察者之间发生了相对运动，且两者间距发生变化．例1 关于多普勒效应，下列说法中正确的是( )A ．发生多普勒效应时，波源频率发生了变化B ．要发生多普勒效应，波源和观察者必须有相对运动且两者间距发生变化C ．火车向你驶来时，你听到的汽笛声音调变低，火车离你远去时，你听到的汽笛声音调变高D ．只有声波才能发生多普勒效应答案 B解析 发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，波源和观察者必须有相对运动，且两者间距发生变化才造成听起来频率变化，故A 错误，B 正确；根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高．当波源和观察者间距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，故C 错误；所有波都能发生多普勒效应，故D 错误．多普勒效应的判断方法1．确定研究对象(波源与观察者)．2．确定波源与观察者两者间距是否发生变化．若有变化，能发生多普勒效应，否则不发生．3．判断：当两者远离时，观察者接收到的波的频率变小，靠近时，观察者接收到的波的频率变大，但波源的频率不变．针对训练(多选)火车上有一个声源发出频率一定的音乐．当火车静止，观察者也静止时，观察者听到并记住了这个音乐的音调．以下情况中，观察者听到这个音乐的音调比原来降低的是()A．观察者静止，火车向他驶来B．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动C．观察者静止，火车离他远去D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动答案CD解析根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距离变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高．当波源和观察者间距离变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低．观察者听到这个音乐的音调比原来降低，即接收到的声波频率降低，说明观察者和火车之间的距离在变大．所以A、B错误，C、D正确．二、惠更斯原理1．惠更斯原理的实质波面上的每一点(面元)都是一个次级球面波的子波源，子波的波速与频率等于初级波的波速和频率，此后每一时刻的子波波面的包络面就是该时刻总的波动的波面．其核心思想是介质中任一处的波动状态是由各处的波动决定的．2．惠更斯原理的局限性波的直线传播、反射、折射等都能用此来进行较好的解释．但是，惠更斯原理是比较粗糙的，用它不能解释衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系．例2(多选)对惠更斯原理的理解，下列说法正确的是()A．同一波面上的各质点振动情况完全相同B．同一波面上的各质点振动情况可能不相同C．球面波的波面是以波源为中心的一个个球面D．无论怎样的波，波线始终和波面垂直答案ACD解析按照惠更斯原理：波面是由任意时刻振动情况完全相同的点构成的面，故A正确，B 错误．由波面和波线的概念，不难判定C、D正确．三、波的反射和折射及应用[导学探究] 如图2所示，当波从介质Ⅰ传播到两介质的交界面时，返回介质Ⅰ的波和进入介质Ⅱ的波的频率变化吗？波长变化吗？图2答案 返回介质Ⅰ时波的频率和波长均不变，进入介质Ⅱ的波的频率不变，波速变化，由v ＝λf 得，波长变化．[知识深化] 对波的反射和折射的理解(1)频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的．(2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变．(3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝v f 可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝v f可知波长变大；反之变小．例3 图3中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )图3A ．2与1的波长、频率相等，波速不等B ．2与1的波速、频率相等，波长不等C ．3与1的波速、频率、波长均相等D ．3与1的频率相等，波速、波长均不等答案 D解析 波线1、2都在介质a 中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A 、B 错；波线1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝v f得波长不同，故C 错，D 对．例4 某测量员利用回声测距，他站在两平行墙壁间某一位置鸣枪，经过1s 第一次听到回声，又经过0.5s 再次听到回声，已知声速为340m/s ，则两墙壁间的距离为多少？ 答案 425m解析 设测量员离较近的墙壁的距离为x ，则他离较远的墙壁的距离为s －x ，2x ＝v t 12(s －x )＝v (t 1＋Δt )其中Δt ＝0.5 s ，t 1＝1 s ，代入数据得：s ＝425 m.回声测距的三种情况1．当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间t 听到回声，则声源距障碍物的距离为s ＝v 声·t 2. 2．当声源以速度v 向静止的障碍物运动或障碍物以速度v 向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s ＝(v 声＋v )·t 2. 3．当声源以速度v 远离静止的障碍物或障碍物以速度v 远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s ＝(v 声－v )·t 2.1．(对多普勒效应的理解)(多选)一频率为600Hz 的声源以20rad/s 的角速度沿一半径为0.80m 的圆周做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P 点且相对于圆心静止，如图4所示，下列判断正确的是( )图4A．观察者接收到声源在A点发出声音的频率大于600HzB．观察者接收到声源在B点发出声音的频率等于600HzC．观察者接收到声源在C点发出声音的频率等于600HzD．观察者接收到声源在D点发出声音的频率小于600Hz答案AB2．(多普勒效应的应用)(多选)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啸声判断飞行炮弹是接近还是远去答案ABD3．(对惠更斯原理的理解)(多选)下列关于惠更斯原理的说法正确的是()A．惠更斯原理能够解释波的反射现象和折射现象B．惠更斯原理能够解释波的衍射现象C．介质中任何一个波面的各点，都可以看成发射子波的波源D．惠更斯原理能够解释衍射现象与障碍物或孔的大小的关系答案ABC解析惠更斯原理解释了波的传播相关的问题，所以能够解释波的反射现象和折射现象，故A正确；同样对波的衍射现象，惠更斯原理也可以解释，但不能解释衍射现象与孔或障碍物大小的关系，故B正确，D错误；由惠更斯原理可知，C正确．4．(波的反射和折射)一列声波在空气中的波长为0.2m．当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6m，如图5所示，若空气中的声速是340m/s.求：图5(1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；(2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度；(3)若声波垂直进入介质Ⅱ，经0.4s返回空气，则介质Ⅱ的深度为多少？答案 (1)1700Hz (2)1020m/s (3)204m解析 (1)声波在空气中传播时，由v ＝λf 得：f ＝v 1λ1＝3400.2Hz ＝1700Hz. 由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1700Hz.(2)由v ＝λf 得声波在介质Ⅱ中的传播速度为v 2＝λ2f ＝0.6×1700m/s ＝1 020 m/s.(3)声波经t 2＝0.2s 传至介质Ⅱ底部，故介质Ⅱ的深度h ＝v 2·t 2＝1020×0.2m ＝204m.一、选择题考点一 多普勒效应1．(多选)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答案 BC解析 A 项和D 项中所说的现象是能量传递的问题，不是多普勒效应．B 、C 两项所发生的现象是多普勒效应．2．(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 ．频率不变答案 BC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，根据声音的多普勒效应，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．3．(多选)如图1所示，将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是( )图1A．振针向右移动B．振针向左移动C．在A处的观察者，接收到的水波频率变小D．在A处的观察者，接收到的水波频率变大答案AC解析振针(波源)前进方向上的水波变得密集，在其反方向的水波变得稀疏，因此振针向右移动；由于波源远离观察者时，水波波长变长，观察者接收到的频率变小，故A、C正确．4．平直公路上，汽车正在匀速远离，用多普勒测速仪向其发出频率为f0的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动位移变化的图象，正确的是()答案 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，汽车反射波的频率应该小于发出波的频率，所以选项D正确．5．(多选)如图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，下列关于女同学的感受的说法正确的是()图2A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低答案AD解析女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低，选项A、D正确，B、C错误．6．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)，f表示接收器接收到的频率．若u增大，则()A．f增大，v增大B．f增大，v不变C．f不变，v增大D．f减小，v不变答案 B解析由于声波的速度只由介质决定，故v不变，根据多普勒效应可知，当声源接近接收器时接收到的频率变高，f增大，故B项正确．考点二惠更斯原理7．(多选)下列说法正确的是()A．波线表示波的传播方向B．波面表示波的传播方向C．只有横波才有波面D．波传播中某时刻任一波面上各子波波面的包络面就是新的波面答案AD解析波线表示波的传播方向，故A正确，B错误；所有的波都具有波面，故C错误；由惠更斯原理可知，D正确．8．(多选)下列说法中正确的是()A．根据惠更斯原理可知，介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源B．惠更斯原理只能解释球面波的传播，不能解释平面波的传播C．若知道某时刻一列波的某个波面的位置，由惠更斯原理就可以确定波的传播方向D．惠更斯原理不但可以解释波的直线传播，还可以解释波的反射与折射等相关现象答案AD解析惠更斯原理将介质中任一波面上的各点看做发射子波的波源，可以解释波传播中的包括反射、折射在内的传播规律，故A、D正确．考点三波的反射与折射9．关于波的反射与折射，下列说法正确的是()A．入射波的波长一定等于反射波的波长，其频率不变B．入射波的波长一定小于反射波的波长，其频率不变C．入射波的波长一定大于折射波的波长，其频率不变D．入射波的波长一定小于折射波的波长，其频率不变答案 A解析入射波与反射波在同种介质中波速相同，频率由波源决定，频率相同，由v＝λf知波长相同，选项A正确，B错误；因不知介质情况，入射波与折射波波长无法比较，选项C、D错误．10．(多选)以下关于波的认识，正确的是()A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C．雷达的工作原理是利用波的干涉D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象答案ABD解析潜艇探测周围物体利用了反射原理，A对；隐形飞机可以减少波的反射，B对；雷达工作原理利用了波的反射，C错；水波的传播方向发生变化，属于波的折射，D对．二、非选择题11．(多普勒效应)公路巡警开车在高速公路上以100km/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波，如果该波被轿车反射回来时，巡警车接收到的波的频率比发出时低．(1)此现象属于()A．波的衍射B．波的干涉C．多普勒效应D．波的反射(2)若轿车以20m/s的速度行进，反射回的频率应________．(填“偏高”或“偏低”)答案(1)C(2)偏高解析(1)巡警车接收到的波的频率比发出时低，此现象为多普勒效应．(2)若该轿车以20m/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偏高．12．(波的反射)利用超声波可以探测鱼群的位置．在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，向选定的方向发射出频率f ＝5.8×104Hz 的超声波后，经过时间t ＝0.64s 接收到从鱼群反射回来的反射波．已知该超声波在水中的波长λ＝2.5cm ，求鱼群到渔船的距离是多少．(鱼群和渔船静止不动)答案 464m解析 所发射的超声波在水中的传播速度为：v ＝λf ＝2.5×10－2×5.8×104m /s ＝1 450 m/s ，超声波往返的路程为s ＝v t ＝1450×0.64m ＝928m ，渔船到鱼群的距离为：x ＝s 2＝464m. 13．(波的折射)一声波在空气中的波长为25cm ，速度为340m/s ，当折射进入另一种介质时，波长变为80cm ，求：(1)声波在这种介质中的频率；(2)声波在这种介质中的传播速度大小．答案 (1)1360Hz (2)1088m/s解析 (1)声波由空气进入另一种介质时，频率不变，由v ＝λf 得f ＝v λ＝34025×10－2Hz ＝1360Hz. (2)因频率不变，有v λ＝v ′λ′，得：v ′＝λ′λv ＝80×10－225×10－2×340m/s ＝1 088 m/s.。
高中物理第二章机械波第56节波的干涉衍射多普勒效应课件教科版选修3_4
②减弱区：某一时刻，两列波的 波峰和波谷 同时到达某一 点，该质点振动的振幅等于两列波的 振幅之差 ，减弱点形成 的区域是减弱区。若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等 于零。 (3)波的干涉： ①定义：频率相同的两列波叠加，使介质中某些区域的质 点振动始终 加强 ，另一些区域的质点振动始终 减弱 ，并且 这两种区域相互间隔、 位置 保持不变，这种稳定的叠加现象 叫做波的干涉。
[思路点拨] (1)形成干涉图样的所有质点都在不停地振动着，其位移的大小和方 向都在不停地随时间变化。 (2)对稳定的干涉，振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的。
解析：a 质点是波峰和波谷相遇的点，振动减弱。b 质点是 波峰与波峰的相遇点，c 质点是波谷与波谷的相遇点，振动都是 加强的。d 质点位于振动加强点的连线上，仍为振动加强的点， 故 A 错，B 对。某时刻振动加强或减弱的点位置是固定的，始 T 终是加强或减弱的，故 C 对。再过 后的时刻，a、b、c 三点虽 4 然都处在平衡位置，但 a 点振动仍减弱，b、c 两点振动仍加强， 故 D 错。
图 2－5－3
A．在两波相遇的区域中会产生干涉 B．在两波相遇的区域中不会产生干涉 C．a 点的振动始终加强 D．a 点的振动始终减弱
解析：由图可知，两列波的波长不相等，由 v＝λf，知 f 不相等。不满足波的干涉条件，故 B 正确。
答案：B
横波与纵波
[自读教材· 抓基础]
1．定义 波能够绕到 障碍物的后面 传播的现象。 2．实验及现象 (1)实验： 在水槽里放两块挡板，挡板之间留一狭缝。 ①保持波源的振改变波源的振动频率来改变波长。
知识点一
理解·教材新知
知识点二 知识点三
第 二 章
第 5、 6 节
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第5、6节多普勒效应惠更斯原理1.多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化的现象。
2．波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大，二者如果远离，观察者接收到的频率减小。
3．利用多普勒效应可以测车辆速度、星球速度、血流速度等。
4．惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。
一、多普勒效应1．多普勒效应(1)音调：音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。
(2)多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率都会发生变化的现象。
2．多普勒效应产生的原因(1)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)的数目是一定的，观察者观测到的频率等于波源振动的频率。
(2)当波源与观察者相互靠近时，1 s内通过观察者的波峰(或密部)的数目增加，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小。
二、多普勒效应的应用1．测车辆速度：交警向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。
2．测星球速度：测量星球上某些元素发出的光波的频率。
然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，可得星球的速度。
3．测血流速度：向人体内发射已知频率的超声波，超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就可得血流速度。
三、惠更斯原理1．波面与波线(1)波面和波线的概念：①波面：波源发出的波，向四周传开，波峰组成了一个个圆，波谷也组成一个个圆，振动状态相同的点都组成了一个个圆，这些圆叫作一个个波面。
②波线：指与波面垂直的那些线，代表了波的传播方向。
如图所示。
(2)波的分类：①球面波：由空间一点发出的波，它的波面是以波源为球心的一个个球面，波线就是这些球面的半径。
②平面波：指波面是平面的波。
2．惠更斯原理(1)内容：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。
(2)应用：①如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向。
②利用惠更斯原理只能解释衍射现象中波的传播方向，不能解释波的强度。
无法说明衍射现象与狭缝或障碍物大小的关系。
3．波的反射与折射(1)反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。
(2)折射现象：波从一种介质射入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。
1．自主思考——判一判(1)发生多普勒效应时，波源的频率没有发生变化。
(√)(2)当波源和观察者向同一个方向运动时，一定发生多普勒效应。
(×)(3)只有横波才能发生多普勒效应。
(×)(4)波面一定是平面。
(×)(5)波的传播方向与波面平行。
(×)(6)用惠更斯原理能够解释波的衍射现象与障碍物大小的关系。
(×)2．合作探究——议一议(1)炮弹由远处飞来从头顶呼啸而过的整个过程中，我们所听到的音调会发生怎样的变化？为什么？提示：波源与观察者距离的变化会引起接收频率的变化，频率的变化会引起音调的变化，由于炮弹离我们先变近后变远，所以音调先变高后变低。
(2)人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳旁，这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力？提示：在耳廓原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵的接收能力。
1．波源频率波源完成一次全振动，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。
2．接收频率(1)波源和观察者相对静止。
观察者接收到的频率等于波源的频率。
(2)波源和观察者有相对运动。
观察者在单位时间内接收到的完全波的个数发生变化，即感觉到波的频率发生变化。
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．音调音调由频率决定，频率高则音调高，频率低则音调低。
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。
[典例] [多选]如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是( )A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低[解析] 女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她就有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都感到哨声音调变高；反之女同学向左运动时，她感到音调变低。
选项A、D 正确，B、C错误。
[答案] AD观察者接收到的频率的判断(1)声音的音调取决于频率，频率高则音调高，频率低则音调低。
(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源频率，音调变高；反之，观察者接收到的频率小于波源频率，音调变低。
1．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。
他所利用的是声波的( )A．干涉现象B．衍射现象C．多普勒效应 D．反射现象解析：选C 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。
2．[多选]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，远离你而去时，音调变低D．大风中，远处人的说话声时强时弱解析：选BC 声波音调的高低由其频率决定，据多普勒效应，当声源与观察者发生相对运动时，观察者听到的音调会变化，B、C正确；声音的强弱由声波的能量决定，声源越近，声波能量越大，听起来越响亮，但音调不一定变化，A、D项不是由多普勒效应造成的，故选择B、C。
3．[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：选BC 渔船与鱼群发生相对运动，被鱼群反射回来的超声波的速度大小不变；由多普勒效应知，反射回来的超声波的频率变高，故选项B、C正确。
1．波的反射的应用(1)回声测距：①当声源不动时，声波遇到了静止障碍物会被反射回来继续传播，由于反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等。
设经过时间t 听到回声，则声源距障碍物的距离为s ＝v 声t 2。
②当声源以速度v 向静止的障碍物运动或障碍物以速度v 向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s ＝(v 声＋v )t 2。
③当声源以速度v 远离静止的障碍物或障碍物以速度v 远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s ＝(v 声－v )t 2。
(2)超声波定位：蝙蝠、海豚能发出超声波。
超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来。
蝙蝠、海豚就是根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物的位置，从而确定飞行或游动方向。
2．波的反射与折射的对比(1)对应物理量的变化(2)①频率f 由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率都与入射波的频率，即波源的振动频率相同。
②波速v 由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故波速不变，而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化。
③据v ＝λf 知，波长λ与v 及f 有关，即与介质和波源有关，反射波与入射波在同一介质中波速相同，频率相同，故波长相同。
折射波与入射波在不同介质中传播，v 不同，f 相同，故λ不同。
1．[多选]以下关于波的认识，哪些是正确的( )A ．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的反射原理B ．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C ．雷达的工作原理是利用波的折射D ．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象解析：选ABD A 、B 、C 选项中应用了波的反射现象；A 、B 正确、C 错误；D 选项应用了波的折射现象，深水区域和浅水区域视为不同介质，故波的传播方向发生改变，故D 正确。
2．[多选]下列说法正确的是( )A ．波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B ．波发生反射时，频率、波长、波速均不变C ．波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化D ．波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化解析：选BC 波发生反射时是在同一介质中，频率、波长、波速均不变，选项A 错误，B 正确；波发生折射时，介质改变，故波速发生变化，但频率由波源决定，波的频率不变，由v ＝λf 可知波长也发生变化，选项C 正确，D 错误。
3.如图所示，1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( )A ．2与1的波长、频率相等，波速不等B ．2与1的波速、频率相等，波长不等C ．3与1的波速、频率、波长均相等D ．3与1的频率相等，波速、波长均不等解析：选D 波1、2都在介质a 中传播，故1、2的频率、波速、波长均相等，A 、B 错。
波1、3是在两种不同介质中传播，波速不同，但波源没变，因而频率相等，由λ＝v f得波长不同，故C 错，D 对。
1．下列说法中正确的是( )A ．水波是球面波B ．声波是球面波C ．只有横波才能形成球面波D ．只有纵波才能形成球面波解析：选B 若波面是球面，则为球面波，与横波、纵波无关，由此可知B 正确，C 、D 错误。
由于水波不能在空间中传播，所以它是平面波，A 不正确。
2．[多选]下列对惠更斯原理的理解，正确的是( )A ．同一波面上的各质点振动情况完全相同B ．同一振源的不同波面上的质点的振动情况可能相同C ．球面波是以波源为中心的一个个球面D．无论怎样的波，波线始终和波面平行解析：选ABC 根据惠更斯原理，介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面，同一波面上各质点的振动情况完全相同，选项A正确；不同波面上质点的振动情况可能相同，选项B正确；球面波是以波源为中心的一个个球面，选项C正确；波线始终与波面垂直，选项D错误。
3．[多选]当人听到声音的频率越来越低时，可能的原因是( )A．声源和人都是静止的，声源振动的频率越来越低B．人静止，声源远离人做匀速直线运动，声源振动的频率不变C．人静止，声源远离人做匀加速直线运动，声源振动的频率不变D．人静止，声源远离人做匀减速直线运动，声源振动的频率不变解析：选AC 人听到的声音的频率越来越低，声源远离观察者，且远离的速度越来越大，也就是加速远离。