第4节 多普勒效应及其应用 [教材链接] (1)频率 (2)①等于 ②增多 增大 ③减少 减小 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 C [解析] 根据多普勒效应产生的原因,该图表示波源正在向B点移动,选项A错误;当波源向观察者运动时,观察者接收到的频率一定比波源振动的频率高,当波源远离观察者时,观察者接收到的频率一定比波源振动的频率低,选项B、D错误,C正确. 例3 (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. 例4 D [解析] 看到闪电后,过一会儿才能听到雷声,是光和声音在空气中的传播速度不同造成的,故①错误;探测器接收到的超声波频率发生变化,是由于血液发生流动,探测器与血液的观测点的距离发生变化引起的,可以用多普勒效应解释,故②正确;观察者听到远去的列车发出的汽笛声,音调变低是由于列车与观察者的距离发生变化引起的,可以用多普勒效应解释,故③正确;观察者与双星的距离发生变化,接收到的频率发生变化,产生周期性变化的光谱,属于多普勒效应,故④正确. 随堂巩固 1.CD [解析] 发生多普勒效应时,波源频率不变,当观察者靠近或远离波源时,接收频率会发生变化,故A错误;多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的,与波的干涉无关,故B错误;多普勒效应是波共有的特征,故C正确;科学家通过哈勃望远镜发现来自遥远的星系上的某种原子光谱,与地球上同种原子的光谱比较,波长均变小,由c=λf可知,光的频率变大,由多普勒效应,说明该星系正在向地球靠近,故D正确. 2.CD [解析] 当波源与观察者的相对距离减小时,观察者单位时间内接收到的完全波的个数增多,即观察者接收到的频率比波源发出的频率高;当二者的相对距离增大时,观察者单位时间内接收到的完全波的个数减少,即观察者接收到的频率比波源发出的频率低.当波源与观察者有相对运动,但距离不变时(如圆周运动),则不会出现多普勒效应,选项A错误;当波源与观察者同向运动时,二者的距离可能增大,也可能减小,也可能不变,选项B错误;当波源与观察者相向运动时,二者的相对距离减小,选项C正确;当波源与观察者反向运动时,二者的相对距离增大,选项D正确. 3.D [解析] 医生利用超声波探测病人血管中血液的流速,应用了声波的多普勒效应,与多普勒效应有关,故A错误;交通警察向车辆发射超声波并通过测量反射波的频率确定车辆行进的速度,应用了超声波的多普勒效应,与多普勒效应有关,故B错误;科学家通过比较星球与地球上同种元素发出的光的频率来计算星球远离地球的速度,应用了光的多普勒效应,与多普勒效应有关,故C错误;技术人员用超声波探测金属、陶瓷、混凝土中是否有气泡,是利用超声波穿透能力强的特点,与多普勒效应无关,故D正确. 4.D [解析] 利用“声波”来探测海水深度是利用波的反射,故A错误;利用“共鸣箱”来使声音增强是运用共振知识,故B错误; 把耳朵贴在铁轨上,可以听见很远处是否有火车,因为铁轨是固体,声音在固体中传播最快、最远,所以能判断是否有火车,故C错误;有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声中可以判断飞行炮弹是接近还是远去,频率变高表示靠近,频率降低表示远离,利用了多普勒效 ... ...
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