邢臺市育才中學(xué)高中物理學(xué)案：多普勒效應(yīng)惠更斯原理

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)案9多普勒效應(yīng)惠更斯原理［目標(biāo)定位]1.了解多普勒效應(yīng)，并能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象。2。知道什么是波面和波線,了解惠更斯原理.3.知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射、折射現(xiàn)象，并能用惠更斯原理進(jìn)行解釋．一、多普勒效應(yīng)[問題設(shè)計(jì)］有經(jīng)驗(yàn)的鐵路工人可以從火車汽笛聲判斷火車的運(yùn)行方向和快慢，請你說一說他們是根據(jù)什么作出的判斷．［要點(diǎn)提煉]1．多普勒效應(yīng)：波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象．2．多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因分析：（1)相對位置變化與頻率的關(guān)系（規(guī)律）：相對位置圖示結(jié)論波源S和觀察者A相對靜止，如圖所示f觀察者＝f波源音調(diào)不變波源S不動(dòng)，觀察者A運(yùn)動(dòng),由A→B或A→C，如圖所示若靠近波源，由A→B,則f觀察者〉f波源,音調(diào)變高;若遠(yuǎn)離波源，由A→C，則f觀察者<f波源，音調(diào)變低觀察者A不動(dòng)，波源S運(yùn)動(dòng)，由S→S′，如圖所示f觀察者〉f波源音調(diào)變高（2)成因歸納:發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),一定是由于波源與觀察者之間發(fā)生了相對運(yùn)動(dòng)．二者互相靠近時(shí),觀察者接收到的頻率變高，互相遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的頻率變低．3．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí),波源產(chǎn)生的波的頻率并沒有變化,只是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化．4．多普勒效應(yīng)是波的特性，不是只有機(jī)械波會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng),后面所學(xué)的光波、電磁波也會(huì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象．二、波面、波線、惠更斯原理［問題設(shè)計(jì)］把一顆石子投到平靜的池塘里,會(huì)激起一圈圈起伏不平的水面波向周圍傳播，你知道向四面八方傳播的波峰(波谷)為什么會(huì)組成一個(gè)個(gè)圓嗎?[要點(diǎn)提煉]1．波面：在波的傳播過程中，任一時(shí)刻介質(zhì)中的點(diǎn)組成的面叫做波面．2．波線波線是指與波面垂直的那些線，它代表了波的如圖1所示．圖13．惠更斯原理介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn),都可以看做的波源,其后任意時(shí)刻,這些子波在波前進(jìn)方向的就是新的波面．4．惠更斯原理只能解釋波的傳播方向，不能解釋波的，無法說明衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的的關(guān)系．三、波的反射和折射[問題設(shè)計(jì)]1．對著山崖或高墻說話時(shí),能聽到回聲；夏日的雷聲在云層間轟鳴不絕，你知道這是怎么回事嗎？2．波不僅有反射現(xiàn)象,也有折射現(xiàn)象，請用惠更斯原理解釋波的反射和折射現(xiàn)象．［要點(diǎn)提煉］1．波的反射(1）定義：波遇到介質(zhì)界面會(huì)繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．(2）反射波的波長、波速、頻率跟入射波的．2．波的折射(1）波從一種介質(zhì)另一種介質(zhì)時(shí)，波的發(fā)生改變的現(xiàn)象．（2）波的折射中,波的頻率不變，波速和波長發(fā)生改變．(3)波在兩種介質(zhì)的界面上發(fā)生折射的原因是波在不同介質(zhì)中傳播不同．［延伸思考]機(jī)械波在兩介質(zhì)的界面上發(fā)生反射和折射現(xiàn)象時(shí)，波的頻率f、波速v、波長λ是否變化？一、對多普勒效應(yīng)的理解例1關(guān)于多普勒效應(yīng)，以下說法中正確的是(）A．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源的頻率發(fā)生了變化B．發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化C．多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的D．只有聲波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)例2如圖2甲所示,男同學(xué)站立不動(dòng)吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回?cái)[動(dòng)，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是（)圖2A．女同學(xué)從A向B運(yùn)動(dòng)過程中，她感受哨聲音調(diào)變高B．女同學(xué)從E向D運(yùn)動(dòng)過程中,她感覺哨聲音調(diào)變高C．女同學(xué)在C點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)時(shí),她感覺哨聲音調(diào)不變D．女同學(xué)在C點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，她感覺哨聲音調(diào)變低二、對惠更斯原理的理解例3對惠更斯原理的理解，下列說法正確的是（）A．同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同B．同一波面上的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況可能不相同C．球面波的波面是以波源為中心的一個(gè)個(gè)球面D．無論怎樣的波，波線始終和波面垂直三、波的反射和折射及應(yīng)用例4圖3中1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則(）圖3A．2與1的波長、頻率相等,波速不等B．2與1的波速、頻率相等，波長不等C．3與1的波速、頻率、波長均相等D．3與1的頻率相等，波速、波長均不等1.（多普勒效應(yīng)）關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法中正確的是（）A．當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，才會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)B．當(dāng)波源與觀察者運(yùn)動(dòng)的速度相同時(shí),不會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)C．只有機(jī)械波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)D．只要波源運(yùn)動(dòng)，就一定會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng)2．(惠更斯原理）下列說法中正確的是（)A．只有平面波的波面才與波線垂直B．任何波的波線與波面都相互垂直C．任何波的波線都表示波的傳播方向D．有些波的波面表示波的傳播方向3．(波的折射)一列聲波從空氣傳入水中，已知水中波長較大，則()A．聲波頻率不變,波速變小B．聲波頻率不變,波速變大C．聲波頻率變小,波速變大D．聲波頻率變大，波速不變4．（波的反射）某物體發(fā)出的聲音在空氣中的波長為1m，波速為340m/s，在海水中的波長為4.5m．海面上發(fā)出的聲音經(jīng)0.4s聽到回聲，則海水深為多少？題組一對多普勒效應(yīng)的理解1．火車上有一個(gè)聲源發(fā)出頻率一定的樂音．當(dāng)火車靜止、觀察者也靜止時(shí)，觀察者聽到并記住了這個(gè)樂音的音調(diào)．以下情況中，觀察者聽到這個(gè)樂音的音調(diào)比原來降低的是（）A．觀察者靜止，火車向他駛來B．觀察者靜止，火車離他駛?cè)．火車靜止，觀察者乘汽車向著火車運(yùn)動(dòng)D．火車靜止，觀察者乘汽車遠(yuǎn)離火車運(yùn)動(dòng)2．下面應(yīng)用利用了多普勒效應(yīng)的是(）A．利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動(dòng)速度B．交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波,波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化,就知道汽車的速度，以便于進(jìn)行交通管理C．鐵路工人將耳朵貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況D．有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士利用炮彈飛行的尖嘯聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去3．公路巡警開車在高速公路上以100km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時(shí)，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，說明那輛轎車的車速（)A．高于100km/hB．低于100km/hC．等于100km/hD．無法確定4．頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動(dòng)．以u表示聲源的速度,v表示聲波的速度（u＜v)，f表示接收器接收到的頻率．若u增大，則()A．f增大，v增大B．f增大,v不變C．f不變,v增大D．f減小，v不變題組二對惠更斯原理的理解5．關(guān)于惠更斯原理、波的反射、波的折射，下列說法正確的是(）A．惠更斯原理能夠解釋所有波的現(xiàn)象B．子波的波速與頻率等于波源的波速和頻率C．用惠更斯原理不能解釋波的衍射現(xiàn)象D．同一波面上的兩個(gè)位置的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)也可能相反E．波在兩介質(zhì)的界面發(fā)生反射和折射時(shí)，反射波和折射波的頻率不發(fā)生變化6．下列說法中正確的是(）A．水波是球面波B．聲波是球面波C．只有橫波才能形成球面波D．只有縱波才能形成球面波題組三波的反射和折射7．以下關(guān)于波的認(rèn)識,哪些是正確的（)A．潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況，用的是波的反射原理B．隱形飛機(jī)怪異的外形及表面涂特殊隱形物質(zhì),是為了減少波的反射，從而達(dá)到隱形的目的C．雷達(dá)的工作原理是利用波的干涉D．水波從深水區(qū)傳到淺水區(qū)改變傳播方向的現(xiàn)象，是波的折射現(xiàn)象8．人在室內(nèi)講話的聲音比在空曠的室外講話聲音要洪亮，是因?yàn)?）A．室內(nèi)空氣不流動(dòng)B．室內(nèi)聲音多次被反射C．室內(nèi)聲音發(fā)生折射D．室內(nèi)物體會(huì)吸收聲音題組四綜合應(yīng)用9．聲波從聲源發(fā)出，在空中向外傳播的過程中（)A．波速在逐漸變小B．頻率在逐漸變小C．振幅在逐漸變小D．波長在逐漸變小10．如圖1所示為產(chǎn)生機(jī)械波的波源O做勻速運(yùn)動(dòng)的情況,圖中的圓表示波峰．圖1（1)該圖表示的是()A．干涉現(xiàn)象B．衍射現(xiàn)象C．反射現(xiàn)象D．多普勒效應(yīng)（2)波源正在向哪處移動(dòng)()A．AB．BC．CD．D（3）觀察到波的頻率最低的位置是()A．AB．BC．CD．D11．蝙蝠在洞穴中飛來飛去時(shí)，它利用超聲脈沖導(dǎo)航非常有效，這種超聲脈沖是持續(xù)1ms或不到1ms的短促發(fā)射，且每秒重復(fù)發(fā)射幾次．假定蝙蝠的超聲脈沖的發(fā)射頻率為39000Hz，在一次正朝著表面平直的墻壁飛撲的期間，則下列判斷正確的是（）A．墻壁接收到的超聲脈沖頻率等于39000HzB．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率等于墻壁接收的頻率C．蝙蝠接收到從墻壁反射回來的超聲脈沖頻率大于墻壁接收的頻率D．蝙蝠