2019-2020年高中物理 第十二章 機械波 12.5 多普勒效應(yīng) 12.6 惠更斯原理（2）學(xué)案新人教版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 第十二章 機械波 12.5 多普勒效應(yīng) 12.6 惠更斯原理（2）學(xué)案新人教版選修3-4目標定位 1.了解多普勒效應(yīng)，能運用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象.2.知道什么是波面和波線.3.了解惠更斯原理，會用惠更斯原理解釋波的反射與折射現(xiàn)象一、多普勒效應(yīng)1定義：波源與觀察者互相靠近或者互相遠離時，接收到的波的頻率都會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)2成因(1)波源與觀察者相對靜止時，1 s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目是 的，觀察到的頻率 波源振動的頻率(2)當(dāng)波源與觀察者相向運動時，1 s內(nèi)通過觀察者的波峰(或密部)的數(shù)目 ，觀察到的頻率 ；反之，當(dāng)波源與觀察者互相遠離時，觀察到的頻率 3應(yīng)用(1)測車輛速度；(2)測星球速度；(3)測血流速度想一想 當(dāng)汽車遠離觀察者時，聽到的汽車的聲音越來越小，這種現(xiàn)象就是多普勒效應(yīng)嗎？二、惠更斯原理1波面和波線(1)波面：在波的傳播過程中，任一時刻振動狀態(tài)都相同的介質(zhì)質(zhì)點所組成的面波面為球面的波叫球面波，波面是平面的波叫平面波如圖1251所示圖1251(2)波線：與波面垂直的那些線代表了波的傳播方向，叫做波線2惠更斯原理(1)內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點，都可以看作發(fā)射子波的 ，其后任意時刻，這些子波在波前進方向的 就是新的波面(2)應(yīng)用：如果知道某時刻一列波的某個波面的位置，還知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一時刻這個波面的位置，從而確定波的傳播方向一、對多普勒效應(yīng)的理解1多普勒效應(yīng)是波共有的特征，不僅機械波，光波和電磁波也都會發(fā)生多普勒效應(yīng)2發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源發(fā)出的頻率不變，變化的是觀察者接收到的頻率3當(dāng)波源與觀察者相互接近時，f觀察者變大，音調(diào)變高如圖1252甲中波源S不動，觀察者A向B運動和圖乙中觀察者A不動，波源由S1向S2運動；當(dāng)波源與觀察者相互遠離時，f觀察者變小，音調(diào)變低，如圖甲中波源S不動，觀察者A向C運動圖1252【例1】 下面說法中正確的是( )A發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源的頻率變化了B發(fā)生多普勒效應(yīng)時，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動時產(chǎn)生的D多普勒效應(yīng)是由奧地利物理學(xué)家多普勒首先發(fā)現(xiàn)的借題發(fā)揮 判斷觀察者接收的頻率是怎么樣變化的，就是看波源與觀察者間的相對運動情況【例2】 下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)( )A利用地球上接收到遙遠天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速度B交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波，波被運動的汽車反射回來，根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進行交通管理C鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運動情況D有經(jīng)驗的戰(zhàn)士從炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠去二、對惠更斯原理的理解1惠更斯原理中，同一波面上的各點都可以看做子波的波源波源的頻率與子波波源的頻率相等2波線的指向表示波的傳播方向3在各向同性均勻介質(zhì)中，波線恒與波面垂直4球面波的波線是沿半徑方向的直線，平面波的波線是垂直于波面的平行直線5利用惠更斯原理可以解釋平面波和球面波的傳播、波的衍射、干涉和折射現(xiàn)象，但無法說明衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物的大小關(guān)系【例3】 關(guān)于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)點振動情況完全相同B同一波面上的各質(zhì)點振動情況可能不相同C球面波的波面是以波源為中心的一個個球面D無論怎樣的波，波線始終和波面垂直三、對波的反射與折射的理解1波的反射：反射波的波長、波速、頻率跟入射波的相同2波的折射：在波的折射中，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的介質(zhì)中的傳播速度不同【例4】 下列說法正確的是( )A波發(fā)生反射時，波的頻率不變，波速變小，波長變短B波發(fā)生反射時，波的頻率、波長、波速均不變C波發(fā)生折射時，波的頻率不變，但波長、波速發(fā)生變化D波發(fā)生折射時，波的頻率、波長、波速均發(fā)生變化對多普勒效應(yīng)的理解及應(yīng)用1根據(jù)多普勒效應(yīng)，下列說法正確的是( )A當(dāng)波源與觀察者有相對運動時，觀察者接收到的頻率一定發(fā)生變化B當(dāng)波源與觀察者同向運動時，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低C當(dāng)波源與觀察者相向運動時，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率高D當(dāng)波源與觀察者反向運動時，觀察者接收到的頻率一定比波源發(fā)出的頻率低2公路巡警開車在高速公路上以100 km/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)出一個已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來時，巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時低，說明那輛轎車的車速( )A高于100 km/h B低于100 km/hC等于100 km/h D無法確定對惠更斯原理的理解3下列關(guān)于惠更斯原理的說法正確的是( )A惠更斯原理能夠解釋波的反射和折射現(xiàn)象B惠更斯原理能夠解釋波的衍射現(xiàn)象C介質(zhì)中任何一個波面的各點，都可以看成發(fā)射子波的波源D惠更斯原理能夠解釋衍射現(xiàn)象與障礙物或孔的大小的關(guān)系波的反射與折射4.圖1253如圖1253所示，1、2、3分別代表入射波、反射波、折射波的波線，則( )A2與1的波長、頻率相等，波速不等B2與1的波速、頻率相等，波長不等C3與1的波速、頻率、波長相等D3與1的頻率相等，波速、波長均不等題組一 多普勒效應(yīng)1下列哪些現(xiàn)象是多普勒效應(yīng)( )A遠去的汽車聲音越來越小B炮彈迎面飛來，聲音刺耳C火車向你駛來時，音調(diào)變高；駛離你而去時，音調(diào)變低D大風(fēng)中，遠處人的說話聲時強時弱2關(guān)于多普勒效應(yīng)，下列說法中不正確的是( )A發(fā)生多普勒效應(yīng)時波源的頻率保持不變B要發(fā)生多普勒效應(yīng)，波源和觀察者間必須有相對運動C只有聲波會發(fā)生多普勒效應(yīng)D機械波、電磁波和光波都會發(fā)生多普勒效應(yīng)3如圖1254，將上下振動的振針水平移動，移動過程中在水面形成了如圖所示的水波圖形，下列說法正確的是( )圖1254A振針向右移動B振針向左移動C在A處的觀察者，接收到的水波頻率變小D在A處的觀察者，接收到的水波頻率變大4醫(yī)院通過彩超對人體進行體檢時，彩超機向人體內(nèi)發(fā)射頻率已精確掌握的超聲波，超聲波經(jīng)血液反射后被專用儀器接收，測出反射波的頻率變化，就可以知道血液的流速這一技術(shù)主要體現(xiàn)了哪一種物理現(xiàn)象( ) A多普勒效應(yīng) B波的衍射C波的干涉 D共振5平直公路上，汽車正在勻速遠離，用多普勒測速儀向其發(fā)出頻率為f0的超聲波，被汽車反射回來的超聲波的頻率隨汽車運動位移變化的圖象，正確的是( )6如圖1255所示，男同學(xué)站立不動吹口哨，一位女同學(xué)坐在秋千上來回擺動，下列關(guān)于女同學(xué)的感受的說法正確的是( )圖1255A女同學(xué)從A向B運動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高B女同學(xué)從E向D運動過程中，她感覺哨聲音調(diào)變高C女同學(xué)在C點向右運動時，她感覺哨聲音調(diào)不變D女同學(xué)在C點向左運動時，她感覺哨聲音調(diào)變低7公路巡警開車在高速公路上以100 km/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)出一個已知頻率的電磁波，如果該電磁波被轎車反射回來時，警車接收到的電磁波的頻率比發(fā)出時低(1)此現(xiàn)象屬于( )A波的衍射 B波的干涉C多普勒效應(yīng) D波的反射(2)若轎車以20 m/s的速度行進，反射回的頻率應(yīng)怎樣變化？題組二 惠更斯原理8下列說法正確的是( )A波線表示波的傳播方向B波面表示波的傳播方向C只有橫波才有波面D波傳播中某時刻任一波面上各子波波面的包絡(luò)面就是新的波面9下列說法中正確的是( )A根據(jù)惠更斯原理可知，介質(zhì)中任一波面上的各點，都可以看做發(fā)射子波的波源B惠更斯原理只能解釋球面波的傳播，不能解釋平面波的傳播C若知道某時刻一列波的某個波面的位置，由惠更斯原理就可以確定波的傳播方向D惠更斯原理不但可以解釋波的直線傳播，還可以解釋波的反射與折射等相關(guān)現(xiàn)象題組三 波的反射與折射10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11一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則( )A聲波頻率不變，波長變小B聲波頻率不變，波長變大C聲波頻率變小，波長變大D聲波頻率變大，波長不變題組四 綜合應(yīng)用12下列物理現(xiàn)象中：(1)春天里在一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；(2)“聞其聲而不見其人”；(3)學(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強忽弱的聲音；(4)當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們急駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高這些物理現(xiàn)象分別屬于波的( )A反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)D衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)13利用超聲波可以探測魚群的位置在一只裝有超聲波發(fā)射和接收裝置的漁船上，向選定的方向發(fā)射出頻率f5.8104 Hz的超聲波后，經(jīng)過時間t0.64 s接收到從魚群反射回來的反射波已知該超聲波在水中的波長2.5 cm，求魚群到漁船的距離是多少(魚群靜止不動)14一聲波在空氣中的波長為25 cm，速度為340 m/s，當(dāng)折射進入另一種介質(zhì)時，波長變?yōu)?0 cm，求：(1)聲波在這種介質(zhì)中的頻率；(2)聲波在這種介質(zhì)中的傳播速度