3.5 多普勒效应 -2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019）（含答案）

3.5多普勒效应-2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019）（含答案）第5课多普勒效应学习目标学习目标课程标准学习目标通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例。1．通过实验，认识多普勒效应。2．能解释多普勒效应产生的原因。3．能列举多普勒效应的应用实例。002预习导学（一）课前阅读：波源、观察者、相互靠近、相互远离、频率、测速（二）基础梳理一、多普勒效应1.多普勒效应的条件：波源与观察者发生相互或者相互的运动2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的的个数.(2)当波源与观察者相互时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率.【概念衔接】波源、观察者、频率【拓展补充】互绕不会导致多普勒效应【即学即练】1.（多选）关于多普勒效应，下列说法正确的是()A．多普勒效应是由于波的干涉引起的B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的D．只有声波才有多普勒效应E．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率2.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，反射回的波的频率应________．(填“偏高”或“偏低”)【微点拨】重点是判断波源与观察者靠近还是远离二、多普勒效应的应用1．在科技中有广泛的应用2.电磁波也有多普勒效应【概念衔接】电磁波【拓展补充】测速【即学即练】1.（多选）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有()A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D.同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化2.（多选）我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机,刷新了下潜深度的世界纪录。悬停在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波)的频率为f,在该处海水中的传播速度为v,若停在海面上的监测船收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率,则下列说法正确的是()A.声呐信号在该处海水中的波长为QUOTEB.声呐信号在该处海水中的波长为QUOTEC.滑翔机正在靠近该监测船D.滑翔机正在远离该监测船（三）预习作业1．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1ms或不到1ms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39000Hz,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.墙壁接收到超声脉冲频率等于39000HzB.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39000Hz2．（多选）如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是()甲乙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．女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低003探究提升环节一多普勒效应思考：（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，接收到的水波频率比振针的振动频率小D．在A处的观察者，接收到的水波频率比振针的振动频率大环节二多普勒效应的应用问题探究：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()004体系构建波源与观察者相互靠近或者相互远离---多普勒效应---应用：测速005记忆清单一、多普勒效应的成因分析★学习聚焦：(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。二、多普勒效应的应用★学习聚焦：测速060601强化训练1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是()A．当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应C．只有机械波才能发生多普勒效应D．只要波源运动，就一定会发生多普勒效应2.轮船在进港途中的x-t图象如图所示,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 ()3.（多选）如图所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则()A．该波源正在移向a点B．该波源正在移向b点C．在a处观察，波的频率变低D．在b处观察，波的频率变低4．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,甚至有些战斗机的速度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340m/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,战斗机飞行的速度至少多大?5.一固定的超声波源发出频率为100kHz的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为110kHz,设空气中声音的传播速度是330m/s,计算汽车的行驶速度。6.如图所示，在原点O处的质点(波源)做简谐运动，产生沿x轴正方向传播的简谐波，波速v＝20m/s。为了接收到这列波，在x＝200m处设有一台接收器(图中未标出)。已知t＝0时，波刚好传播到x＝30m处，则下列说法正确的是()A．波源振动的周期为2sB．接收器在t＝8s时才能接收到此波C．x＝40m处的质点在t＝1s时向上运动D．若波源向x轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于1Hz7.根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②钢琴声震碎玻璃酒杯；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④两列水波相遇产生稳定花纹。这些物理现象分别属于（）A．干涉、衍射、多普勒效应、共振B．折射、多普勒效应、共振、干涉C．衍射、共振、多普勒效应、干涉D．衍射、共振、折射、多普勒效应

第5课多普勒效应学习目标学习目标课程标准学习目标通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例。1．通过实验，认识多普勒效应。2．能解释多普勒效应产生的原因。3．能列举多普勒效应的应用实例。002预习导学（一）课前阅读：波源、观察者、相互靠近、相互远离、频率、测速（二）基础梳理一、多普勒效应1.多普勒效应的条件：波源与观察者发生相互或者相互的运动2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的的个数.(2)当波源与观察者相互时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率.答案：1.多普勒效应的条件：波源与观察者发生相互靠近或者相互远离的运动2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.(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发出的频率，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率.【概念衔接】波源、观察者、频率【拓展补充】互绕不会导致多普勒效应【即学即练】1.（多选）关于多普勒效应，下列说法正确的是()A．多普勒效应是由于波的干涉引起的B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的D．只有声波才有多普勒效应E．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率解析：选BCE多普勒效应是由于波源与观察者之间发生相对运动而产生的，其波源的频率不发生变化，是观察者接收到的频率发生变化，故B、C正确，A错误；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，E正确；机械波和光波都有多普勒效应现象，故D错误。2.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，反射回的波的频率应________．(填“偏高”或“偏低”)答案(1)C(2)偏高【微点拨】重点是判断波源与观察者靠近还是远离二、多普勒效应的应用1．在科技中有广泛的应用2.电磁波也有多普勒效应【概念衔接】电磁波【拓展补充】测速【即学即练】1.（多选）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有()A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D.同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化答案BCE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A错误；探测器接收到光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B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C正确；声波在空气中和水中的传播速度不同，是由于进入不同介质，波长发生变化引起的，故D错误；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，E正确.2.（多选）我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机,刷新了下潜深度的世界纪录。悬停在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波)的频率为f,在该处海水中的传播速度为v,若停在海面上的监测船收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率,则下列说法正确的是()A.声呐信号在该处海水中的波长为QUOTEB.声呐信号在该处海水中的波长为QUOTEC.滑翔机正在靠近该监测船D.滑翔机正在远离该监测船【解析】选B、C。根据波速定义:v=fλ,λ=QUOTE,A错、B对。根据多普勒效应,当滑翔机靠近监测船时,监测船接收到的频率大于滑翔机发出声呐信号的频率,C对、D错。（三）预习作业1．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1ms或不到1ms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39000Hz,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.墙壁接收到超声脉冲频率等于39000HzB.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39000Hz【解析】选C。蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离靠近,所以墙壁接收到的超声波频率增大,A错误;超声波被反射后频率不变,但传播方向和蝙蝠的运动方向相反,蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时,频率会更大,故C正确,B、D错误。2．（多选）如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是()甲乙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．女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在点C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，她都会感到哨声音调变高；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．003探究提升环节一多普勒效应思考：（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，接收到的水波频率比振针的振动频率小D．在A处的观察者，接收到的水波频率比振针的振动频率大答案AC环节二多普勒效应的应用问题探究：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D004体系构建波源与观察者相互靠近或者相互远离---多普勒效应---应用：测速005记忆清单一、多普勒效应的成因分析★学习聚焦：(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。二、多普勒效应的应用★学习聚焦：测速00601强化训练1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是()A．当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应C．只有机械波才能发生多普勒效应D．只要波源运动，就一定会发生多普勒效应答案B2.轮船在进港途中的x-t图象如图所示,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 ()【解析】选A。匀速靠近港口的过程中,测量到的频率不随时间变化,但速度大时频率大,由x-t图象可知,轮船靠近港口时三段时间内的速度v1>v3>v2,可知f1>f3>f2,故A正确。3.（多选）如图所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则()A．该波源正在移向a点B．该波源正在移向b点C．在a处观察，波的频率变低D．在b处观察，波的频率变低答案AD4．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,甚至有些战斗机的速度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340m/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,战斗机飞行的速度至少多大?【解析】要使飞行员恰好听不到爆炸声,即飞行员正好一个声波也接收不到,则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样,即战斗机应以340m/s的速度飞行远离爆炸点。答案:340m/s5.一固定的超声波源发出频率为100kHz的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为110kHz,设空气中声音的传播速度是330m/s,计算汽车的行驶速度。【解析】(1)选C、D、E。波源运动时,波源与观察者距离不一定变化,不一定发生多普勒效应,A错;声源静止时,若观察者向声源运动,能发生多普勒效应,B错;声源朝着观察者运动时,声源频率不变,观察者接收到的频率增大,C对;声源相对观察者运动时,二者距离可能增大,也可能减小,故观察者接收到的频率可能变低,也可能变高,D正确;当观察者向静止的声源运动时,观察者听到的声音频率会变高,E正确。(2)设波源发射的超声波频率为f,汽车接收到的频率为f′,并把它反射回去,固定接收站接收到的频率为f″,超声波在空气里的传播速度为v,汽车的行驶速度为u。超声波在空气中的波长为λ0,则f=QUOTE,汽车每秒钟接收到的超声波的波数,即频率f′=QUOTE+QUOTE=u+vvQUOTEu+vvf,汽车反射回的超声波在空气中的波长λ′=QUOTE-QUOTE=QUOTE=QUOTE,固定接收器接收到的频率f″=QUOTE=QUOTEf,由此可以解得u=QUOTE·v=15.7m/s,即为56.5km/h。答案:(1)C、D、E(2)56.5km/h6.如图所示，在原点O处的质点(波源)做简谐运动，产生沿x轴正方向传播的简谐波，波速v＝20m/s。为了接收到这列波，在x＝200m处设有一台接收器(图中未标出)。已知t＝0时，波刚好传播到x＝30m处，则下列说法正确的是()A．波源振动的周期为2sB．接收器在t＝8s时才能接收到此波C．x＝40m处的质点在t＝1s时向上运动D．若波源向x轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于1Hz解析：选D由图像可知，波长λ＝20m，周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,20)s＝1s，A错误；接收器接收到此波所需时间为t＝eq\f(s,v)＝eq\f(200－30,20)s＝8.5s，B错误；在t＝1s时，波向前传播了一个波长，x＝40m处的质点与t＝0时x＝20m处的质点的振动情况一样，而t＝0时x＝20m处的质点向下运动，故x＝40m处的质点在t＝1s时向下运动，C错误；若波源向x轴负方向移动，则接收器离波源越来越远，根据多普勒效应可知，接收到的波的频率变小，D正确。7.根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②钢琴声震碎玻璃酒杯；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④两列水波相遇产生稳定花纹。这些物理现象分别属于（）A．干涉、衍射、多普勒效应、共振B．折射、多普勒效应、共振、干涉C．衍射、共振、多普勒效应、干涉D．衍射、共振、折射、多普勒效应【答案】C【解析】①闻其声而不见其人是波的衍射现象；②钢琴声震碎玻璃酒杯是由于共振产生的；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应；④两列水波相遇产生稳定花纹是水波的干涉现象。故选C。

第5课多普勒效应学习目标学习目标课程标准学习目标通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例。1．通过实验，认识多普勒效应。2．能解释多普勒效应产生的原因。3．能列举多普勒效应的应用实例。002预习导学（一）课前阅读：波源、观察者、相互靠近、相互远离、频率、测速（二）基础梳理一、多普勒效应1.多普勒效应的条件：波源与观察者发生相互或者相互的运动2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的的个数.(2)当波源与观察者相互时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率.答案：1.多普勒效应的条件：波源与观察者发生相互靠近或者相互远离的运动2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.(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发出的频率，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率.【概念衔接】波源、观察者、频率【拓展补充】互绕不会导致多普勒效应【即学即练】1.（多选）关于多普勒效应，下列说法正确的是()A．多普勒效应是由于波的干涉引起的B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的D．只有声波才有多普勒效应E．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率解析：选BCE多普勒效应是由于波源与观察者之间发生相对运动而产生的，其波源的频率不发生变化，是观察者接收到的频率发生变化，故B、C正确，A错误；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，E正确；机械波和光波都有多普勒效应现象，故D错误。2.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，反射回的波的频率应________．(填“偏高”或“偏低”)答案(1)C(2)偏高【微点拨】重点是判断波源与观察者靠近还是远离二、多普勒效应的应用1．在科技中有广泛的应用2.电磁波也有多普勒效应【概念衔接】电磁波【拓展补充】测速【即学即练】1.（多选）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有()A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D.同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化答案BCE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A错误；探测器接收到光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B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C正确；声波在空气中和水中的传播速度不同，是由于进入不同介质，波长发生变化引起的，故D错误；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，E正确.2.（多选）我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机,刷新了下潜深度的世界纪录。悬停在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波)的频率为f,在该处海水中的传播速度为v,若停在海面上的监测船收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率,则下列说法正确的是()A.声呐信号在该处海水中的波长为QUOTEB.声呐信号在该处海水中的波长为QUOTEC.滑翔机正在靠近该监测船D.滑翔机正在远离该监测船【解析】选B、C。根据波速定义:v=fλ,λ=QUOTE,A错、B对。根据多普勒效应,当滑翔机靠近监测船时,监测船接收到的频率大于滑翔机发出声呐信号的频率,C对、D错。（三）预习作业1．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1ms或不到1ms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39000Hz,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.墙壁接收到超声脉冲频率等于39000HzB.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39000Hz【解析】选C。蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离靠近,所以墙壁接收到的超声波频率增大,A错误;超声波被反射后频率不变,但传播方向和蝙蝠的运动方向相反,蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时,频率会更大,故C正确,B、D错误。2．（多选）如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是()甲乙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．女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在点C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，她都会感到哨声音调变高；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．003探究提升环节一多普勒效应思考：（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，接收到的水波频率比振针的振动频率小D．在A处的观察者，接收到的水波频率比振针的振动频率大答案AC环节二多普勒效应的应用问题探究：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D004体系构建波源与观察者相互靠近或者相互远离---多普勒效应---应用：测速005记忆清单一、多普勒效应的成因分析★学习聚焦：(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。二、多普勒效应的应用★学习聚焦：测速00601强化训练1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是()A．当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应C．只有机械波才能发生多普勒效应D．只要波源运动，就一定会发生多普勒效应答案B2.轮船在进港途中的x-t图象如图所示,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 ()【解析】选A。匀速靠近港口的过程中,测量到的频率不随时间变化,但速度大时频率大,由x-t图象可知,轮船靠近港口时三段时间内的速度v1>v3>v2,可知f1>f3>f2,故A正确。3.（多选）如图所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则()A．该波源正在移向a点B．该波源正在移向b点C．在a处观察，波的频率变低D．在b处观察，波的频率变低答案AD4．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,甚至有些战斗机的速度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340m/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,战斗机飞行的速度至少多大?【解析】要使飞行员恰好听不到爆炸声,即飞行员正好一个声波也接收不到,则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样,即战斗机应以340m/s的速度飞行远离爆炸点。答案:340m/s5.一固定的超声波源发出频率为100kHz的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为110kHz,设空气中声音的传播速度是330m/s,计算汽车的行驶速度。【解析】(1)选C、D、E。波源运动时,波源与观察者距离不一定变化,不一定发生多普勒效应,A错;声源静止时,若观察者向声源运动,能发生多普勒效应,B错;声源朝着观察者运动时,声源频率不变,观察者接收到的频率增大,C对;声源相对观察者运动时,二者距离可能增大,也可能减小,故观察者接收到的频率可能变低,也可能变高,D正确;当观察者向静止的声源运动时,观察者听到的声音频率会变高,E正确。(2)设波源发射的超声波频率为f,汽车接收到的频率为f′,并把它反射回去,固定接收站接收到的频率为f″,超声波在空气里的传播速度为v,汽车的行驶速度为u。超声波在空气中的波长为λ0,则f=QUOTE,汽车每秒钟接收到的超声波的波数,即频率f′=QUOTE+QUOTE=u+vvQUOTEu+vvf,汽车反射回的超声波在空气中的波长λ′=QUOTE-QUOTE=QUOTE=QUOTE,固定接收器接收到的频率f″=QUOTE=QUOTEf,由此可以解得u=QUOTE·v=15.7m/s,即为56.5km/h。答案:(1)C、D、E(2)56.5km/h6.如图所示，在原点O处的质点(波源)做简谐运动，产生沿x轴正方向传播的简谐波，波速v＝20m/s。为了接收到这列波，在x＝200m处设有一台接收器(图中未标出)。已知t＝0时，波刚好传播到x＝30m处，则下列说法正确的是()A．波源振动的周期为2sB．接收器在t＝8s时才能接收到此波C．x＝40m处的质点在t＝1s时向上运动D．若波源向x轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于1Hz解析：选D由图像可知，波长λ＝20m，周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,20)s＝1s，A错误；接收器接收到此波所需时间为t＝eq\f(s,v)＝eq\f(200－30,20)s＝8.5s，B错误；在t＝1s时，波向前传播了一个波长，x＝40m处的质点与t＝0时x＝20m处的质点的振动情况一样，而t＝0时x＝20m处的质点向下运动，故x＝40m处的质点在t＝1s时向下运动，C错误；若波源向x轴负方向移动，则接收器离波源越来越远，根据多普勒效应可知，接收到的波的频率变小，D正确。7.根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②钢琴声震碎玻璃酒杯；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④两列水波相遇产生稳定花纹。这些物理现象分别属于（）A．干涉、衍射、多普勒效应、共振B．折射、多普勒效应、共振、干涉C．衍射、共振、多普勒效应、干涉D．衍射、共振、折射、多普勒效应【答案】C【解析】①闻其声而不见其人是波的衍射现象；②钢琴声震碎玻璃酒杯是由于共振产生的；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应；④两列水波相遇产生稳定花纹是水波的干涉现象。故选C。

第5课多普勒效应学习目标学习目标课程标准学习目标通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例。1．通过实验，认识多普勒效应。2．能解释多普勒效应产生的原因。3．能列举多普勒效应的应用实例。002预习导学（一）课前阅读：波源、观察者、相互靠近、相互远离、频率、测速（二）基础梳理一、多普勒效应1.多普勒效应的条件：波源与观察者发生相互或者相互的运动2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的的个数.(2)当波源与观察者相互时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，当波源与观察者相互时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率.答案：1.多普勒效应的条件：波源与观察者发生相互靠近或者相互远离的运动2.多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.(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发出的频率，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率小于波源发出的频率.【概念衔接】波源、观察者、频率【拓展补充】互绕不会导致多普勒效应【即学即练】1.（多选）关于多普勒效应，下列说法正确的是()A．多普勒效应是由于波的干涉引起的B．发生多普勒效应时，波源的频率并未发生改变C．多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而发生的D．只有声波才有多普勒效应E．若声源向观察者靠近，则观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率解析：选BCE多普勒效应是由于波源与观察者之间发生相对运动而产生的，其波源的频率不发生变化，是观察者接收到的频率发生变化，故B、C正确，A错误；当声源向观察者靠近时，观察者接收到的频率大于声源发出声波的频率，E正确；机械波和光波都有多普勒效应现象，故D错误。2.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，反射回的波的频率应________．(填“偏高”或“偏低”)答案(1)C(2)偏高【微点拨】重点是判断波源与观察者靠近还是远离二、多普勒效应的应用1．在科技中有广泛的应用2.电磁波也有多普勒效应【概念衔接】电磁波【拓展补充】测速【即学即练】1.（多选）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有()A.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B.超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C.观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D.同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E.天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化答案BCE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A错误；探测器接收到光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B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C正确；声波在空气中和水中的传播速度不同，是由于进入不同介质，波长发生变化引起的，故D错误；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，E正确.2.（多选）我国自主研发的“海翼”号深海滑翔机,刷新了下潜深度的世界纪录。悬停在深海中某处的滑翔机发出声呐信号(超声波)的频率为f,在该处海水中的传播速度为v,若停在海面上的监测船收到的频率稍大于滑翔机发出声呐信号的频率,则下列说法正确的是()A.声呐信号在该处海水中的波长为QUOTEB.声呐信号在该处海水中的波长为QUOTEC.滑翔机正在靠近该监测船D.滑翔机正在远离该监测船【解析】选B、C。根据波速定义:v=fλ,λ=QUOTE,A错、B对。根据多普勒效应,当滑翔机靠近监测船时,监测船接收到的频率大于滑翔机发出声呐信号的频率,C对、D错。（三）预习作业1．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1ms或不到1ms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39000Hz,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.墙壁接收到超声脉冲频率等于39000HzB.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39000Hz【解析】选C。蝙蝠(波源)相对墙壁(观察者)的距离靠近,所以墙壁接收到的超声波频率增大,A错误;超声波被反射后频率不变,但传播方向和蝙蝠的运动方向相反,蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声波时,频率会更大,故C正确,B、D错误。2．（多选）如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是()甲乙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．女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在点C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，她都会感到哨声音调变高；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．003探究提升环节一多普勒效应思考：（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，接收到的水波频率比振针的振动频率小D．在A处的观察者，接收到的水波频率比振针的振动频率大答案AC环节二多普勒效应的应用问题探究：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D004体系构建波源与观察者相互靠近或者相互远离---多普勒效应---应用：测速005记忆清单一、多普勒效应的成因分析★学习聚焦：(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。二、多普勒效应的应用★学习聚焦：测速00601强化训练1．关于多普勒效应，下列说法中正确的是()A．当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应B．当波源与观察者运动的速度相同时，不会发生多普勒效应C．只有机械波才能发生多普勒效应D．只要波源运动，就一定会发生多普勒效应答案B2.轮船在进港途中的x-t图象如图所示,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 ()【解析】选A。匀速靠近港口的过程中,测量到的频率不随时间变化,但速度大时频率大,由x-t图象可知,轮船靠近港口时三段时间内的速度v1>v3>v2,可知f1>f3>f2,故A正确。3.（多选）如图所示是一波源O做匀速直线运动时在均匀介质中产生球面波的情况，则()A．该波源正在移向a点B．该波源正在移向b点C．在a处观察，波的频率变低D．在b处观察，波的频率变低答案AD4．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,甚至有些战斗机的速度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340m/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,战斗机飞行的速度至少多大?【解析】要使飞行员恰好听不到爆炸声,即飞行员正好一个声波也接收不到,则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样,即战斗机应以340m/s的速度飞行远离爆炸点。答案:340m/s5.一固定的超声波源发出频率为100kHz的超声波,一辆汽车从远处向超声波源迎面驶来,在超声波源处的接收器接收到由汽车反射回来的超声波,并测出接收到的超声波频率为110kHz,设空气中声音的传播速度是330m/s,计算汽车的行驶速度。【解析】(1)选C、D、E。波源运动时,波源与观察者距离不一定变化,不一定发生多普勒效应,A错;声源静止时,若观察者向声源运动,能发生多普勒效应,B错;声源朝着观察者运动时,声源频率不变,观察者接收到的频率增大,C对;声源相对观察者运动时,二者距离可能增大,也可能减小,故观察者接收到的频率可能变低,也可能变高,D正确;当观察者向静止的声源运动时,观察者听到的声音频率会变高,E正确。(2)设波源发射的超声波频率为f,汽车接收到的频率为f′,并把它反射回去,固定接收站接收到的频率为f″,超声波在空气里的传播速度为v,汽车的行驶速度为u。超声波在空气中的波长为λ0,则f=QUOTE,汽车每秒钟接收到的超声波的波数,即频率f′=QUOTE+QUOTE=u+vvQUOTEu+vvf,汽车反射回的超声波在空气中的波长λ′=QUOTE-QUOTE=QUOTE=QUOTE,固定接收器接收到的频率f″=QUOTE=QUOTEf,由此可以解得u=QUOTE·v=15.7m/s,即为56.5km/h。答案:(1)C、D、E(2)56.5km/h6.如图所示，在原点O处的质点(波源)做简谐运动，产生沿x轴正方向传播的简谐波，波速v＝20m/s。为了接收到这列波，在x＝200m处设有一台接收器(图中未标出)。已知t＝0时，波刚好传播到x＝30m处，则下列说法正确的是()A．波源振动的周期为2sB．接收器在t＝8s时才能接收到此波C．x＝40m处的质点在t＝1s时向上运动D．若波源向x轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于1Hz解析：选D由图像可知，波长λ＝20m，周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(20,20)s＝1s，A错误；接收器接收到此波所需时间为t＝eq\f(s,v)＝eq\f(200－30,20)s＝8.5s，B错误；在t＝1s时，波向前传播了一个波长，x＝40m处的质点与t＝0时x＝20m处的质点的振动情况一样，而t＝0时x＝20m处的质点向下运动，故x＝40m处的质点在t＝1s时向下运动，C错误；若波源向x轴负方向移动，则接收器离波源越来越远，根据多普勒效应可知，接收到的波的频率变小，D正确。7.根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②钢琴声震碎玻璃酒杯；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④两列水波相遇产生稳定花纹。这些物理现象分别属于（）A．干涉、衍射、多普勒效应、共振B．折射、多普勒效应、共振、干涉C．衍射、共振、多普勒效应、干涉D．衍射、共振、折射、多普勒效应【答案】C【解析】①闻其声而不见其人是波的衍射现象；②钢琴声震碎玻璃酒杯是由于共振产生的；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高是多普勒效应；④两列水波相遇产生稳定花纹是水波的干涉现象。故选C。

第1课光的折射学习目标学习目标课程标准学习目标通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。1．通过实验，理解光的折射定律。2．理解折射率的意义，知道折射率与光速的关系。3．能运用折射定律解释大自然的折射现象，分析解决一些简单的实际问题。4．知道光的色散现象。002预习导学（一）课前阅读：“B超”可用于探测人体内脏的病变状况．如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图．超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(v1,v2)(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同．已知v2＝0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角是i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h可以用i、d表示。（二）基础梳理一、折射定律1.内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在内，折射光线与入射光线分别位于法线的；入射角的正弦与折射角的正弦成比.2.表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(n12为比例常数).【概念衔接】法线、入射光线、折射光线、入射角、折射角【拓展补充】光路可逆【即学即练】如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A．① B．②C．③ D．④【微点拨】注意偏折的方向二、折射率1．折射率(1)定义式：光从斜射入某介质中n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(2)计算公式：n＝eq\f(c,v)，因为vc，所以任何介质的折射率都1.2.对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)同一种光，在不同介质中虽然波速、波长，但频率.3.在光的折射现象中，光路是的.如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会原来的入射光线发生折射.【概念衔接】入射角、折射角、界面、法线【拓展补充】色散【即学即练】1．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini­sinr图像如图乙所示。则()A．光由A经O到B，n＝1.5B．光由B经O到A，n＝1.5C．光由A经O到B，n＝0.67D．光由B经O到A，n＝0.672．如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP＝OQ＝R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA＝eq\f(R,2)，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD＝eq\r(3)R，求该玻璃的折射率．【微点拨】关键是画出光路图三、测量玻璃的折射率1．实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出OO′，求出θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。2．实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔等。3．实验步骤(1)用把白纸固定在木板上。(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′。(3)画出线段AO作为，并在AO上插上P1、P2两根大头针。(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′，并画出另一条长边的对齐线bb′。(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住，再插上P4，使P4。(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′。(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。(8)改变，重复实验，算出不同时的eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值。4．数据处理(1)计算法：算出不同入射角时的n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值eq\o(n,\s\up6(－))。(2)作sinθ1－sinθ2图像：由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为。(3)“单位圆”法如图所示，sinθ1＝，sinθ2＝，OE＝OE′＝R，则n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝。【概念衔接】平行玻璃砖、半圆形玻璃砖、三棱镜【拓展补充】插针法、单位圆法【即学即练】“测定玻璃的折射率”实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针A、B，在另一侧再竖直插两个大头针C、D.在插入第四个大头针D时，要使它________________．下图是在白纸上留下的实验痕迹，其中直线a、a′是描在纸上的玻璃砖的两个边．根据该图可算得玻璃的折射率n＝________.(计算结果保留两位有效数字)四、折射中的色散现象红-----紫，频率，真空中光速，同一介质中的光速，折射率。【概念衔接】真空中光速、介质中的光速、折射率、频率【拓展补充】色散【即学即练】两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)。下列结论中正确的是()A．光束b的频率比光束a低B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小【微点拨】注意偏折程度的对比（三）预习作业1．判断题：(1)光的传播方向发生改变的现象叫光的折射。()(2)折射率跟折射角的正弦成正比。()(3)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定减小。()2．如图所示，直角边AC长度为d的直角棱镜ABC置于桌面上，D为斜边BC的中点，桌面上的S点发射一条光线经D点折射后，垂直于AB边射出.已知SC＝CD，光线通过棱镜的时间t＝eq\f(\r(3)d,2c)，c为真空中光速，不考虑反射光线.求：(1)棱镜的折射率n；(2)入射光线与界面BC间的夹角.003探究提升环节一折射率思考：1．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°.已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行.此玻璃的折射率为()A.eq\r(2) B.1.5C.eq\r(3) D.22．如图所示，一贮液池高为H，某人手持手电筒向池中照射时，光斑落在左边池壁上a处，已知a与池底相距h，现保持手电筒照射方向不变，当池中注满液体后光斑恰好落在出液口处，此时液面上的光斑与左边池壁相距L.问：(1)液体的折射率；(2)若光在空气中的速度为c，则光在液体中的速度为多大？环节二大自然的折射现象问题探究1：如图，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m.距水面4m的湖底P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin53°＝0.8).已知水的折射率为eq\f(4,3).(1)求桅杆到P点的水平距离；(2)船向左行驶一段距离后停止，调整由P点发出的激光束方向，当其与竖直方向夹角为45°时，从水面射出后仍照射在桅杆顶端，求船行驶的距离.问题探究2：雨过天晴，人们常看到天空中出现彩虹，它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象．在说明这种现象时，需要分析光线射入水珠后的光路，一细束光线射入水珠，水珠可视为一个半径为R＝10mm的球，球心O到入射光线的垂直距离为d＝8mm，水的折射率为n＝eq\f(4,3).(1)在图中画出该束光线射入水珠后，第一次从水珠中射出的光路图；(2)求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠，光线偏转的角度．环节三测量玻璃的折射率问题探究3：在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图7①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图．(1)甲同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(2)乙同学测得的折射率与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．(3)丙同学测得的折射率与真实值相比________．环节四折射中的色散问题探究4：如图所示，ACDB为圆柱型玻璃的横截面，AB为其直径.现有两单色光组成的复合光沿EA方向射向玻璃，其折射光线分别沿AC、AD方向，光从A到C的时间为tAC，从A到D的时间为tAD.则()A.tAC＝tAD B.tAC＜tADC.tAC＞tAD D.无法确定004体系构建折射---折射定律---折射率---色散类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形横截面是圆对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向005记忆清单一、光的折射定律★学习聚焦：光路的可逆性在光的折射现象中，光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射。二、折射率★学习聚焦：对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小，即v＝eq\f(c,n)。(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。三、实例★学习聚焦：平行玻璃砖、三棱镜、半圆形玻璃砖00601强化训练1、如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角i′和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为()A.eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(α,2)) B.eq\f(sin\f(α＋θ,2),sin\f(θ,2))C.eq\f(sinθ,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ－\f(α,2)))) D.eq\f(sinα,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α－\f(θ,2))))2、(多选)如图所示，一束由两种单色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。下列有关这三束光的判断正确的是()A．光束Ⅰ仍为复色光，光束Ⅱ、Ⅲ为单色光B．光束Ⅱ在玻璃中的传播速度比光束Ⅲ小C．增大α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ会远离光束ⅠD．改变α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定与光束Ⅰ平行3、某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖。如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00cm，AB间的距离为6.00cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00cm，玻璃砖厚度d2＝4.00cm。则玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中传播速度v＝________m/s(光在真空中传播速度c＝3.0×108m/s，结果保留两位有效数字)。4、如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像。(1)此后正确的操作步骤是________。A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像D．插上大头针P4，使P4挡住P1、P2的像和P3(2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出)。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________(选填“乙”或“丙”)，所测玻璃折射率的表达式n＝________(用代表线段长度的字母ED、FG表示)。5、通过动手做实验可让学生们提高对物理实验的理解和应用能力。如图所示，一个学生用广口瓶和刻度尺测定水的折射率，请填写下述实验步骤中的空白。(1)用刻度尺测出广口瓶瓶口内径d。(2)在瓶内装满水。(3)将刻度尺沿瓶口边缘竖直插入水中。(4)沿广口瓶边缘向水中刻度尺正面看去，若恰能看到刻度尺的0刻度(即图中A点)，同时看到水面上B点刻度的像B′恰与A点的像重合。如图，若水面恰与直尺的C点相平，则________和________分别等于入射角和折射角。(5)读出________和________的长度。(6)由题中所给条件和前面步骤得到的数据，可以计算水的折射率n＝________。6、虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。M、N、P、Q点的颜色分别为()A．紫、红、红、紫 B．红、紫、红、紫C．红、紫、紫、红 D．紫、红、紫、红7、我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0cm、深度为1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。(1)若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？(2)若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？8.（多选）如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点与AB边成30°角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC的夹角为30°.光在真空中的速度为c，则()A.玻璃的折射率为eq\r(3)B.玻璃的折射率为eq\r(2)C.光在三棱镜中的传播路程为0.5LD.光在三棱镜中的传播时间为eq\f(\r(3)L,2c)9、一直桶状容器的高为2l，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示。容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料。在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率。10、如图所示，一玻璃砖的横截面为半圆形，O为圆心，半径为R，MN为直径，P为OM的中点，MN与水平放置的足够大光屏平行，两者间距为d＝eq\r(3)R，一单色细光束沿垂直于玻璃砖上表面的方向从P点射入玻璃砖，光从弧形表面上某点A射出后到达光屏上某处Q点，已知玻璃砖对该光的折射率为n＝eq\r(2)。求光束从OM上的P点射入玻璃砖后到达光屏上Q点所用的时间(不考虑反射光，光在真空中传播速度为c)。

第1课光的折射学习目标学习目标课程标准学习目标通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。1．通过实验，理解光的折射定律。2．理解折射率的意义，知道折射率与光速的关系。3．能运用折射定律解释大自然的折射现象，分析解决一些简单的实际问题。4．知道光的色散现象。002预习导学（一）课前阅读：“B超”可用于探测人体内脏的病变状况．如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图．超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为eq\f(sinθ1,sinθ2)＝eq\f(v1,v2)(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v1、v2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同．已知v2＝0.9v1，入射点与出射点之间的距离是d，入射角是i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h可以用i、d表示。（二）基础梳理一、折射定律1.内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在内，折射光线与入射光线分别位于法线的；入射角的正弦与折射角的正弦成比.2.表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(n12为比例常数).答案：1.内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.2.表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(n12为比例常数).【概念衔接】法线、入射光线、折射光线、入射角、折射角【拓展补充】光路可逆【即学即练】如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的()A．① B．②C．③ D．④解析：选C根据折射定律有n＝eq\f(sini1,sinr1)，n>1，解得i1>r1，所以折射光线向右偏折；根据折射定律有n＝eq\f(sini2,sinr2)，r1＝r2，解得i1＝i2，所以出射光线与入射光线平行，C正确。【微点拨】注意偏折的方向二、折射率1．折射率(1)定义式：光从斜射入某介质中n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(2)计算公式：n＝eq\f(c,v)，因为vc，所以任何介质的折射率都1.2.对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)同一种光，在不同介质中虽然波速、波长，但频率.3.在光的折射现象中，光路是的.如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会原来的入射光线发生折射.答案：1.折射率(1)定义式：光从真空斜射入某介质中n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).(2)计算公式：n＝eq\f(c,v)，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1.2.对折射率的理解(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝eq\f(c,n).(2)同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同.3.在光的折射现象中，光路是可逆的.如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射.【概念衔接】入射角、折射角、界面、法线【拓展补充】色散【即学即练】1．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入射角i和折射角r，作出sini­sinr图像如图乙所示。则()A．光由A经O到B，n＝1.5B．光由B经O到A，n＝1.5C．光由A经O到B，n＝0.67D．光由B经O到A，n＝0.67解析：选B由sini­sinr图像可知，同一光线sinr＞sini，即r＞i，故r为光线在空气中传播时光线与法线的夹角，则BO为入射光线，OA为折射光线，即光线由B经O到A，折射率n＝eq\f(sinr,sini)＝eq\f(0.9,0.6)＝1.5，故选项B正确，选项A、C、D错误。2．如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP＝OQ＝R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA＝eq\f(R,2)，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD＝eq\r(3)R，求该玻璃的折射率．答案eq\r(3)解析作光路图如图所示．在PQ面上的入射角sinθ1＝eq\f(OA,OB)＝eq\f(1,2)，θ1＝30°由几何关系可得θ2＝60°折射率n＝eq\f(sinθ2,sinθ1)＝eq\r(3)【微点拨】关键是画出光路图三、测量玻璃的折射率1．实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出OO′，求出θ2，再根据n＝或n＝计算出玻璃的折射率。2．实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔等。3．实验步骤(1)用把白纸固定在木板上。(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′。(3)画出线段AO作为，并在AO上插上P1、P2两根大头针。(4)在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线aa′，并画出另一条长边的对齐线bb′。(5)眼睛在bb′的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使P1的像被P2的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针P3，使P3挡住，再插上P4，使P4。(6)移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段OO′。(7)用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。(8)改变，重复实验，算出不同时的eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值。4．数据处理(1)计算法：算出不同入射角时的n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，并取平均值eq\o(n,\s\up6(－))。(2)作sinθ1－sinθ2图像：由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可知图像应是过原点的直线，如图所示，其斜率为。(3)“单位圆”法如图所示，sinθ1＝，sinθ2＝，OE＝OE′＝R，则n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)＝。答案：1．实验原理如图所示，当光线AO以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而画出折射光线OO′，求出折射角θ2，再根据n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)或n＝eq\f(PN,QN′)计算出玻璃的折射率。2．实验器材木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角器、三角板、铅笔等。3．实验步骤(1)用图钉把白纸固定在木板上。(2)在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O点的法线MM′。(3)画出线段AO作为入射光线，并在AO上插上P1、P2两根大头针。(4)在白纸上