多普勒效應在高考物理中的常見考點包括:
1. 波源與觀察者相互靠近時,觀察者感到頻率變高,兩者相互遠離時,觀察者感到頻率變低。
2. 火車從身邊開走時音調變低,火車遠離時音調變高,這與多普勒效應的原理相同。
3. 雷達測速和測距,也是利用了多普勒效應。
此外,機械波的多普勒效應在高考中也可能會被考到,比如一列波以波速在介質中傳播時,如果波源靜止,那么波的頻率是不變的。如果波源與觀察者有相對運動,那么觀察者會感到波的頻率改變,這也屬于多普勒效應的范疇。
總的來說,多普勒效應在高考物理中的具體應用可能在不同的科目和章節中有所體現,需要考生結合實際情況進行理解和應用。
【例題】
假設一輛火車以恒定的速度v在鐵軌上行駛,你站在火車前方觀察,火車發出的聲音頻率為f1。然后你以相同的速度v跟在火車后面觀察,此時火車發出的聲音頻率為f2。試問f1和f2之間的大小關系。
【分析】
多普勒效應表明,當物體移動時,接收到的頻率會發生變化。對于火車發出的聲音,當你站在前方觀察時,你接收到的頻率會比真實頻率高,而當你站在后方觀察時,你接收到的頻率會比真實頻率低。
根據多普勒效應,有:
f1 = f0 + v/λ
f2 = f0 - v/λ
其中f0是聲源靜止時的頻率,v是火車的速度,λ是聲波的波長。
當火車以相同的速度v在鐵軌上行駛時,聲波的波長沒有變化,即λ不變。因此有:
f2 = f0 - v/λ < f1 = f0 + v/λ
所以f2 < f1。
【答案】
f2 < f1。
【總結】
多普勒效應表明,當物體移動時,接收到的頻率會發生變化。對于火車發出的聲音,當你站在前方觀察時,你接收到的頻率比真實頻率高;而當你站在后方觀察時,你接收到的頻率比真實頻率低。因此,當火車以相同的速度在鐵軌上行駛時,站在前方觀察時接收到的頻率更高。