课后限时练(14) 振动和波（教师用书Word版）-【高考快车道】2026年高考物理大二轮专题复习与策略（广东专版）

课后限时练(十四)　振动和波 1．(2025·广东卷T1)关于受迫振动和多普勒效应，下列说法正确的是(　　) A．系统的固有频率与驱动力频率有关 B．只要驱动力足够大，共振就能发生 C．应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D．观察者与波源相互远离时，接收到的波的频率比波源的频率大 C　[系统的固有频率是指振动系统不受外力作用时振动的频率，驱动力频率是指施加在系统上的周期性外力的频率，两者无关，A错误；当驱动力的频率等于系统的固有频率时，系统受迫振动的振幅最大，共振发生，所以共振能否发生取决于驱动力的频率是否等于系统的固有频率，与驱动力的大小无关，B错误；多普勒效应是指波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率发生变化的现象，在生活中可以用来测量车辆的速度，C正确；观察者与波源相互远离时，观察者接收到的波的频率比波源的频率小；观察者与波源相互靠近时，观察者接收到的波的频率比波源的频率大，D错误。] 2．(2025·黑吉辽蒙卷)平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是(　　) A　　　　B　　　　C　　　　D C　[由于P点位于其最大正位移处，所以P点位于波峰与波峰的交点，故B、D错误；由题图可知，两列波分别向左、向上传播，沿左上方将减弱点连线，则连线上的点均为振动减弱点，故A错误，C正确。] 3．(2024·辽宁卷)如图(a)，将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如图(b)所示(不考虑自转影响)，设地球、该天体的平均密度分别为ρ1、ρ2，地球半径是该天体半径的n倍。的值为(　　) A．2n　 B． C．　 D． C　[设地球表面的重力加速度为g，球状天体表面的重力加速度为g'，弹簧的劲度系数为k，根据简谐运动的对称性有k·4A－mg＝mg，k·2A－mg'＝mg'，可得g＝，g'＝，可得＝2，设球状天体的半径为R，在星球表面有G＝mg，G＝mg'，联立可得＝。故选C。] 4．(2025·安徽卷)如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是(　　) A．弹簧上形成的波是横波 B．推、拉弹簧的周期越小，波长越长 C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度 D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量 D　[根据弹簧的振动情况可知，质点的振动方向与机械波的传播方向在同一直线上，所以该波为纵波，A错误；机械波在同一介质中的传播速度相同，由v＝可知推、拉弹簧的周期(波的周期)越小，波长越短，B错误；标记物振动的速度为该波上质点的振动速度，与波的传播速度无关，C错误；标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量，D正确。] 5．(多选)图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝6 s时刻的波形图。图乙为x＝11 cm处质点的振动图像，则下列说法正确的是(　　) A．波向x轴负方向传播 B．波向x轴正方向传播 C．图甲中实线与y轴交点的纵坐标为2.5 cm D．图甲中实线与y轴交点的纵坐标为 cm AC　[t＝6 s时刻x＝11 cm处质点正在向上振动，根据“上下坡法”，可知波向x轴负方向传播，故A正确，B错误；由题图甲可知波长为λ＝12 cm，由题图乙知周期为T＝6 s，波速为v＝＝2 cm/s，由题图甲知该波的波动方程为y＝5sin cm，所以x＝0时的位置为y＝5×sin cm＝2.5 cm，故C正确，D错误。故选AC。] 6．(多选)(2024·广东佛山模拟预测)如图(a)所示，下端附有重物的粗细均匀木棒浮在水中，已知水的密度为 ρ，木棒的横截面积为 S，重力加速度大小为 g，将木棒向下按压一段距离后释放，木棒所受的浮力 F 随时间周期性变化，如图(b)所示，下列说法正确的是(　　) A．木棒做简谐运动，重力充当回复力 B．0～0.25 s内木棒的加速度逐渐减小 C．木棒和重物的重力之和等于F1－F2 D．木棒所受合外力与偏离平衡位置的距离成正比 BD　[木棒做简谐运动的回复力是水的浮力与木棒重力的合力，故A错误；0～0.25 s内木棒的浮力减小，则木棒从最低点向平衡位置运动，其所受合外力逐渐减小，则其加速度逐渐减小，故B正确；根据简谐运动的特点可知，木棒和重物在最高点和最低点的位置加速度大小相等，故在最低点有F1－G＝ma，在最高点有G－F2＝ma，联立可得G＝(F1＋F2)，故C错误；设向下为正方向，则在平衡位置时，由平衡条件可得mg＝ρgx0S，在偏离平衡位置x距离时，木棒所受合外力为F合＝－[ρg(x0＋x)S－mg]＝－ρgxS，则木棒所受合外力大小与偏离平衡位置的距离成正比，且比值为ρgS，故D正确。故选BD。] 7．(多选)如图所示，轻弹簧一端连接质量为m的物体A，另一端固定在竖直墙面上，A通过轻绳跨过轻质定滑轮与质量为m的物体B连接，绳、弹簧与光滑水平桌面平行，A离滑轮足够远、B离地面足够高。初始时A位于O点，弹簧处于原长。现将A由静止释放，设A相对O点的位移为x、速度为v、加速度为a、运动时间为t，弹簧弹力大小为F，轻绳张力大小为T，重力加速度为g。从开始运动到A第一次回到O点，下列图像可能正确的是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D BC　[将A、B视为一个整体，在B的重力和弹簧弹力作用下，加速度随位移线性变化，做简谐运动，A错误；根据简谐运动规律可知，从开始运动到A第一次回到O点过程中，物体先做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力为mg时，加速度为0，速度最大，之后做加速度增大的减速运动，当速度为0时，弹簧的弹力为2mg，此时相对O点位移最大，B、C正确；联立动力学方程可得T＝＋，由于物块并不是做匀变速直线运动，则位移随时间非线性变化，则轻绳张力非线性变化，D错误。故选BC。] 8．(15分)(2025·广东汕头二模)如图(1)所示的波浪机以恒定的振动周期在泳池较深的一端制造横波，小铭用频闪相机观察深水区的波形，发现照片中的波形始终没有变化。已知频闪相机每隔2 s闪光一次，波浪机振动周期不小于频闪相机的闪光间隔。求： (1)波浪机的振动频率f； (2)深水区的波长λ和波速大小v； (3)小铭继续观察浅水区的波形，发现波长与水深有关，如图(2)，波长发生了什么变化?这个变化可能是水深改变了波的什么物理量造成的? [解析]　(1)由题可知，波浪机的振动周期T＝2 s 由f＝ 得波浪机的振动频率f＝0.5 Hz。 (2)由题图(1)可知1.5λ＝3 m 得波长λ＝2 m 由v＝λf可得波速大小为v＝1 m/s。 (3)波长减小。波浪机振动周期恒定，波的频率不变，说明波长变化是由波速变化引起的；水逐渐变浅，导致波速逐渐变小，从而造成波长逐渐变小。 [答案]　(1)0.5 Hz　(2)2 m　1 m/s (3)波长减小　波速 学科网（北京）股份有限公司 $