2025版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第12講　振動與波

第12講振動與波高考專題輔導(dǎo)與測試·物理目錄CONTENTS01構(gòu)建·知識網(wǎng)絡(luò)鎖定主干知識02試做·高考真題探明高考考向03洞悉·高頻考點精研典型例題04培優(yōu)·提能加餐

拓展思維空間05演練·分層強(qiáng)化提升關(guān)鍵能力

構(gòu)建·知識網(wǎng)絡(luò)

鎖定主干知識01

試做·高考真題

探明高考考向02

1.

（2024·福建高考2題）某簡諧振動的y-t圖像如圖所示，則以下說法正確

的是（

）A.

振幅2

cmB.

頻率2.5

HzC.0.1

s時速度為0D.0.2

s時加速度方向豎直向下√

2.

（多選）（2024·海南高考10題）一歌手在湖邊唱歌，歌聲通過空氣和

水傳到距其2

km的湖對岸，空氣中的聲速為340

m/s，水中聲速為1

450

m/s，歌聲可視為頻率為400

Hz的聲波，則下列說法正確的是（

）A.

歌聲在水中傳播頻率會改變B.

歌聲由空氣和水傳到湖對岸的時間差約為4.5

sC.

歌聲在空氣中波長為0.85

mD.

歌聲在水中的波長為5

m√√

3.

（2024·廣東高考3題）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播。波速為1

m/s，t

＝0時的波形如圖所示。t＝1

s時，x＝1.5

m處的質(zhì)點相對平衡位置的位

移為（

）A.0B.0.1

mC.

－0.1

mD.0.2

m√

4.

（多選）（2024·新課標(biāo)卷19題）位于坐標(biāo)原點O的波源在t＝0時開始振

動，振動圖像如圖所示，所形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播。平衡位

置在x＝3.5

m處的質(zhì)點P開始振動時，波源恰好第2次處于波谷位置，則

（

）A.

波的周期是0.1

sB.

波的振幅是0.2

mC.

波的傳播速度是10

m/sD.

平衡位置在x＝4.5

m處的質(zhì)點Q開始振動時，質(zhì)

點P處于波峰位置√√

5.

（2024·浙江6月選考11題）頻率相同的簡諧波源S1、S2和接收點M位于

同一平面內(nèi)，S1、S2到M的距離之差為6

m。t＝0時，S1、S2同時垂直平

面開始振動，M點的振動圖像如圖所示，則（

）A.

兩列波的波長為2

mB.

兩列波的起振方向均沿x正方向C.

S1和S2在平面內(nèi)不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D.

兩列波的振幅分別為3

cm和1

cm√解析：

洞悉·高頻考點精研典型例題03

考點一機(jī)械振動1.

簡諧運動的五個特征受力特征回復(fù)力：F＝－kx，F(xiàn)（或a）的大小與x的大小成正比，

方向相反運動特征（1）運動學(xué)表達(dá)式：x＝Asin（ωt＋φ0）。（2）靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；遠(yuǎn)離平

衡位置時，a、F、x都增大，v減小能量特征（1）振幅越大，能量越大。（2）在運動過程中，系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械

能守恒周期性特征對稱性特征關(guān)于平衡位置O對稱的兩點，速度的大小、動能、勢能相

等，相對平衡位置的位移大小相等

①g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，在地球上不同位置g的取值不同，不同星

球表面g值也不相同。②單擺處于超重或失重狀態(tài)時等效重力加速度g0＝g±a。在近地

軌道上運動的衛(wèi)星加速度a＝g，為完全失重狀態(tài)，其等效重力加

速度g0＝0。2.

單擺（2）單擺受力的兩點說明

【例1】

（2024·北京高考9題）圖甲為用手機(jī)和輕彈簧制作的一個振動裝

置。手機(jī)加速度傳感器記錄了手機(jī)在豎直方向的振動情況，以向上為正方

向，得到手機(jī)振動過程中加速度a隨時間t變化的曲線為正弦曲線，如圖乙

所示。下列說法正確的是（

）A.

t＝0時，彈簧彈力為0B.

t＝0.2

s時，手機(jī)位于平衡位置上方C.

從t＝0至t＝0.2

s，手機(jī)的動能增大D.

a隨t變化的關(guān)系式為a＝4sin（2.5πt）

m/s2√

【例2】

（2024·廣東廣州模擬）如圖，用兩根完全相同、不可伸長的輕

繩將小沙包（大小可忽略）對稱地吊在空中，輕推小沙包，測得其在垂直

于紙面的平面內(nèi)做簡諧運動的周期為T0，已知每根輕繩的長度為L，小沙包

的質(zhì)量為m，則小沙包靜止時，每根繩子張力為（

）答案：A

答案：C考點二機(jī)械波機(jī)械波的特點及性質(zhì)形成條件（1）波源；（2）傳播介質(zhì)，如空氣、水等傳播特點（1）機(jī)械波傳播的只是振動的形式和能量，質(zhì)點只在各自的

平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波遷移（2）介質(zhì)中各質(zhì)點振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻

率相同（3）一個周期內(nèi)，質(zhì)點完成一次全振動，通過的路程為4A，

位移為零（4）一個周期內(nèi)，波向前傳播一個波長的距離波的圖像及各量關(guān)系波的疊加波的多解問題由于波的周期性、波傳播方向的雙向性，波的傳播易出現(xiàn)多

解問題

答案：D【例5】

（2023·浙江6月選考11題）如圖所示，置于管口T前的聲源發(fā)出

一列單一頻率聲波，分成兩列強(qiáng)度不同的聲波分別沿A、B兩管傳播到出口

O。先調(diào)節(jié)A、B兩管等長，O處探測到聲波強(qiáng)度為400個單位，然后將A管

拉長d＝15

cm，在O處第一次探測到聲波強(qiáng)度最小，其強(qiáng)度為100個單位。

已知聲波強(qiáng)度與聲波振幅平方成正比，不計聲波在管道中傳播的能量損

失，則（

）A.

聲波的波長λ＝15

cmB.

聲波的波長λ＝30

cmC.

兩聲波的振幅之比為3∶1D.

兩聲波的振幅之比為2∶1

答案：C【例6】

（多選）（2024·云南昆明模擬）如圖為一列沿x軸傳播的簡諧橫

波，在t＝0時刻的部分波形圖如圖中實線所示，在t＝0.02

s時刻的部分波

形圖如圖中虛線所示，該波的周期T＞0.04

s，則（

）A.

該波的傳播速度v＝100

m/sB.

該波的傳播速度v＝700

m/sC.

t＝1.64

s時，x＝64

m處的質(zhì)點位于波峰D.

t＝1.64

s時，x＝64

m處的質(zhì)點位于波谷

答案：AD考點三振動圖像和波的圖像的綜合應(yīng)用解決y-t和y-x圖像綜合問題的基本思路（1）由y-t圖像可以獲取振幅A、振動周期（即波的周期）T。（2）由y-x圖像可以獲取振幅A、波長λ。

（4）明確y-t圖像描述的是哪個質(zhì)點的振動圖像，y-x圖像是哪一時刻的圖

像，然后根據(jù)y-t圖像確定y-x圖像對應(yīng)時刻該質(zhì)點的位移和振動方

向，最后根據(jù)y-x圖像確定波的傳播方向。進(jìn)而判斷其他有關(guān)問題。【例7】

（2024·湖北武漢預(yù)測）圖a是一列沿x軸方向傳播的簡諧橫波在t

＝4

s時的波形圖，M、N是介質(zhì)中的兩個質(zhì)點，其平衡位置分別位于x＝2

m、x＝8

m處，圖b是質(zhì)點N的振動圖像。下列說法正確的是（

）A.

波沿x軸負(fù)方向傳播B.

波的傳播速度大小為0.5

m/sC.

t＝5

s時，M、N的速度大小相等，方向相同D.

t＝7

s時，M、N的加速度大小相等，方向相反√

兩質(zhì)點此時均在x軸下方，則加速度方向相同，D錯誤。答案：C【例8】

（2024·河南開封模擬）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0

時刻的部分波形圖如圖甲所示，P是平衡位置在x＝1.2

m處的質(zhì)點，Q是平

衡位置在x＝4

m處的質(zhì)點，質(zhì)點Q的振動圖像如圖乙所示。求：（1）該波的波速v；（2）從t＝0時刻起到質(zhì)點P第三次位于波峰位置所用的時間。答案：（1）4

m/s

（2）5.8

s

解得t＝5.8

s。培優(yōu)·提能加餐拓展思維空間04

1.

應(yīng)用簡諧運動對稱性巧解力學(xué)問題（1）物體做簡諧運動的過程中，在關(guān)于平衡位置對稱的位置，各個物

理量的大小相等，如圖甲所示，彈簧振子在A、B兩點時的加速度

等大反向，任意一對對稱點都符合此規(guī)律。（2）如果將小球輕輕地放在豎直彈簧的上端（圖乙），松手后小球

在豎直方向上做簡諧運動，在平衡位置時小球的重力等于彈簧

的彈力（O點），小球到達(dá)最低點時，彈簧被壓縮最短，此點

與小球的釋放點關(guān)于O點對稱，即此時的加速度大小為g，方

向豎直向上?！镜淅?】如圖所示，一根輕彈簧豎直立在水平地面上，下端固定。在

彈簧的正上方有一個小物塊，小物塊從高處自由下落到彈簧上端O，將彈

簧壓縮，彈簧被壓縮了x0時，小物塊的速度變?yōu)榱?。從小物塊與彈簧接觸

開始，小物塊的加速度大小隨下降的位移x變化的圖像可能是下圖中的

（

）答案：D解析：如果小物塊與彈簧接觸時的速度為0，那么其初、末加速度大小都

等于g，而此題中的小球先下落了一段時間后與彈簧接觸，彈簧被壓縮的

最低點肯定比小物塊與彈簧接觸時速度為0的情況低，即小物塊在最低點

時的加速度肯定大于g，故D正確。

（2）圖像法：在某時刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰（或波谷與

波谷）的交點，一定是加強(qiáng)點，而波峰與波谷的交點一定是減弱

點；加強(qiáng)點與減弱點之間各質(zhì)點的振幅介于加強(qiáng)點的振幅與減弱

點的振幅之間?！镜淅?】如圖甲所示，在xOy平面內(nèi)有兩個波源S1（－2

m，0）和S2（4

m，0），兩波源在垂直于xOy的平面內(nèi)做簡諧運動，其振動圖像分別如圖

乙和圖丙所示，兩波源形成的機(jī)械波在xOy平面內(nèi)向各個方向傳播，波速

均為25

cm/s。xOy平面上有A、B兩點，其位置坐標(biāo)分別為A（－2

m，8

m），B（0.5

m，0），則（

）

A.

兩波源形成的波不同，不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象B.

圖中A點處質(zhì)點的振幅為6

mC.

A、B連線上有一個振動加強(qiáng)點D.

兩波源的連線上（不含波源）有11個振動減弱點，它們的位移大小始終是2

m

答案：C演練·分層強(qiáng)化

提升關(guān)鍵能力

05

1.

（2024·廣東佛山二模）一簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖如圖所示，該簡

諧波沿x軸正方向傳播，周期T＝2.5

s，質(zhì)點P的橫坐標(biāo)x＝8

m，則

（

）A.

簡諧波的波長為15

mB.

簡諧波的波速為8

m/sC.

簡諧波的振幅為0.5

mD.

t＝0時，P向y軸負(fù)方向運動12345678910√

123456789102.

（2024·河南開封二模）如圖所示的是一“環(huán)腔式”降噪器的原理圖，

可以對高速氣流產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行降噪。波長為λ的聲波沿水平管道自左

側(cè)入口進(jìn)入后分成上、下兩部分，分別通過通道①、②繼續(xù)向前傳播，

在右側(cè)匯聚后噪聲減弱，其中通道①的長度為10λ，下列說法正確的是

（

）A.

該降噪器是利用波的衍射原理設(shè)計的B.

通道②的長度可能為8.5λC.

通道②的長度可能為8λD.

該降噪器對所有頻率的聲波均能起到降噪作用√12345678910

123456789103.

（2024·安徽高考3題）某儀器發(fā)射甲、乙兩列橫波，在同一均勻介質(zhì)中

相向傳播，波速v大小相等。某時刻的波形圖如圖所示，則這兩列橫波

（

）A.

在x＝9.0

m處開始相遇B.

在x＝10.0

m處開始相遇C.

波峰在x＝10.5

m處相遇D.

波峰在x＝11.5

m處相遇√12345678910

123456789104.

（2024·江蘇五校模擬）甲、乙兩個單擺的擺球完全相同，在同一平面

內(nèi)各自做簡諧運動，擺線的最大擺角相同。某時刻開始計時，0～6t0內(nèi)

它們的振動圖像如圖所示，下列說法正確的是（

）A.

甲、乙的擺長之比為1∶2C.

甲擺球的最大動能大于乙擺球的最大動能D.

從計時開始，乙擺球第2次經(jīng)過最低點時兩擺球速度方向相反√12345678910

123456789105.

（2024·河南鄭州模擬）如圖所示，彈簧振子在B、C兩點之間做簡諧運

動，其平衡位置為O點。已知B、C兩點相距30

cm。從小球經(jīng)過O點時開

始計時，經(jīng)過0.3

s首次到達(dá)B點。取向左為正方向，下列說法正確的是

（

）A.

小球振動的周期一定為12

sB.

小球振動的振幅為0.3

mC.

彈簧振子的振動方程可能為x＝－0.15sin

5πt（m）D.0.6

s末，小球一定在平衡位置√12345678910

123456789106.

（多選）（2024·江蘇常熟模擬）一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝2

s

時刻，該波的波形圖如圖甲所示，A、B和C是介質(zhì)中的三個質(zhì)點。圖乙

表示介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖像，下列說法正確的是（

）A.

質(zhì)點C的振動圖像與圖乙相同B.

在t＝0時刻，質(zhì)點A的速率比質(zhì)

點B的大C.

在t＝1

s時刻，質(zhì)點A的加速度比

質(zhì)點B的小D.

若波速v＝3

m/s，則質(zhì)點A在20

s內(nèi)的運動路程為60

m√√12345678910解析：

簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t＝2

s時刻，質(zhì)點C處于平衡

位置并向y軸負(fù)方向振動，與題圖乙振動圖像上t＝2

s時刻一致，則質(zhì)點

C的振動圖像與圖乙相同，A正確；在t＝0時刻，質(zhì)點A位于波谷，速度

為零，質(zhì)點B位于平衡位置，則質(zhì)點A的速率比質(zhì)點B的小，B錯誤；由

圖乙可知周期為4

s，因此在t＝1

s時刻，質(zhì)點A在平衡位置，質(zhì)點B在波

谷，質(zhì)點A的位移比質(zhì)點B的小，則質(zhì)點A的加速度比質(zhì)點B的小，C正

確；由于周期為4

s，20

s為5個周期，質(zhì)點A在20

s內(nèi)的運動路程為5×4A

＝100

cm，D錯誤。12345678910

7.

（多選）（2024·山東高考9題）甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中

沿x軸相向傳播，波速均為2

m/s。t＝0時刻二者在x＝2

m處相遇，波形

圖如圖所示。關(guān)于平衡位置在x＝2

m處的質(zhì)點P，下列說法正確的是

（

）A.

t＝0.5

s時，P偏離平衡位置的位移為0B.

t＝0.5

s時，P偏離平衡位置的位移為－2

cmC.

t＝1.0

s時，P向y軸正方向運動D.

t＝1.0

s時，P向y軸負(fù)方向運動√√12345678910解析：

由于兩列波的波速均為2

m/s，則t＝0.5

s時，題圖所示平衡

位置在x＝1

m處和x＝3

m處兩質(zhì)點的振動形式傳到P點處，則由波的疊

加可知，t＝0.5

s時，P偏離平衡位置的位移為－2

cm，A錯誤，B正

確；t＝1

s時，題圖所示平衡位置在x＝0處和x＝4

m處兩質(zhì)點的振動形

式（均向y軸正方向運動）傳到P點處，根據(jù)波的疊加可知，t＝1

s時，P

向y軸正方向運動，C正確，D錯誤。123456789108.

（2024