2025版高考物理二轮复习 第12讲　振动与波

第12讲振动与波高考专题辅导与测试·物理目录CONTENTS01构建·知识网络锁定主干知识02试做·高考真题探明高考考向03洞悉·高频考点精研典型例题04培优·提能加餐

拓展思维空间05演练·分层强化提升关键能力

构建·知识网络

锁定主干知识01

试做·高考真题

探明高考考向02

1.

（2024·福建高考2题）某简谐振动的y-t图像如图所示，则以下说法正确

的是（

）A.

振幅2

cmB.

频率2.5

HzC.0.1

s时速度为0D.0.2

s时加速度方向竖直向下√

2.

（多选）（2024·海南高考10题）一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和

水传到距其2

km的湖对岸，空气中的声速为340

m/s，水中声速为1

450

m/s，歌声可视为频率为400

Hz的声波，则下列说法正确的是（

）A.

歌声在水中传播频率会改变B.

歌声由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5

sC.

歌声在空气中波长为0.85

mD.

歌声在水中的波长为5

m√√

3.

（2024·广东高考3题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1

m/s，t

＝0时的波形如图所示。t＝1

s时，x＝1.5

m处的质点相对平衡位置的位

移为（

）A.0B.0.1

mC.

－0.1

mD.0.2

m√

4.

（多选）（2024·新课标卷19题）位于坐标原点O的波源在t＝0时开始振

动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位

置在x＝3.5

m处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则

（

）A.

波的周期是0.1

sB.

波的振幅是0.2

mC.

波的传播速度是10

m/sD.

平衡位置在x＝4.5

m处的质点Q开始振动时，质

点P处于波峰位置√√

5.

（2024·浙江6月选考11题）频率相同的简谐波源S1、S2和接收点M位于

同一平面内，S1、S2到M的距离之差为6

m。t＝0时，S1、S2同时垂直平

面开始振动，M点的振动图像如图所示，则（

）A.

两列波的波长为2

mB.

两列波的起振方向均沿x正方向C.

S1和S2在平面内不能产生干涉现象D.

两列波的振幅分别为3

cm和1

cm√解析：

洞悉·高频考点精研典型例题03

考点一机械振动1.

简谐运动的五个特征受力特征回复力：F＝－kx，F（或a）的大小与x的大小成正比，

方向相反运动特征（1）运动学表达式：x＝Asin（ωt＋φ0）。（2）靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平

衡位置时，a、F、x都增大，v减小能量特征（1）振幅越大，能量越大。（2）在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械

能守恒周期性特征对称性特征关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相

等，相对平衡位置的位移大小相等

①g为当地重力加速度，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单摆处于超重或失重状态时等效重力加速度g0＝g±a。在近地

轨道上运动的卫星加速度a＝g，为完全失重状态，其等效重力加

速度g0＝0。2.

单摆（2）单摆受力的两点说明

【例1】

（2024·北京高考9题）图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装

置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方

向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙

所示。下列说法正确的是（

）A.

t＝0时，弹簧弹力为0B.

t＝0.2

s时，手机位于平衡位置上方C.

从t＝0至t＝0.2

s，手机的动能增大D.

a随t变化的关系式为a＝4sin（2.5πt）

m/s2√

【例2】

（2024·广东广州模拟）如图，用两根完全相同、不可伸长的轻

绳将小沙包（大小可忽略）对称地吊在空中，轻推小沙包，测得其在垂直

于纸面的平面内做简谐运动的周期为T0，已知每根轻绳的长度为L，小沙包

的质量为m，则小沙包静止时，每根绳子张力为（

）答案：A

答案：C考点二机械波机械波的特点及性质形成条件（1）波源；（2）传播介质，如空气、水等传播特点（1）机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的

平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移（2）介质中各质点振动周期和频率都与波源的振动周期和频

率相同（3）一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，

位移为零（4）一个周期内，波向前传播一个波长的距离波的图像及各量关系波的叠加波的多解问题由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播易出现多

解问题

答案：D【例5】

（2023·浙江6月选考11题）如图所示，置于管口T前的声源发出

一列单一频率声波，分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口

O。先调节A、B两管等长，O处探测到声波强度为400个单位，然后将A管

拉长d＝15

cm，在O处第一次探测到声波强度最小，其强度为100个单位。

已知声波强度与声波振幅平方成正比，不计声波在管道中传播的能量损

失，则（

）A.

声波的波长λ＝15

cmB.

声波的波长λ＝30

cmC.

两声波的振幅之比为3∶1D.

两声波的振幅之比为2∶1

答案：C【例6】

（多选）（2024·云南昆明模拟）如图为一列沿x轴传播的简谐横

波，在t＝0时刻的部分波形图如图中实线所示，在t＝0.02

s时刻的部分波

形图如图中虚线所示，该波的周期T＞0.04

s，则（

）A.

该波的传播速度v＝100

m/sB.

该波的传播速度v＝700

m/sC.

t＝1.64

s时，x＝64

m处的质点位于波峰D.

t＝1.64

s时，x＝64

m处的质点位于波谷

答案：AD考点三振动图像和波的图像的综合应用解决y-t和y-x图像综合问题的基本思路（1）由y-t图像可以获取振幅A、振动周期（即波的周期）T。（2）由y-x图像可以获取振幅A、波长λ。

（4）明确y-t图像描述的是哪个质点的振动图像，y-x图像是哪一时刻的图

像，然后根据y-t图像确定y-x图像对应时刻该质点的位移和振动方

向，最后根据y-x图像确定波的传播方向。进而判断其他有关问题。【例7】

（2024·湖北武汉预测）图a是一列沿x轴方向传播的简谐横波在t

＝4

s时的波形图，M、N是介质中的两个质点，其平衡位置分别位于x＝2

m、x＝8

m处，图b是质点N的振动图像。下列说法正确的是（

）A.

波沿x轴负方向传播B.

波的传播速度大小为0.5

m/sC.

t＝5

s时，M、N的速度大小相等，方向相同D.

t＝7

s时，M、N的加速度大小相等，方向相反√

两质点此时均在x轴下方，则加速度方向相同，D错误。答案：C【例8】

（2024·河南开封模拟）一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0

时刻的部分波形图如图甲所示，P是平衡位置在x＝1.2

m处的质点，Q是平

衡位置在x＝4

m处的质点，质点Q的振动图像如图乙所示。求：（1）该波的波速v；（2）从t＝0时刻起到质点P第三次位于波峰位置所用的时间。答案：（1）4

m/s

（2）5.8

s

解得t＝5.8

s。培优·提能加餐拓展思维空间04

1.

应用简谐运动对称性巧解力学问题（1）物体做简谐运动的过程中，在关于平衡位置对称的位置，各个物

理量的大小相等，如图甲所示，弹簧振子在A、B两点时的加速度

等大反向，任意一对对称点都符合此规律。（2）如果将小球轻轻地放在竖直弹簧的上端（图乙），松手后小球

在竖直方向上做简谐运动，在平衡位置时小球的重力等于弹簧

的弹力（O点），小球到达最低点时，弹簧被压缩最短，此点

与小球的释放点关于O点对称，即此时的加速度大小为g，方

向竖直向上。【典例1】如图所示，一根轻弹簧竖直立在水平地面上，下端固定。在

弹簧的正上方有一个小物块，小物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹

簧压缩，弹簧被压缩了x0时，小物块的速度变为零。从小物块与弹簧接触

开始，小物块的加速度大小随下降的位移x变化的图像可能是下图中的

（

）答案：D解析：如果小物块与弹簧接触时的速度为0，那么其初、末加速度大小都

等于g，而此题中的小球先下落了一段时间后与弹簧接触，弹簧被压缩的

最低点肯定比小物块与弹簧接触时速度为0的情况低，即小物块在最低点

时的加速度肯定大于g，故D正确。

（2）图像法：在某时刻波的干涉的波形图上，波峰与波峰（或波谷与

波谷）的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱

点；加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点的振幅与减弱

点的振幅之间。【典例2】如图甲所示，在xOy平面内有两个波源S1（－2

m，0）和S2（4

m，0），两波源在垂直于xOy的平面内做简谐运动，其振动图像分别如图

乙和图丙所示，两波源形成的机械波在xOy平面内向各个方向传播，波速

均为25

cm/s。xOy平面上有A、B两点，其位置坐标分别为A（－2

m，8

m），B（0.5

m，0），则（

）

A.

两波源形成的波不同，不能产生干涉现象B.

图中A点处质点的振幅为6

mC.

A、B连线上有一个振动加强点D.

两波源的连线上（不含波源）有11个振动减弱点，它们的位移大小始终是2

m

答案：C演练·分层强化

提升关键能力

05

1.

（2024·广东佛山二模）一简谐横波在t＝0时刻的波形图如图所示，该简

谐波沿x轴正方向传播，周期T＝2.5

s，质点P的横坐标x＝8

m，则

（

）A.

简谐波的波长为15

mB.

简谐波的波速为8

m/sC.

简谐波的振幅为0.5

mD.

t＝0时，P向y轴负方向运动12345678910√

123456789102.

（2024·河南开封二模）如图所示的是一“环腔式”降噪器的原理图，

可以对高速气流产生的噪声进行降噪。波长为λ的声波沿水平管道自左

侧入口进入后分成上、下两部分，分别通过通道①、②继续向前传播，

在右侧汇聚后噪声减弱，其中通道①的长度为10λ，下列说法正确的是

（

）A.

该降噪器是利用波的衍射原理设计的B.

通道②的长度可能为8.5λC.

通道②的长度可能为8λD.

该降噪器对所有频率的声波均能起到降噪作用√12345678910

123456789103.

（2024·安徽高考3题）某仪器发射甲、乙两列横波，在同一均匀介质中

相向传播，波速v大小相等。某时刻的波形图如图所示，则这两列横波

（

）A.

在x＝9.0

m处开始相遇B.

在x＝10.0

m处开始相遇C.

波峰在x＝10.5

m处相遇D.

波峰在x＝11.5

m处相遇√12345678910

123456789104.

（2024·江苏五校模拟）甲、乙两个单摆的摆球完全相同，在同一平面

内各自做简谐运动，摆线的最大摆角相同。某时刻开始计时，0～6t0内

它们的振动图像如图所示，下列说法正确的是（

）A.

甲、乙的摆长之比为1∶2C.

甲摆球的最大动能大于乙摆球的最大动能D.

从计时开始，乙摆球第2次经过最低点时两摆球速度方向相反√12345678910

123456789105.

（2024·河南郑州模拟）如图所示，弹簧振子在B、C两点之间做简谐运

动，其平衡位置为O点。已知B、C两点相距30

cm。从小球经过O点时开

始计时，经过0.3

s首次到达B点。取向左为正方向，下列说法正确的是

（

）A.

小球振动的周期一定为12

sB.

小球振动的振幅为0.3

mC.

弹簧振子的振动方程可能为x＝－0.15sin

5πt（m）D.0.6

s末，小球一定在平衡位置√12345678910

123456789106.

（多选）（2024·江苏常熟模拟）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝2

s

时刻，该波的波形图如图甲所示，A、B和C是介质中的三个质点。图乙

表示介质中某质点的振动图像，下列说法正确的是（

）A.

质点C的振动图像与图乙相同B.

在t＝0时刻，质点A的速率比质

点B的大C.

在t＝1

s时刻，质点A的加速度比

质点B的小D.

若波速v＝3

m/s，则质点A在20

s内的运动路程为60

m√√12345678910解析：

简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝2

s时刻，质点C处于平衡

位置并向y轴负方向振动，与题图乙振动图像上t＝2

s时刻一致，则质点

C的振动图像与图乙相同，A正确；在t＝0时刻，质点A位于波谷，速度

为零，质点B位于平衡位置，则质点A的速率比质点B的小，B错误；由

图乙可知周期为4

s，因此在t＝1

s时刻，质点A在平衡位置，质点B在波

谷，质点A的位移比质点B的小，则质点A的加速度比质点B的小，C正

确；由于周期为4

s，20

s为5个周期，质点A在20

s内的运动路程为5×4A

＝100

cm，D错误。12345678910

7.

（多选）（2024·山东高考9题）甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中

沿x轴相向传播，波速均为2

m/s。t＝0时刻二者在x＝2

m处相遇，波形

图如图所示。关于平衡位置在x＝2

m处的质点P，下列说法正确的是

（

）A.

t＝0.5

s时，P偏离平衡位置的位移为0B.

t＝0.5

s时，P偏离平衡位置的位移为－2

cmC.

t＝1.0

s时，P向y轴正方向运动D.

t＝1.0

s时，P向y轴负方向运动√√12345678910解析：

由于两列波的波速均为2

m/s，则t＝0.5

s时，题图所示平衡

位置在x＝1

m处和x＝3

m处两质点的振动形式传到P点处，则由波的叠

加可知，t＝0.5

s时，P偏离平衡位置的位移为－2

cm，A错误，B正

确；t＝1

s时，题图所示平衡位置在x＝0处和x＝4

m处两质点的振动形

式（均向y轴正方向运动）传到P点处，根据波的叠加可知，t＝1

s时，P

向y轴正方向运动，C正确，D错误。123456789108.

（2024