專題15 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波（講義）（解析版）-2025年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測（新高考用）

2/35專題15機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波目錄0TOC\o"1-3"\h\u1考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 302知識(shí)導(dǎo)圖·思維引航 403核心精講·題型突破 5題型一機(jī)械振動(dòng) 5【核心精講】 5一、簡諧運(yùn)動(dòng)的條件 5二、簡諧運(yùn)動(dòng)的五個(gè)特征 5三、彈簧振子模型和單擺模型 5【真題研析】 6【命題預(yù)測】 7考向一簡諧運(yùn)動(dòng)的特征 7考向二彈簧振子模型 8考向三單擺模型 10題型二機(jī)械波 12【核心精講】 12一、波的多解因素及解決思路 12二、波的干涉 12【真題研析】 13【命題預(yù)測】 14考向一波的多解問題 14考向二波的干涉 16題型三振動(dòng)圖像和波的圖像的綜合應(yīng)用 17【核心精講】 17一、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷方法 17二、波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像的比較 18三、波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像易錯(cuò)點(diǎn)與關(guān)鍵 18【真題研析】 19【命題預(yù)測】 20考向一振動(dòng)圖像 20考向二波動(dòng)圖像 22考向三振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像的結(jié)合應(yīng)用 23命題統(tǒng)計(jì)命題要點(diǎn)2024年2023年2022年熱考角度機(jī)械振動(dòng)2024·浙江1月卷·T102024·貴州卷·T92023·山東卷·T102022·湖南卷·T16(1)2022·重慶卷·T16(1)機(jī)械波2024·湖南卷·T22024·海南卷·T102023·北京卷·T42023·湖南卷·T32022·遼寧卷·T32022·浙江卷6月卷·T16、2022·廣東卷·T16(1)、2022·河北卷·T16(1)振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用2024·安徽卷·T32024·山東卷·T92024·重慶卷·T102024·四川卷·T152024·河南卷·T62023·海南卷·T42023·湖北卷·T72022·山東卷·T9命題規(guī)律從近三年高考試題來看，試題以選擇題為主，題目的難度不是太大，對機(jī)械波的考查更為頻繁，并且以考查機(jī)械波圖像和振動(dòng)圖像較多，主要涉及到對機(jī)械波描述的物理量、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)物理量和機(jī)械波多解情況等內(nèi)容的考查。考向預(yù)測預(yù)計(jì)在2025年高考中，還會(huì)以選擇題的形式考查機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)，會(huì)繼續(xù)關(guān)注機(jī)械波的波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像的考查。命題情景多以波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像為命題背景常用方法對稱法、公式法、圖像法機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波物理量波動(dòng)圖像簡諧運(yùn)動(dòng)受迫振動(dòng)與共振：驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率三類現(xiàn)象波速：由介質(zhì)決定頻率：由波源決定干涉：頻率相同，有固定相位差衍射：障礙物的尺寸不大于波長時(shí)，發(fā)生明顯衍射多普勒效應(yīng)：波源與觀察者靠近(遠(yuǎn)離)，觀察頻率增加(減小)回復(fù)力：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波物理量波動(dòng)圖像簡諧運(yùn)動(dòng)受迫振動(dòng)與共振：驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率三類現(xiàn)象波速：由介質(zhì)決定頻率：由波源決定干涉：頻率相同，有固定相位差衍射：障礙物的尺寸不大于波長時(shí)，發(fā)生明顯衍射多普勒效應(yīng)：波源與觀察者靠近(遠(yuǎn)離)，觀察頻率增加(減小)回復(fù)力：F=-kx公式：x=Asin(ωt+φ)模型彈簧振子：振動(dòng)周期由自身因素決定單擺：題型一機(jī)械振動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng)的條件1.內(nèi)容：如果物體在運(yùn)動(dòng)方向上所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡諧運(yùn)動(dòng)。2.公式：F=-kx（F為回復(fù)力）簡諧運(yùn)動(dòng)的五個(gè)特征位移特征受力特征回復(fù)力：F=-kx；F(或a)的大小與x的大小成正比，方向相反。能量特征系統(tǒng)的動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能守恒對稱性特征質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過關(guān)于平衡位置O對稱的兩點(diǎn)時(shí),速度的大小、動(dòng)能、勢能相等，相對于平衡位置的位移大小相等；由對稱點(diǎn)到平衡位置用時(shí)相等。周期性特征質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度和速度隨時(shí)間做周期性變化，變化周期就是簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T；動(dòng)能和勢能也隨時(shí)間做周期性變化，其變化周期為eq\f(T,2)彈簧振子模型和單擺模型模型彈簧振子單擺示意圖簡諧運(yùn)動(dòng)條件(1)彈簧質(zhì)量可忽略；(2)無摩擦等阻力；(3)在彈簧彈性限度內(nèi)(1)擺線為不可伸縮的輕細(xì)線；(2)無空氣等阻力；(3)最大擺角小于5°模型彈簧振子單擺回復(fù)力彈簧的彈力擺球重力沿與擺線垂直(即切向)方向的分力平衡位置彈簧處于原長處最低點(diǎn)周期與振幅無關(guān)T＝2πeq\r(\f(l,g))能量轉(zhuǎn)化彈性勢能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒重力勢能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒1．（2024·甘肅·高考真題）如圖為某單擺的振動(dòng)圖像，重力加速度g取10m/sA．?dāng)[長為1.6m，起始時(shí)刻速度最大 B．?dāng)[長為2.5m，起始時(shí)刻速度為零C．?dāng)[長為1.6m，A、C點(diǎn)的速度相同 D．?dāng)[長為2.5m，A、B點(diǎn)的速度相同【答案】C【詳解】由單擺的振動(dòng)圖像可知振動(dòng)周期為T=0.8πs，由單擺的周期公式T=2πl(wèi)=gT24π2=1.6mx-t圖像的斜率代表速度，故起始時(shí)刻速度為零，且【技巧點(diǎn)撥】（1）利用單擺周期公式求擺長；（2）根據(jù)x-t圖像的斜率確定大小和方向。2．（2024·福建·高考真題）如圖（a），裝有砂粒的試管豎直靜浮于水中，將其提起一小段距離后釋放，一段時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向的振動(dòng)可視為簡諧運(yùn)動(dòng)。取豎直向上為正方向，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，試管振動(dòng)圖像如圖（b）所示，則試管（）A．振幅為2.0cm B．振動(dòng)頻率為C．在t=0.1s時(shí)速度為零 D．在t=0.【答案】B【詳解】AB．根據(jù)圖像(b)可知，振幅為1.0cm；周期為T=0.4s則頻率為C．根據(jù)圖像可知，t=0.1sD．根據(jù)圖像可知，t=0.2s故選B?！炯记牲c(diǎn)撥】（1）根據(jù)圖像確定周期、頻率和振幅；（2）根據(jù)圖像的斜率確定速度的大小和方向，根據(jù)位移與加速度大小成正比，方向相反來確定加速的方向。考向一簡諧運(yùn)動(dòng)的特征3．（2023·山東·高考真題）如圖所示，沿水平方向做簡諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，依次通過相距L的A、B兩點(diǎn)。已知質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)的位移大小為振幅的一半，B點(diǎn)位移大小是A點(diǎn)的3倍，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，t時(shí)刻第二次經(jīng)過B點(diǎn)，該振動(dòng)的振幅和周期可能是（

）

A．2L3?1,3t B．2L3?1,4t【答案】BC【詳解】AB．當(dāng)AB兩點(diǎn)在平衡位置的同側(cè)時(shí)有12A=Asinφa,32A=Asinφb可得φa=πCD．當(dāng)AB兩點(diǎn)在平衡位置兩側(cè)時(shí)有?12A=Asinφa,32A=Asinφb解得φa=?π6或者4．（2024·全國·模擬預(yù)測）如圖，有人設(shè)想在地球上挖一條通過地心O的隧道AB，假設(shè)地球質(zhì)量分布均勻，半徑為R，地表重力加速度為g，將物體從A端無初速度釋放，不計(jì)空氣阻力。已知均質(zhì)球殼對殼內(nèi)任意一點(diǎn)的物體的引力為零，則下列說法正確的是（

）A．物體將一直加速到B端B．物體經(jīng)過AO中點(diǎn)時(shí)加速度大小為1C．物體將在A、B間做簡諧運(yùn)動(dòng)D．地球的近地衛(wèi)星從A圓周運(yùn)動(dòng)到B所用時(shí)間為π【答案】C【詳解】C．物體在地表時(shí)重力近似等于萬有引力，有GMmR2=mg以地心為位移起點(diǎn)，設(shè)某時(shí)刻物體的位移為x，則半徑為x的球的質(zhì)量為M′=ρV=ρ×4A．由C選項(xiàng)可知，物體在AB間做簡諧運(yùn)動(dòng)，所以物體先加速后減速，故A錯(cuò)誤；B．物體在AB間做簡諧運(yùn)動(dòng)，則物體所受萬有引力F=F回=?mgRx則在AO中點(diǎn)時(shí)，D．地球的近地衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力GMmR2=m4π2T2R，考向二彈簧振子模型5．（2024·福建泉州·二模）一豎直輕彈簧下端固定，質(zhì)量為m的水平木板P與彈簧上端栓接，木板上再放一質(zhì)量也為m的小物塊Q，靜止時(shí)位置如圖所示?，F(xiàn)對Q施加一豎直向上、大小為12mg的恒力F，已知重力加速度大小為A．剛施加力F時(shí)，Q對P的壓力大小為1B．施加力F后，在運(yùn)動(dòng)過程中P、Q可能分離C．P運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力大小為1D．P從開始運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程，彈簧彈性勢能減少量等于P重力勢能增加量的1.5倍【答案】D【詳解】A．剛施加力F時(shí)，對P、Q整體進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律有12mg=2ma1解得a1=1B．假設(shè)P、Q分離，則兩者之間彈力為0，對Q進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律有mg?12mg=ma2解得加速度大小為a2=12g方向豎直向下。施加拉力后，對P、Q整體進(jìn)行分析，令平衡位置的壓縮量為x0，則有1C．結(jié)合上述可知，P運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，整體加速度方向向下，大小為a1=14g對整體分析有2mg?F?D．物塊開始位置，根據(jù)胡克定律與平衡條件有2mg=kx1結(jié)合上述，物塊在最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)胡克定律有F0=mg=kx2拉力做功為W=Fx1?x26．（2024·湖南·模擬預(yù)測）如圖所示，光滑斜面上有一傾斜放置的彈簧，彈簧上端固定，下端連接物體P，其正在做振幅為x0A．如果在平衡位置處斷開，A依然可以到達(dá)原來的最低點(diǎn)B．如果在最高點(diǎn)處斷開，則B帶走的能量最多C．無論在什么地方斷開，此后A振動(dòng)的振幅一定增大，周期一定減小D．如果在最低點(diǎn)處斷開，此后A振動(dòng)的振幅變?yōu)閤【答案】B【詳解】A．如果在平衡位置處斷開，由于振子質(zhì)量減小，從能量角度分析，假設(shè)依然可以到達(dá)斷開的最低點(diǎn)，則彈簧彈性勢能的增加量大于A振子動(dòng)能和重力勢能的減小量（彈簧彈性勢能的增加量等于整個(gè)物體的動(dòng)能和重力勢能的減小量），則假設(shè)錯(cuò)誤，經(jīng)過分析，A到不了原來的最低點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B．由于在上升過程中，A、B間的力一直對B做正功，所以到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，B的機(jī)械能最大，則如果在最高點(diǎn)斷開，則B帶走的能量最多，故B正確；CD．設(shè)物體掉下前彈簧的勁度系數(shù)為k，質(zhì)量為m，振幅為x0，振子在平衡位置時(shí)有mgsinθ=kx0振子到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的形變量為2x0，當(dāng)物體掉下一半時(shí)，振子在平衡位置時(shí)有12mg考向三單擺模型7．（2024·北京順義·一模）如圖甲所示，O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，將力傳感器固定在O點(diǎn)。現(xiàn)將擺球拉到A點(diǎn)，釋放擺球，擺球?qū)⒃谪Q直面內(nèi)的A、C之間來回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置。圖乙表示擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)細(xì)線對擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的圖像，重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是（）A．單擺的振動(dòng)周期為0.2πsB．單擺的擺長為0.1mC．?dāng)[球的質(zhì)量為0.05kgD．?dāng)[球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度0.08m/s【答案】C【詳解】A．由乙圖可知，單擺每個(gè)周期經(jīng)過兩次最低點(diǎn)，即每個(gè)周期細(xì)線的拉力出現(xiàn)兩次最大值，則單擺的周期為0.4πsB．由單擺周期公式T=2πl(wèi)g代入數(shù)據(jù)，解得CD．由乙圖和牛頓運(yùn)動(dòng)定律得，設(shè)擺球在A時(shí)，擺線與豎直方向的夾角為θ，則在最高點(diǎn)時(shí)mgcosθ=0.495N在最低點(diǎn)時(shí)mg+mv2l=0.5108．（2024·甘肅·一模）圖為兩單擺的振動(dòng)圖像，θ為擺線偏離豎直方向的角度θ<5°。兩單擺的擺球質(zhì)量相同，則（）A．?dāng)[長之比L1L2C．?dāng)[球的最大動(dòng)能之比Ek1Ek【答案】D【詳解】AB．根據(jù)兩單擺的振動(dòng)圖像知，兩單擺的周期之比為23，根據(jù)單擺周期公式T=2πLg可得TCD．甲、乙兩個(gè)單擺的擺球完全相同，擺線的最大擺角相同，從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，由動(dòng)能定理有mgL1?cosθ題型二機(jī)械波波的多解因素及解決思路1.造成波動(dòng)問題多解的主要因素(1)周期性①時(shí)間周期性:時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確;②空間周期性:波傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確。(2)雙向性①傳播方向雙向性:波的傳播方向不確定;②振動(dòng)方向雙向性:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。(3)波形的隱含性在波動(dòng)問題中,往往只給出完整波形的一部分,或給出幾個(gè)特殊點(diǎn),而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣,波形就有多種情況,形成波動(dòng)問題的多解性。2.解決波的多解問題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法,即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx,若此關(guān)系為時(shí)間,則t=nT+Δt(n=0,1,2…);若此關(guān)系為距離,則x=nλ+Δx(n=0,1,2…)。步驟如下(1)根據(jù)初、末兩時(shí)刻的波形圖確定傳播距離與波長的關(guān)系通式。(2)根據(jù)題設(shè)條件判斷是唯一解還是多解。(3)根據(jù)波速公式v=ΔxΔt或v=二、波的干涉波的干涉現(xiàn)象中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)的兩種判斷方法1.公式法某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源的距離之差Δr。①當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí)若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，則振動(dòng)減弱。②當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí)若Δr＝(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，則振動(dòng)加強(qiáng)；若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動(dòng)減弱。2.波形圖法在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線互相間隔，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間。9．（2024·湖南·高考真題）如圖，健身者在公園以每分鐘60次的頻率上下抖動(dòng)長繩的一端，長繩自右向左呈現(xiàn)波浪狀起伏，可近似為單向傳播的簡諧橫波。長繩上A、B兩點(diǎn)平衡位置相距6m，t0時(shí)刻A點(diǎn)位于波谷，B點(diǎn)位于波峰，兩者之間還有一個(gè)波谷。下列說法正確的是（

A．波長為3m B．波速為C．t0+0.25s時(shí)刻，B點(diǎn)速度為0 D．t【答案】D【詳解】A．如圖根據(jù)題意可知xAB=3B．波源的振動(dòng)頻率為f=6060Hz=1HzC．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T=1s，因?yàn)?.25s=T4D．0.5s=T2，故【技巧點(diǎn)撥】（1）根據(jù)波長的定義確定波長的大??；（2）根據(jù)經(jīng)歷的時(shí)間與周期的關(guān)系，確定質(zhì)點(diǎn)的位置，進(jìn)而確定質(zhì)點(diǎn)的速度。10．（2023·浙江·高考真題）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(gè)單位，然后將A管拉長d=15cm，在O處第一次探測到聲波強(qiáng)度最小，其強(qiáng)度為100個(gè)單位。已知聲波強(qiáng)度與聲波振幅平方成正比，不計(jì)聲波在管道中傳播的能量損失，則（

A．聲波的波長λ=15cm B．聲波的波長C．兩聲波的振幅之比為3:1 D．兩聲波的振幅之比為2:1【答案】C【詳解】CD．分析可知A、B兩管等長時(shí)，聲波的振動(dòng)加強(qiáng)，將A管拉長d=15cm后，兩聲波在O點(diǎn)減弱，根據(jù)題意設(shè)聲波加強(qiáng)時(shí)振幅為20，聲波減弱時(shí)振幅為10，則A1+A2AB．根據(jù)振動(dòng)減弱的條件可得λ2=2d解得【技巧點(diǎn)撥】（1）根據(jù)波疊加時(shí)的疊加規(guī)律確定振幅之比；（2）根據(jù)波干涉減弱的條件確定波長大小?？枷蛞徊ǖ亩嘟鈫栴}11．（2024·貴州貴陽·模擬預(yù)測）如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線為t=0時(shí)刻的波形圖，虛線為t=0.6s時(shí)刻的波形圖，已知波的周期T>0.6s，下列說法正確的是（A．該波的波速一定是10m/s B．該波的波速可能是103C．t=2.7s時(shí)，Q點(diǎn)的位移一定不為0 D．t=5.1s時(shí)，【答案】B【詳解】AB．據(jù)圖可知波長為8m，如果波向左傳播，則有(n+34)T=0.6s（n=0，1，2…）只有當(dāng)n=0時(shí)T=0.8s>0.6s此時(shí)波速為v=λT=80.8m/CD．如果波向左傳播，則2.7s=338T根據(jù)波平移，Q點(diǎn)正好到達(dá)平衡位置，位移為零；如果波向右傳播，則2.7s=118故選B。12．（2024·廣西·模擬預(yù)測）一列簡諧橫波沿x軸傳播，已知x軸。上x1=1mA．7m/s B．3m/s C．6m/s D．1m/s【答案】C【詳解】由振動(dòng)圖像可知周期T=4s零時(shí)刻，x1處質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向下振動(dòng)，而①若波沿x軸正向傳播，其波形如圖甲所示，x2處質(zhì)點(diǎn)的平衡位置可能在A1或A2x2?x1=n+14λn=0,1,2,?②若波沿x軸負(fù)向傳播，其波形如圖乙所示，則有x2?x1=n+34λB選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C?？枷蚨ǖ母缮?3．（2024·遼寧大連·二模）兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的波源，在同一介質(zhì)中形成的兩列波相遇后，某一時(shí)刻在它們的重疊區(qū)域形成如圖所示的干涉圖樣，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，圖中P點(diǎn)恰好處于兩條實(shí)線的交點(diǎn)上，Q點(diǎn)恰好處于實(shí)線和虛線的交點(diǎn)上，M是P、Q之間連線上的一點(diǎn)（圖中未畫出），下列說法正確的是（）A．P點(diǎn)總是在最大位移處B．M點(diǎn)不可能是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)C．P、Q之間的距離一定等于半個(gè)波長D．若將波源S1向S2稍微靠近，P點(diǎn)的振幅一定不變【答案】B【詳解】A．P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，即振幅最大，但并不是總在最大位移處，故A錯(cuò)誤；B．M點(diǎn)處于振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)與振動(dòng)減弱點(diǎn)之間，不可能是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故B正確；C．P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，Q點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置時(shí)，兩點(diǎn)間的距離等于半個(gè)波長，處于其它位置時(shí)均不等于半個(gè)波長，故C錯(cuò)誤；D．若將波源S1向S2稍微靠近，P點(diǎn)可能不是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，其振幅可能發(fā)生變化，故D錯(cuò)誤。故選B。14．（2024·云南·模擬預(yù)測）兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中相向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，兩波源的平衡位置分別位于M、N兩點(diǎn)處，O點(diǎn)為M、N連線的中點(diǎn)，兩波源的振動(dòng)方向平行。已知M、N兩點(diǎn)的間距d=16m，振動(dòng)頻率均為f=2.5Hz，M處波源的振幅A1=10cm，N處波源的振幅AA．兩列波的波速大小均為20B．從t=0到t=2.2s，OC．從t=2.0s到t=2.2s，D．經(jīng)過足夠長的時(shí)間，MN間（不包括M、N兩點(diǎn)）振幅為15cm的點(diǎn)共有14個(gè)【答案】B【詳解】A．兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中傳播，波速相等，由于兩列簡諧橫波振動(dòng)頻率相等，則兩列波的波長相等，故d?2λ=2vt又v=λf聯(lián)立解得λ=2m，v=5B．兩列簡諧橫波的周期為T=1f=12.5s=0.4s兩波源振動(dòng)步調(diào)相反，O點(diǎn)為M、N連線的中點(diǎn)，可知O處質(zhì)點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，t=1.2s時(shí)刻O處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)，從t=1.2s到t=2.2s，O處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了1C．t=1.2s時(shí)刻O處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)，從t=1.2s到t=2s，O處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了0.8s，即2T，可知t=2s時(shí)刻O處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置，從t=2s到t=2.2s，O處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了0.2s，即12T，可知t=2sD．振幅為15cm的點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，設(shè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)與M點(diǎn)的距離為x，兩波源振動(dòng)步調(diào)相反，則x?(16?x)=(n+12)λ（n＝0，1，2，3…）解得MN間（不包括題型三振動(dòng)圖像和波的圖像的綜合應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷方法內(nèi)容圖像“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來判斷振動(dòng)方向波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像的比較振動(dòng)圖像波的圖像圖像物理意義表示某質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖像信息(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期(2)質(zhì)點(diǎn)振幅(3)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移(4)各時(shí)刻速度、加速度方向(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度方向(4)傳播方向、振動(dòng)方向的互判圖像變化隨時(shí)間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變隨時(shí)間推移，圖像沿傳播方向平移形象比喻記錄著一個(gè)人一段時(shí)間內(nèi)活動(dòng)的錄像帶記錄著許多人某時(shí)刻動(dòng)作、表情的集體照片波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像易錯(cuò)點(diǎn)與關(guān)鍵1．兩種圖像問題的易錯(cuò)點(diǎn)(1)不理解振動(dòng)圖像與波的圖像的區(qū)別。(2)誤將振動(dòng)圖像看作波的圖像或?qū)⒉ǖ膱D像看作振動(dòng)圖像。(3)不知道波傳播過程中任意質(zhì)點(diǎn)的起振方向就是波源的起振方向。(4)不會(huì)區(qū)分波的傳播位移和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移。(5)誤認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)隨波遷移。2．求解波的圖像與振動(dòng)圖像綜合問題的三關(guān)鍵：“一分、一看、二找”15．（2024·天津·高考真題）一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，圖1是t=1s時(shí)該波的波形圖，圖2是x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。則t=11A． B．C． D．【答案】C【詳解】波的周期T=4s，因t=11s時(shí)，即在t=1s后再經(jīng)過10s=2.5T【技巧點(diǎn)撥】（1）根據(jù)振動(dòng)圖像確定振動(dòng)周期，明確原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)在t=1s時(shí)的位置；（2）在t=1s后再經(jīng)過10s=2.5T，所以11s時(shí)原點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)到波谷位置。16．（2024·浙江·高考真題）如圖1所示，質(zhì)量相等的小球和點(diǎn)光源，分別用相同的彈簧豎直懸掛于同一水平桿上，間距為l，豎直懸掛的觀測屏與小球水平間距為2l，小球和光源做小振幅運(yùn)動(dòng)時(shí)，在觀測屏上可觀測小球影子的運(yùn)動(dòng)。以豎直向上為正方向，小球和光源的振動(dòng)圖像如圖2所示，則（）A．t1時(shí)刻小球向上運(yùn)動(dòng) B．tC．t2時(shí)刻小球與影子相位差為π D．t3【答案】D【詳解】A．以豎直向上為正方向，根據(jù)圖2可知，t1時(shí)刻，小球位于平衡位置，隨后位移為負(fù)值，且位移增大，可知，tB．以豎直向上為正方向，t2F回C．根據(jù)圖2可知，小球與光源的振動(dòng)步調(diào)總是相反，由于影子是光源發(fā)出的光被小球遮擋后，在屏上留下的陰影，可知，影子與小球的振動(dòng)步調(diào)總是相同，即t2D．根據(jù)圖2可知，t3時(shí)刻，光源位于最低點(diǎn)，小球位于最高點(diǎn)，根據(jù)直線傳播能夠在屏上影子的位置也處于最高點(diǎn)，影子位于正方向上的最大位移處，根據(jù)幾何關(guān)系有l(wèi)l+2l=A+AA+x影子【技巧點(diǎn)撥】（1）根據(jù)影子形成的原因，判斷影子與小球的相位關(guān)系；（2）根據(jù)光的直線傳播規(guī)律和幾何比例關(guān)系可求影子的位移?？枷蛞徽駝?dòng)圖像17．（2024·廣東深圳·一模）圖甲為由物塊和輕彈簧組成的一個(gè)豎直放置的振動(dòng)裝置。圖乙記錄了物體振動(dòng)過程中速度v隨時(shí)間t變化的曲線，以向上為正方向。關(guān)于該振動(dòng)過程，下列說法正確的是（）A．t=0.2s時(shí)，物塊位于平衡位置上方B．t=0.4s時(shí)，物塊位于平衡位置上方C．t=0.6s時(shí)，物塊的加速度為零D．t=0.6s時(shí)，物塊加速度方向向下【答案】D【詳解】A．由圖可知以向上為正方向，t=0時(shí)，速度最大，方向向下，因此剛好處于平衡位置，即F彈=mgB．t=0.4s時(shí)，速度最大，方向向上，物塊位于平衡位置，B錯(cuò)誤；CD．t=0.6s時(shí)，速度由向上變?yōu)樗俣葹榱?，加速度不為零，方向向下，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。18．（2024·安徽合肥·模擬預(yù)測）如圖1所示，質(zhì)量為m=1kg的物體B放在水平面上，通過輕彈簧與質(zhì)量為M=2kg的物體A連接?，F(xiàn)在豎直方向給物體A一初速度，當(dāng)物體A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，物體B與水平面間的作用力剛好為零。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，取豎直向上為位移正方向，物體A的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖2所示，已知重力加速度g=10mA．物體A在任意一個(gè)1.25s內(nèi)通過的路程均為50B．23C．物體A的振動(dòng)方程為y=0.1D．彈簧的勁度系數(shù)k=300【答案】D【詳解】A．根據(jù)圖像可知，物體A的振動(dòng)周期為T=2×0.5s=1s則ΔC．由圖乙可知A=10cm，T=1.0s設(shè)物體A的振動(dòng)方程為y=Asin(2πTt+φ0B．根據(jù)y=10sin2πt+π6cm可得t=23s和D．由物體A在最高點(diǎn)時(shí)，物體B與水平面間的作用力剛好為零，此時(shí)彈簧的伸長量為x=mgk當(dāng)物體A處于平衡位置時(shí)，彈簧的壓縮量為x0=Mg考向二波動(dòng)圖像19．（2024·江西景德鎮(zhèn)·一模）一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)平衡位置坐標(biāo)x=0.6m的質(zhì)點(diǎn)P速度正在增大，從該時(shí)刻計(jì)時(shí)經(jīng)0.3s質(zhì)點(diǎn)PA．簡諧波沿x軸正方向傳播B．簡諧波波速為10C．簡諧波的周期0.8sD．0~0.3s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為10【答案】C【詳解】A．質(zhì)點(diǎn)P速度正在增大，質(zhì)點(diǎn)