机械振动与机械波（原卷版）-2025年高考物理二轮复习（新高考）

专题11机械振动与机械波

考点愿型归纳

一、简谐振动.........................................2

二、单摆.............................................4

三、阻尼振动与受迫振动..............................5

四、机械波的描述与波形图............................5

五、波的多解问题....................................8

六、波的反射、折射、干涉与衍射.....................9

七、多普勒效应......................................11

1

专题一简谐振动

1.（2024・北京・高考真题）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。随时间

f变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（）

—

nI

甲

A./=0时，弹簧弹力为0

B.f=0.2s时，手机位于平衡位置上方

C.从t=0至l=0.2s,手机的动能增大

D.。随/变化的关系式为。=4sin（2.5Mm/s2

2.（2024•贵州•高考真题）如图，一玻璃瓶的瓶塞中竖直插有一根两端开口的细长玻璃管，

管中一光滑小球将瓶中气体密封，且小球处于静止状态，装置的密封性、绝热性良好。对小

球施加向下的力使其偏离平衡位置，在"0时由静止释放，小球的运动可视为简谐运动，

周期为7。规定竖直向上为正方向，则小球在/=1.57时刻（）

A.位移最大，方向为正

B.速度最大，方向为正

C.加速度最大，方向为负

D.受到的回复力大小为零

2

3.（2024・海南・高考真题）真空中有两个点电荷，电荷量均为F（q之0）,固定于相距为2r

的P/、尸2两点，。是连线的中点，〃点在尸/P连线的中垂线上，距离。点为r,N点、

在P/P连线上，距离。点为x（x«r）,已知静电力常量为公则下列说法正确的是（）

A.PP?中垂线上电场强度最大的点到。点的距离为必厂

3

B.P2中垂线上电场强度的最大值为生单

9r2

C.在〃点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小

D.在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动

4.（2024・河北・高考真题）如图，一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动，轻杆一端

固定在电动机的转轴上，另一端悬挂一紫外光笔，转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的

感光纸上，沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸，感光纸上就画出了描述光点振动的X—图

像.已知轻杆在竖直面内长0.1m,电动机转速为12r/min.该振动的圆频率和光点在12.5s内

A.0.2rad/s,1.0mB.0.2rad/s,1.25m

C.1.26rad/s,1.0mD.1.26rad/s,1.25m

3

专题二单摆

5.（2024•浙江・高考真题）如图所示，不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球，两

端/、3悬挂在倾角为30。的固定斜杆上，间距为1.5m。小球平衡时，/端细线与杆垂直;

当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时，等效于悬挂点位于小球重垂线与交点的

单摆，重力加速度g=10m/s2,则（）

A.摆角变小，周期变大

B.小球摆动周期约为2s

C.小球平衡时，”端拉力为IN

2

D.小球平衡时，/端拉力小于8端拉力

6.（2024・甘肃・高考真题）如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取lOm/s?,下列说法正

确的是（）

A.摆长为1.6m,起始时刻速度最大B.摆长为2.5m,起始时刻速度为零

C.摆长为1.6m,/、C点的速度相同D.摆长为2.5m,/、5点的速度相同

7.（2022・海南•高考真题）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图

D.9：4

4

专题三阻尼振动与受迫振动

8.（2024•浙江台州•二模）图甲为共振筛基本结构图，由四根弹簧和一个电动偏心轮组成，

当偏心轮每转一周，就给筛子一个周期性变化的驱动力。若增大电压，可使偏心轮转速提高;

增加筛子质量，可增大筛子固有周期。图乙是该共振筛的共振曲线。现在某电压下偏心轮的

转速是54r/min,下列说法正确的是（）

偏心轮

A.质量不变时，增大电压，图中振幅的峰值会往右移

B.电压不变，适当增加共振筛的质量，可以增大其振幅

C.质量不变时，适当减小电压，可以增大共振筛的振幅

D.突然断电，共振筛不会立即停下来，频率立即变为0.8Hz

9.（2024•浙江杭州•二模）上海中心大厦高度为中国第一，全球第二。据报道某次台风来袭

时，大厦出现了晃动，然而大厦安然无恙的原因主要靠悬挂在距离地面583米，重达1000

吨的阻尼器“上海慧眼”，当台风来临时阻尼器开始减振工作，质量块的惯性会产生一个反作

用力，使得阻尼器在大楼受到风作用，易摇晃时发生反向摆动，才使大厦转危为安。以下说

法不合理的是（）

A.大厦能够减小振幅是因为上海慧眼“吸收”了大厦振动的能量，起到减震作用

B.如果将上海慧眼悬挂在楼层较低的空间减震效果更好

C.如遇台风天气，阻尼器摆动幅度受风力大小影响，风力越大，摆动幅度越大

D.如果发生地震，上海慧眼也可以起到减震作用

5

10.（2025・福建福州・二模）如图所示，《我爱发明》节目《松果纷纷落》中的松果采摘机利

用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使得松果脱落。则下列说法正确的是

（）

A.若拾果工人快速远离采摘机时，他听到采摘机振动声调变低

B.随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大

C.稳定后，不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率相同

D.摇动同一棵树，振动器振动的振幅越大，落果效果越好

专题四机械波的描述与波形图

11.（2024・天津•高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是t=ls时该波的

波形图，图2是x=0处质点的振动图像。则l=lls时该波的波形图为（）

6

12.（2024•广东•高考真题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为lm/s,y0时的波形

如图所示。Z=ls时，x=1.5m处的质点相对平衡位置的位移为（）

C.-0.1mD.0.2m

13.（2024・湖南•高考真题）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端,

长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上/、8两点平衡位置

相距6m,办时刻/点位于波谷，2点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的

C.%+0.25s时刻，B点速度为0D.念+0.50s时刻，/点速度为0

14.（2025・广西・二模）北海市因美丽的银滩和丰富的海洋资源而闻名。一条小船（视为质

点）停泊在海岸边，有人测得小船在Imin内完成了30次全振动，?=0时刻海浪的波形如图

所示，此时小船处于平衡位置，沿y轴正方向运动，求:

（1）海浪传播的速度大小；

（2）Imin内小船通过的路程：

13

⑶?s时小船偏离平衡位置的位移大小。

6

7

专题五波的多解问题

15.（2024・重庆・高考真题）一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一

平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示,若该波的波长

大于3米。则（）

1.0

A.最小波长了m

B.频率—Hz

12

C.最大波速:rn/s

4

D.从该时刻开始2s内该质点运动的路程为4-事cm

16.（2025・山东•二模）一列沿x轴传播的简谐横波在f=0时刻的波形图如图所示，此时尸

点偏离平衡位置的位移大小是振幅的二分之一。已知该波的波速v=8m/s,则此后尸点第

二次达到平衡位置的时间可能是（）

17.（2023・湖北・高考真题）一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为100cm,振幅为8cm。介

40

质中有。和6两个质点，其平衡位置分别位于x=1cm和x=120cm处。某时刻6质点的

位移为y=4cm,且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时，。质点的振动图像为（）

8

18.（2023・海南•高考真题）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质

点尸、。的振动图像，下列说法正确的是（）

C.4s时尸质点向上振动D.4s时。质点向上振动

19.（2024,四川•二模）一列简谐横波沿龙轴正方向传播，”0时刻的波形如图所示，此时

平衡位置为租=L8m的质点。恰好起振。已知质点P的平衡位置为=%=ls时，质

点尸的位移为M=-6cm。求：

（1）该波的周期7;

（2）质点。首次位于波峰的时亥人

专题六波的反射、折射、干涉与衍射

20.（2022・全国乙卷•高考真题）介质中平衡位置在同一水平面上的两个点波源显和，，二

者做简谐运动的振幅相等，周期均为0.8s。当过平衡位置向上运动时，S?也过平衡位置

向上运动。若波速为5m/s,则由斯和S?发出的简谐横波的波长均为m。尸为波源平

衡位置所在水平面上的一点，与斯、S2平衡位置的距离均为10m,则两波在尸点引起的振

动总是相互______（填“加强”或“削弱”）的；当跖恰好在平衡位置向上运动时，平衡位置在

尸处的质点（填“向上”或“向下"）运动。

9

21.（2017・全国•高考真题）如图甲所示，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波

源Si（-2,0）和S2（4,0）o两波源的振动图线分别如图乙和图丙所示，两列波的波速均

为0.50m/s。两列波从波源传播到点N（-2,8）的振幅为m,两列波引起的点3（1,

4）处质点的振动相互—（填“加强”或“减弱”），点C（0.5,0）处质点的振动相互________（填

“加强”或“减弱”）。

图甲图乙图丙

22.（2024•浙江•高考真题）频率相同的简谐波源Si、S2,和接收点M位于同一平面内，Si、

S2到M的距离之差为6m。片0时Si,S2,同时垂直平面开始振动，M点的振动图像如图所

B.两列波的起振方向均沿x正方向

C.Si和S2,在平面内不能产生干涉现象

D.两列波的振幅分别为3cm和1cm

23.（2024•辽宁沈阳•二模）平衡位置位于坐标原点的波源W沿夕轴方向做周期为2s的简谐

运动，产生的简谐波沿x轴传播。r=0时刻波的图像如图中实线所示，此时/恰好运动到

正向最大位移处。下列说法正确的是（）

10

A.由波源〃振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时，不能发

生衍射

B.，=0时刻质点尸正沿歹轴正向运动

7

C.在，=：s时刻，质点尸偏离平衡位置的位移为2.5cm,且沿