人教版高考物理专题复习微专题15机械振动与机械波（二轮专题）

大单元五机械振动与机械波光学热学原子物理微专题15机械振动与机械波一图通·构建知识图谱[例1]

(2024·北京卷)如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(

)题点通·突破高频考点简谐运动的两种常见模型A．t＝0时，弹簧弹力为0B．t＝0.2s时，手机位于平衡位置上方C．从t＝0至t＝0.2s，手机的动能增大D．a随t变化的关系式为a＝4sin(2.5πt)m/s2√

规律方法：1．理解各种图像的含义，会读出相应的物理量2．图像问题要和运动示意图结合起来分析问题。

√

考向一波的图像与振动图像[例3]

(2025·河北·模拟预测)如图甲所示为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，如图乙所示为质点Q的振动图像，下列说法正确的是(

)机械波

√

【拓展训练1】在0～1s内，质点P运动的路程为多少？

【拓展训练2】若图甲为一列简谐横波在t＝2s时刻的波形图，如何分析波的传播方向？[解析]由题图乙可知，t＝2s时刻Q经平衡位置向下振动，根据“同侧法”“上下坡法”或者“微平移法”都可知波沿x轴负方向传播。[答案]见解析规律方法：波的图像与振动图像综合问题的三关键：“一分、一看、二找”考向二波的多解问题[例4]

(2025·陕晋青宁卷)(多选)一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于1m，a、b为介质中平衡位置相距2m的两质点，其振动图像如图所示。则t＝0时的波形图可能为(

)√√CD

[A选项中波长小于1m，A错误；t＝0时刻，b应位于负向最大位移处，B错误；C、D选项图满足波长λ＞1m，以及t＝0时刻a在平衡位置、b在负向最大位移处，C、D正确。]【拓展训练】如图所示，一列简谐横波在介质中沿直线传播，a、b

线分别为t＝0和t＝0.5s的波形图，若波向右传播，求波速。

[答案]

(4n＋1)m/s(n＝0，1，2，…)规律方法：波的多解问题

题型特征求解方法周期性(1)时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确(2)空间周期性：波传播距离x与波长λ的关系不明确(1)关系式为t＝nT＋Δt，若t与T有一定的约束关系，可使系列解转化为有限解或唯一解(2)关系式为x＝nλ＋Δx，若x与λ有一定的约束关系，可使系列解转化为有限解或唯一解

题型特征求解方法双向性(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定(1)选定或假设传播方向，可使双解转化为唯一解(2)选定或假设振动方向，可使双解转化为唯一解[例5]

(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(

)波的特性√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；由选项图可知，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。]

[针对训练1]

(2023·湖南卷)如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC＝BC＝4m，DC＝3m，DC垂直AB。t＝0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4m。下列说法正确的是(

)A．这三列波的波速均为2m/sB．t＝2s时，D处的质点开始振动C．t＝4.5s时，D处的质点向y轴负方向运动D．t＝6s时，D处的质点与平衡位置的距离是6cm√

[针对训练2]

(2025·广东卷)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

[系统的固有频率与驱动力频率无关，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