重難點16機械振動機械波

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工命題趨勢

考點三年考情分析2025考向預(yù)測

機械振動、機械波是高考物理中的一個重要考點，考點通常包括：

簡諧運動的特征、波的形成、傳播與圖象、振動與波兩種圖象綜合問題、

2020年江蘇題

考點1機械振動電磁波的產(chǎn)生、傳播、特性及應(yīng)用、波的干涉與衍射等。在高考中，機

2021年江蘇題

考點2機械波

2024年江蘇題械振動、機械波的考查形式多樣，可以是選擇題、填空題或計算題。考

生需要掌握基本概念和規(guī)律，能夠分析和解決實際問題。同時，考生還

需具備一定的實驗操作能力，如用單擺測重力加速度等。

重難詮釋◎

【情境解讀】

方向相反

機械振動

單擺模型:

最大擺角小于等于5。

波長九在波的傳播方向上，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離

I星木概念I(lǐng)-頻率/*:等于波源的振動頻率，由波源決定

波速1,波在介質(zhì)中的傳播速度，由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，與波長和頻率無關(guān)

I描述I

坐標軸：橫軸表示各質(zhì)點的平衡傳皆，縱軸表示該時刻各質(zhì)點的位移

_I圖像I

意義：表示在波的傳播方向上，某時刻各質(zhì)點離開平衡位置的位移

機械波

分清振動圖像與波的圖像

振動圖像與波的圖像的綜合應(yīng)用-看清橫、縱坐標的單位

找準波的圖像對應(yīng)的時刻，找準振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點

應(yīng)用―

時間周期性：時間間隔加與周期7的關(guān)系不明確

空間周期性：波傳播距離Ax與波長廊關(guān)系不明確

波的多解一

傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定

振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定

【高分技巧】

1.振動圖像及其應(yīng)用

通過圖像可知：

1）振幅A.、周期T（或頻率/）和初相位0o（如圖所示）。

2）某時刻振動質(zhì)點離開平衡位置的位移。

3）某時刻質(zhì)點速度的大小和方向：曲線上各點切線的斜率的大小和正負分別表示各時刻質(zhì)點的速度大

小和方向，速度的方向也可根據(jù)下一相鄰時刻質(zhì)點的位移的變化來確定。

4）某時刻質(zhì)點的回復(fù)力和加速度的方向：回復(fù)力總是指向平衡位置，回復(fù)力和加速度的方向相同。

5）某段時間內(nèi)質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能和勢能的變化情況。

2.波的圖像及應(yīng)用

1）從圖像可以直接讀出振幅（注意單位）。

2）從圖像可以直接讀出波長（注意單位）。

3）可求任一點在該時刻相對平衡位置的位移（包括大小和方向）。

4）在波速方向已知（或已知波源方位）時可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向。

5）可以確定各質(zhì)點振動的加速度方向（加速度總是指向平衡位置）。

3.波動問題多解的主要因素及解決思路

1）周期性

①時間周期性：時間間隔。與周期T的關(guān)系不明確。

②空間周期性：波傳播的距離心與波長久的關(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振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。

3）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，即找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系A(chǔ)t或Ax,若此關(guān)系為時間,

則。+A/（n=0,1,2,3....）；若此關(guān)系為距離，則％=加+=0,1,2,3....）。

4.機械振動與機械波的關(guān)聯(lián)應(yīng)用

1）波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判

V——?V

沿波的傳播方向，“上坡”時質(zhì)點廠、下坡上廠、

“上下坡”法

O

向下振動，“下坡”時質(zhì)點向上振動上坡下WX

y

波形圖上某點表示傳播方向和振

“同側(cè)”法01」vy

動方向的箭頭在圖線同側(cè)X

將波形沿傳播方向進行微小的平

y忸一A。

八、

“微平移”法移，再由對應(yīng)同一X坐標的兩波形曲

01y，W1X

線上的點來判斷振動方向

2）振動圖象和波的圖象的比較

比較項目振動圖象波的圖象

研究對象一個質(zhì)點波傳播方向上的所有質(zhì)點

研究內(nèi)容某質(zhì)點位移隨時間的變化某時刻所有質(zhì)點在空間分布的規(guī)

規(guī)律律

tx/mIy/m

圖象

正弦曲線正弦曲線

橫坐標表示時間表示各質(zhì)點的平衡位置

物理意義某質(zhì)點在各時刻的位移某時刻各質(zhì)點的位移

?x/m|y/m

振動方向的°p\Y//s

判斷

（看下一時刻的位移）（將波沿傳播方向平移）

隨時間推移，圖象延續(xù)，隨時間推移，圖象沿波的傳播方

At后的圖形

但已有形狀不變向平移，原有波形做周期性變化

①縱坐標均表示質(zhì)點的位移②縱坐標的最大值均表示振幅

聯(lián)系③波在傳播過程中，各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動，每一個

質(zhì)點都有自己的振動圖象

【技巧點撥】

①由波的圖像畫出某一質(zhì)點振動圖像的步驟

I、由波的圖像求出波的周期，即質(zhì)點做簡諧運動的周期。

II、從波的圖像中找出該質(zhì)點在計時時刻相對平衡位置的位移。

III、根據(jù)質(zhì)點振動方向和波傳播方向間的關(guān)系，確定質(zhì)點的振動方向。

IV、建立yl坐標系，根據(jù)正弦或余弦規(guī)律畫出質(zhì)點的振動圖像。

②由波的圖像和某一質(zhì)點的振動圖像判斷波的傳播規(guī)律的方法

I、首先根據(jù)橫軸是長度還是時間分清哪一個是波的圖像，哪一個是振動圖像，注意各個質(zhì)點振動的

周期和振幅相同。

II、從確定的振動圖像中可以找出對應(yīng)質(zhì)點在波的圖像中某一時刻的振動方向，根據(jù)該點振動方向確

定波的傳播方向。

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限時提升練

（建議用時：40分鐘）

1.（2020.江蘇.高考真題）電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有（

A.殺菌用的紫外燈B.拍胸片的X光機

C.治療咽喉炎的超聲波霧化器D.檢查血流情況的“彩超”機

2.（2020.江蘇.高考真題）國際宇航聯(lián)合會將2020年度“世界航天獎”授予我國“嫦娥四號”任務(wù)團

隊。“嫦娥四號”任務(wù)創(chuàng)造了多項世界第一、在探月任務(wù)中，“玉兔二號”月球車朝正下方發(fā)射一束頻率為了

的電磁波，該電磁波分別在月壤層的上、下表面被反射回來，反射波回到“玉兔二號”的時間差為A/。已知

電磁波在月壤層中傳播的波長為求該月壤層的厚度

3.（2021.江蘇.高考真題）如圖所示，半徑為R的圓盤邊緣有一釘子B,在水平光線下，圓盤的轉(zhuǎn)軸A.和

釘子氏在右側(cè)墻壁上形成影子。和P,以。為原點在豎直方向上建立x坐標系。f=O時從圖示位置沿逆

時針方向勻速轉(zhuǎn)動圓盤，角速度為則P做簡諧運動的表達式為（）

光

線

A.x=Rsin（cot--）

JI

B.x=Rsin（a）t+—）

71

C.x=27?sin（^-—）

7171

D.x=2Rsin（以+—）x=2Rsin（。/+—）

4.（2024.江蘇.高考真題）如圖所示，水面上有。、A、8三點共線，OA=2AB,/=0時刻在。點的水

面給一個擾動，G時刻A開始振動，則B振動的時刻為（）

OAB

3t.5t.

A.tiB.—C.2rlD.—

22

5.（2024.江蘇南京弘光中學(xué).二模）如圖甲所示為共振篩原理圖，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一

周給篩子一個驅(qū)動力，圖乙是該共振篩的共振曲線。已知增加篩子質(zhì)量可減小篩子的固有頻率，現(xiàn)偏心輪

的頻率為0.75Hz,為增大篩子的振幅，可以（）

偏心輪

A.提高偏心輪的頻率或增大篩子質(zhì)量

B.提高偏心輪的頻率或減小篩子質(zhì)量

C.降低偏心輪的頻率或增大篩子質(zhì)量

D.降低偏心輪的頻率或減小篩子質(zhì)量

6.（2024.江蘇省前高中.一模）一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波長為100cm,振幅為8cm。介質(zhì)中

40

有A.和8.兩個質(zhì)點，其平衡位置分別位于工=--1Cm和x=120cm處。某時刻8.質(zhì)點的位移為y=4cm,

且向y軸正方向運動。從該時刻開始計時，A質(zhì)點的振動圖像為（）

7.（2024.江蘇揚州新華中學(xué).二模）一簡諧橫波沿x軸方向傳播，已知t=0.1s時的波形如圖甲所示,

圖乙是x=4m處的質(zhì)點的振動圖像，則下列說法正確的是（）

A.該簡諧波沿x軸正方向傳播

B.經(jīng)過Is,x=2m處質(zhì)點向前傳播10m

C.在/=4.55s時，x=2m處的質(zhì)點速度方向與位移方向相同

D.經(jīng)過任意0.5s的時間，x=2m處的質(zhì)點經(jīng)過的路程一定為25cm

8.（2024.江蘇海門?學(xué)情調(diào)研）.“智能表帶”是一種新型的通話工具。如圖所示，使用時只要按動表帶上

的按鈕，就能觸發(fā)表帶內(nèi)的人體傳導(dǎo)單元，從而將信號轉(zhuǎn)換為身體可以傳輸?shù)恼駝有盘枺ㄟ^手指傳入耳

朵，根據(jù)以上描述，下列說法正確的是（）

人體傳導(dǎo)單元

A.經(jīng)過手指傳播的信號是電磁波B.該振動信號傳播不依賴于介質(zhì)

C.信號經(jīng)表帶傳人手指的頻率不變D.信號經(jīng)表帶傳入手指的傳播速度不變

9.（2024.江蘇海安高級中學(xué).一模）如圖（A）所示，一列簡諧橫波以速度"沿x軸正方向傳播，在波

的傳播方向上有P、Q兩點，PQ=2.4m且小于波長。P、。兩處質(zhì)點的振動圖像分別如圖（B.）中實線

和虛線所示。波速^和。處質(zhì)點在。?2s內(nèi)的位移大小。是（）

Ay/cm

OPQx/m

圖（a）

A.u=0.8m/s,d=1.0cm

C.u=2.4m/s,d=1.0cmD.u=2.4m/s,J=0

10.（2024.江蘇蘇州南航附中二模）如圖所示，波I和波n的振動方向相同，并在同一介質(zhì)中傳播。/=0

時，波I傳至A點，其振動圖像如圖2所示，波n傳至5點，其振動圖像如圖3所示。已知A、C間距為

2m,B、。間距為1.5m；，=4s時，波I傳至C,則（）

A.波I的頻率/=：Hz

B.波H的波速v=0.375m/s

C.波I和波II傳到C點時，其合振幅為15cm

D.5s內(nèi)C點的路程為30cm

12.（2024.江蘇揚州.三模）某同學(xué)在平靜的水面上進行實驗。如圖所示，水面上三點。、A、2在同一

直線上，Oa=ab=0.5m,在/=0時開始周期性向下敲擊。處水面，所激發(fā)的水面波可以認為是正弦橫

波；％=ls時，A處開始振動，f2=3.4s時，8處第二次到達波峰，下列判斷正確的是（）

Oab

A.波的周期為L6sB.波的波長為0.56m

C.波速為0.25m/sD.弓時刻A處位于平衡位置

13.（2024.江蘇揚州.二模）取一條較長的軟繩，用手握住一端拉平后連續(xù)向上，向下抖動長繩，可以

看到如圖所示的一列波，此時波剛好傳播至質(zhì)點產(chǎn)，質(zhì)點0在平衡位置。則（）

A.質(zhì)點尸將向右運動

B.質(zhì)點。的起振方向向上

C.此后質(zhì)點P、。的速度始終相同

D.質(zhì)點。比P滯后半個周期振動

14.（2024.江蘇徐州.三模）我國科學(xué)家利用腦機接口技術(shù)幫助截癱患者實現(xiàn)意念控制體外儀器。植入

患者顱骨內(nèi)的微處理器，將意念對應(yīng)的低頻神經(jīng)信號，通過高頻載波無線傳輸給體外儀器。則（）

A.高頻載波屬于縱波

B.使高頻載波隨低頻神經(jīng)信號改變的過程屬于調(diào)制

C.體外接收電路的固有頻率與低頻神經(jīng)信號的頻率相等

D.體外接收電路中的信號經(jīng)過調(diào)諧還原出低頻神經(jīng)信號

15.（2024.江蘇興化.調(diào)研）如圖所示，兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中沿相反方向傳播，某時刻兩列波相

遇，圖示時刻x=9m處的質(zhì)點正在向上振動，若兩列波的波速均為15m/s,則下列說法正確的是（)

B.實線波與虛線波的頻率相同

C.兩列波在相遇區(qū)域能發(fā)生干涉現(xiàn)象

D.從圖示時刻起再過0.6s,平衡位置x=9m處的質(zhì)點位于平衡位置

16.（2024.江蘇泰州.一模）運動員用手握住較長彈性輕質(zhì)長繩的一端連續(xù)上下抖動，形成一列向右傳

播的簡諧橫波。長繩上有一系列均勻分布的質(zhì)點1、2、3、…，質(zhì)點1起振方向向上，當(dāng)振動傳播到質(zhì)點

13時，質(zhì)點1恰好完成一次全振動。則此時關(guān)于質(zhì)點9的運動，下列說法正確的是（）

1234567891011121314

B.速度將減小

C