五年（2021-2025）高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題15機械振動與機械波考點五年考情（2021-2025）命題趨勢考點1機械振動2024本專題“機械振動與機械波”在福建近年高考物理中呈現(xiàn)鮮明的考查側(cè)重，機械波是絕對的核心與高頻考點，五年內(nèi)三次獨立命題，凸顯其基礎(chǔ)性與重要性?？疾闊狳c穩(wěn)定集中于機械波的核心概念與圖像分析，如波長、頻率、波速的關(guān)系判斷、波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判、波動圖像的多解性、以及波的疊加、干涉與衍射現(xiàn)象的本質(zhì)理解。機械振動雖在2024年單獨出現(xiàn)，但更多是作為理解波的基礎(chǔ)，其核心如簡諧運動特征、回復(fù)力、單擺周期等概念是掌握波動的關(guān)鍵。命題情境正日益多元化，緊密聯(lián)系現(xiàn)代科技如聲吶探測、地震波分析、噪聲控制、醫(yī)學(xué)超聲，以及自然現(xiàn)象如水波、聲現(xiàn)象等實際應(yīng)用，注重物理模型在真實情境中的遷移應(yīng)用。題型以選擇題、填空題為主導(dǎo)，強調(diào)對物理概念的深度辨析、圖像信息的準確提取與物理規(guī)律的靈活運用，計算要求相對基礎(chǔ)。展望未來，核心考點將保持穩(wěn)定，機械波的圖像與多解性、干涉衍射條件、波速公式應(yīng)用仍是重中之重，命題將更深入融合實際科技與生活情境，加強對波動現(xiàn)象物理本質(zhì)和思想方法的考查?？键c2機械波2025、2023、2022考點01機械振動1．（2024·福建·高考）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，一段時間內(nèi)試管在豎直方向的振動可視為簡諧運動。取豎直向上為正方向，以某時刻作為計時起點，試管振動圖像如圖（b）所示，則試管（）A．振幅為2.0cm B．振動頻率為C．在t=0.1s時速度為零 D．在t=0.【答案】B【詳析】AB．根據(jù)圖像(b)可知，振幅為1.0cm；周期為T=0.4s，故A錯誤，B正確；C．根據(jù)圖像可知，t=0.1s時質(zhì)點處于平衡位置，此時速度最大，故CD．根據(jù)圖像可知，t=0.2s時質(zhì)點處于負向最大位置處，則此時加速度方向豎直向上，故D故選B。考點02機械波2．（2025·福建·高考真題）沙漠中的蝎子能感受來自地面震動的縱波和橫波，某波源同時產(chǎn)生縱波與橫波，已知縱波速度大于橫波速度，頻率相同，則縱波波長橫波波長。若波源震動后，蝎子感知到來自縱波與橫波的振動間隔Δt，縱波速度v1，橫波速度v2，則波源與蝎子的距離為?！敬鸢浮看笥趘【詳析】[1]根據(jù)公式v=λf，由于縱波速度大于橫波速度，頻率相同，故可知縱波波長大于橫波波長；[2]設(shè)波源與蝎子的距離為s，根據(jù)題意可知sv2-3．（2023·福建·高考）一簡諧橫波在t=0時刻的波形圖如圖所示，該簡諧波沿x軸正方向傳播，周期T=2.5s，質(zhì)點P的橫坐標x=8m，則（A．簡諧波的波長為15B．簡諧波的波速是8C．簡諧波的振幅為0.5D．t=0時，P向y軸負方向運動【答案】B【詳析】A．由圖可知波長為20m，故A錯誤；B．波速為v=λT=8mC．由圖知振幅為0.25m，故C錯誤；D．該簡諧波沿x軸正方向傳播，根據(jù)上下坡法可知，t=0時，P向y軸正方向運動，故D錯誤。故選B。4．（2022·福建·高考）藝術(shù)體操運動員站在場地中以一定頻率上下抖動6m長綢帶的一端，綢帶自左向右呈現(xiàn)波浪狀起伏。某時刻綢帶形狀如圖所示（符合正弦函數(shù)特征），此時綢帶上P點運動方向（填“向上”“向下”“向左”或“向右”）。保持抖動幅度不變，如果要在該綢帶上產(chǎn)生更加密集的波浪狀起伏效果，運動員上下抖動的頻率應(yīng)（填“增大”“減小”或“保持不變”）?！敬鸢浮肯蛏显龃蟆驹斘觥縖1]從圖中可知綢帶上形成的波是自左向右傳播的，根據(jù)波形平移法，可判斷綢帶上P點運動方向向上；[2]綢帶上產(chǎn)生更加密集的波浪狀起伏效果，說明波長變小，而同種介質(zhì)中同類型波的傳播波速是不變的，根據(jù)λ=vT=vf一、單選題1．（2025·福建三明·三模）介質(zhì)中坐標原點O處的波源在t=0時刻開始振動，產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時刻傳到L處，波形如圖。下列描述xA．B．C．D．【答案】C【詳析】AB．從波形圖可以看出，L=3λ，t0時刻傳到x=L處，說明t0=3T，簡諧波沿x軸正向傳播，根據(jù)波動和振動關(guān)系可知：在t0時刻x=L處質(zhì)點的運動方向和波源在t=0時刻的運動方向相同是沿y軸的負方向的，即每一個質(zhì)點的起振方向都是沿CD．由于λ<x0<54λ，說明在T<t<54T的時間內(nèi)x0處質(zhì)點沒有振動，所以在t0時刻x0處質(zhì)點的振動時間是3T-54T<t故選C。2．（2025·福建福州一中·最后一模）圖甲為超聲波懸浮儀，其基本原理是讓在豎直方向正對的兩個相干波源發(fā)射的超聲波疊加后，會出現(xiàn)振幅幾乎為零的點——節(jié)點，小水珠能在節(jié)點處附近保持懸浮狀態(tài)。圖乙中P、Q為平衡位置位于（-2.5cm，0）和（2.0cm，0）的兩個相干波源，該時刻兩列波分別傳到了點M（-1.5cm，0）和點N（1.0cm，0），已知聲波傳播的速度為340m/s。則在兩列波相干并穩(wěn)定后（）A．該超聲波懸浮儀所發(fā)出的超聲波信號頻率為340HzB．懸浮位置間的最小距離等于超聲波的波長C．兩列波充分疊加后，小水珠不可以懸浮在點M（-1.5cm，0）附近D．增大超聲波的頻率，可懸浮的位置數(shù)目不變【答案】C【詳析】A．兩列超聲波信號頻率均為f=vλ=340B．振幅為零的點即為減弱點，由波傳播到M、N點及傳播方向，可判斷兩波源起振方向相反，故出現(xiàn)振動減弱點，要符合波程差等于整數(shù)個波長。疊加點移動半個波長，波程差就變化一個波長，故懸浮位置間的最小距離等于超聲波半個波長。故B錯誤；C．因M點到兩波源P、Q的距離之差為2.5λ，而兩波源振動反相，可知M點振動加強，振幅不為零，可知小水珠不可以懸浮在點M，故C正確；D．介質(zhì)不變，超聲波的波速不變，頻率增大會導(dǎo)致波長減小，可懸浮的位置數(shù)目會增加，故D錯誤。故選C。3．（2025·福建漳州·四檢）如圖為一簡諧橫波在t=0時刻沿x軸傳播的部分波形圖。此時質(zhì)點A沿y軸正方向運動，t=1.5s時質(zhì)點A第一次到達波谷，則（

A．該波的波長為4mB．該波沿x軸正方向傳播C．t=2.5s時質(zhì)點BD．0~0.5s內(nèi)x=0處質(zhì)點通過的路程為2cm【答案】C【詳析】A．由圖結(jié)合數(shù)學(xué)方法可知λ6+λ2=3m，解得B．質(zhì)點A沿y軸正方向運動，根據(jù)平移法可知，該波沿x軸負方向傳播，故B錯誤；C．t=1.5s時質(zhì)點A第一次到達波谷，則有34T=1.5s，解得T=2s，則t=2.5s時質(zhì)點D．t=0時刻x=0處質(zhì)點不在平衡位置、波峰、波谷處，則0~0.5s即14T時間內(nèi)，其運動的路程不等于2cm，故故選C。4．（2025·福建·適應(yīng)性練習(xí)）智能手環(huán)隨手臂做簡諧運動，其質(zhì)量為m，位移圖像x-t如圖所示。圖中函數(shù)是余弦函數(shù)，初相位為0，abcd四個點分別表示所在點的橫坐標大小。下列說法不正確的是（）A．當(dāng)手環(huán)運動到b處時，傳感器的加速度大小為AB．當(dāng)手環(huán)運動到c處時，傳感器所受回復(fù)力大小為mC．當(dāng)手環(huán)運動到d處時，傳感器的加速度大小最大D．當(dāng)手環(huán)運動到a處時，傳感器速度與c處相同【答案】A【詳析】A．手環(huán)做簡諧運動，當(dāng)手環(huán)運動到b處時，傳感器的位移大小為x=Acosb，加速度大小不是AcosB．設(shè)手環(huán)運動周期為T，由圖可知34T=d-a，當(dāng)手環(huán)運動到c由周期公式T=2πLg，解得F=mω2C．當(dāng)手環(huán)運動到d處時，處于最高點，傳感器的加速度最大，故C正確，不符合題意；D．手環(huán)在a、c兩處時離開平衡位置的位移最大，當(dāng)手環(huán)運動到a處時，傳感器速度與c處相同，都是零，故D正確，不符合題意。故選A。5．（24-25高三下·福建泉州·三檢）某列簡諧橫波沿x軸傳播，t=0時刻波形圖如圖所示，此時刻A質(zhì)點的振動方向沿y軸正方向，已知該波的周期為0.4s，則該波（）A．振幅為20cm B．波長為3mC．沿x軸負方向傳播 D．波速大小為15m/s【答案】D【詳析】A．由圖可知，振幅為10cm，故A錯誤；B．由圖可知，波長為6m，故B錯誤；C．此時刻A質(zhì)點的振動方向沿y軸正方向，同側(cè)法可知，該波沿x軸正方向傳播，故C錯誤；D．波速v=λT=6故選D。6．（2025·福建漳州·三測）戰(zhàn)繩訓(xùn)練可以改善身體機能，還可以減肥瘦身，是健身者喜愛的運動。如圖甲所示，健身者用雙手分別握住兩根繩子的一端，上下抖動使繩子振動起來，在繩上形成簡諧橫波。圖乙所示是健身者左手抖動的繩在t=0時刻的簡化波形圖，已知該波沿x軸正方向傳播，t=1.5s時質(zhì)點P第一次到達波峰，則（）A．t=0時刻質(zhì)點P運動方向沿y軸負方向 B．該波的周期為6sC．該波的波速為2m/s D．0~3s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程為6m【答案】B【詳析】A．根據(jù)振動方向和橫波傳播方向的關(guān)系知，t=0時刻質(zhì)點P運動方向沿y軸正方向，故A錯誤；B．由t=1.5s時質(zhì)點P第一次到達波峰可知，則14T=1.5s，所以波的周期為T=6sC．由題圖乙知，波長λ=4m，則波速v=λT=D．由題圖乙知，振幅A=30cm，又ΔtT=12，故D錯誤。故選B。二、多選題7．（2025·福建廈門一中·四測）2022年南方電網(wǎng)已組裝波浪能發(fā)電機。如圖，下方為t=0時刻向x軸正方向傳播的海水波動圖像，周期為1s。發(fā)電機圓柱體浮桿定位于x坐標值8m的質(zhì)點處，此時質(zhì)點的速率為v。套于磁鐵S極上的線圈可與浮桿同步振動，線圈又連接一個理想變壓器。已知線圈共n匝，其圓半徑為r，N、S極產(chǎn)生的輻向磁場在線圈處的磁感應(yīng)強度大小為B，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為1：10。磁鐵、變壓器等固定，下列判斷正確的是（）A．t=0時刻浮桿正隨海水向下振動B．t=0時刻發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢為2πrnBvC．發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的表達式為e=2nBπrvD．變壓器副線圈輸出電壓的有效值為10【答案】BD【詳析】A．根據(jù)上下坡法可知，在t=0時刻浮桿正隨海水向上振動，故A錯誤；B．在t=0時刻發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的瞬時值最大為Em=nB×2πrv=2πrnBv，故BC．波動的周期為1s，則ω=2πT=2π1rad/s=2πD．發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的有效值為U1=Em2=2πrnBv2故選BD。8．（2025·福建泉州·安溪一中&惠安一中&養(yǎng)正中學(xué)&泉州實中·模擬預(yù)測）如圖甲，手機小孔位置內(nèi)安裝了降噪麥克風(fēng)。降噪原理是通過降噪系統(tǒng)產(chǎn)生降噪聲波，再使降噪聲波與環(huán)境噪聲疊加，從而實現(xiàn)降噪效果，如圖乙、圖丙表示的是理想情況下的降噪過程，實線表示環(huán)境噪聲的聲波，虛線表示降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波。則（）A．降噪過程應(yīng)用的是聲波的衍射原理B．降噪過程應(yīng)用的是聲波的干涉原理C．兩列聲波的頻率大小相等D．質(zhì)點P是振動加強點【答案】BC【詳析】由題圖丙可知，降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等，則頻率相同，疊加時產(chǎn)生穩(wěn)定干涉，又由于兩列聲波等幅反向，故能使振幅減為零，從而起到降噪作用，兩列聲波在P點的振動方向相反，故P點為振動減弱點，故AD錯誤，BC正確。故選BC。9．（2025·福建福州·四檢）一列沿x軸傳播的簡諧波，波速為4m/s，M、N為該波傳播方向上的兩個質(zhì)點，t=0時刻的波形圖如圖所示，M點位于波峰，N點向下振動，則該列簡諧波（

）A．沿x軸負方向傳播 B．周期為1sC．N點比M點先回到平衡位置 D．經(jīng)過2s，M點通過的路程為64cm【答案】BD【詳析】A．因為N點向下振動，所以沿x軸正方向傳播，A錯誤；B．波長λ=4m周期為T=λvC．N點回到平衡位置的時間大于四分之一周期，M點回到平衡位置的時間等于四分之一周期，所以N點比M點后回到平衡位置，C錯誤；D．經(jīng)過2s，即2個周期，M點通過的路程為s=8A=64cm，D故選BD。10．（2025·四川廣安·二診）圖甲為某同學(xué)利用跳繩模擬戰(zhàn)繩訓(xùn)練，該同學(xué)將繩子一端固定在桿上，用手上下甩動另一端。圖乙為繩上P、Q兩質(zhì)點的振動圖像，P、Q兩質(zhì)點平衡位置相距5m。波由P向Q傳播。下列說法正確的是（）A．增大甩動的頻率，則波在繩子上傳播速度增大B．t=0.5s時，P、Q質(zhì)兩點振動方向相同C．波長可能為0.6mD．波速可能為20【答案】BD【詳析】A．波的傳播速度只和介質(zhì)有關(guān)，所以增大甩動的頻率，則波在繩子上傳播速度不變，故A錯誤；B．由圖乙可知，t=0.5s時刻，P、Q質(zhì)兩點振動方向相同，故B正確；C．根據(jù)題意可知(n+14)λ=xPQ（n=0，1，2……），所以λ=204n+1（n=0，1，2……），D．波速為v=λT=1003(4n+1)（n=0，1，2……），當(dāng)波速為203故選BD。11．（2025·福建龍巖·一模）“戰(zhàn)繩”是在健身房中常見的一種力量訓(xùn)練項目，如圖甲所示，人用手握住繩子一端，將繩拉平后沿豎直方向上下抖動，則可在繩中形成一列機械波。若將此波視為簡諧橫波，開始抖動質(zhì)點1為0時刻，t時刻繩中各質(zhì)點的位置和波形如圖乙所示，質(zhì)點1和5分別位于下方和上方最大位移處，相鄰編號質(zhì)點平衡位置間距離為l。則下列說法正確的是（）A．0時刻質(zhì)點1開始向下運動 B．t時刻質(zhì)點3和質(zhì)點7速度方向相反C．該列波中質(zhì)點的振動周期為34t D【答案】BD【詳析】A．由圖乙根據(jù)波形平移法可知，質(zhì)點7的起振方向向上，則0時刻質(zhì)點1開始向上運動，故A錯誤；B．由圖乙根據(jù)波形平移法可知，質(zhì)點3向下運動，質(zhì)點7向上運動，故B正確；C．設(shè)該列波中質(zhì)點的振動周期為T，則有t=34T，解得T=4D．由圖乙可知波長為λ=8l，則該波的傳播速度為v=λT=8l故選BD。三、填空題12．（2025·福建福州福州高中·二適考）如圖，健身者在公園以每分鐘60次的頻率上下抖動長繩的一端，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兩點平衡位置相距6m，t0時刻A點位于波谷，B點位于波峰，兩者之間還有一個波谷，則該簡諧橫波的波長為m；波速為m/s；t0+0.50s時刻，A【答案】440【詳析】[1][2]如圖根據(jù)題意可知xAB=32λ=6m，解得λ=4[3]質(zhì)點的振動周期為T=1s，因為0.5s=T2，故t013．（2025·福建·百校聯(lián)考押題）為了緩解學(xué)習(xí)壓力，學(xué)校組織同學(xué)們外出郊游。來到一處平靜的水潭時，兩位同學(xué)看見岸邊不遠處的水面上飄著一片樹葉，于是兩人決定利用所學(xué)知識粗測水波波速和樹葉離岸邊的距離。如圖，首先兩人粗略確定C點樹葉與岸邊的垂足O，然后兩人分別立于A、B兩點，粗測AO=16m，BO=9m，兩人用電子手表測定水波分別從A和B到達C點的時間為t1=10s，t2=7.5s，由此可知樹葉到岸邊的垂直距離【答案】122【詳析】[1][2]由AC=vt1，BC=v解得CO=12m，14．（2025·福建福州福九聯(lián)盟·三模）消除噪聲污染是當(dāng)前環(huán)境保護的一個重要課題，如圖所示的消聲器可以用來消除噪聲。當(dāng)波長為1.0m的噪聲聲波沿水平管道自左向右傳播，當(dāng)聲波到達a處時，分成兩束波，這兩束波在b處能達到良好的消聲效果，則兩束聲波的路程差至少為m，該消聲器是根據(jù)波的（選填“干涉”“衍射”或“多普勒效應(yīng)”）原理設(shè)計的?！敬鸢浮?.5干涉【詳析】[1][2]消聲器是根據(jù)波的干涉原理設(shè)計的。要想實現(xiàn)干涉相消，則兩束聲波的路程差至少為波長的一半，即0.5m。15．（2025·福建南平·質(zhì)檢）一根長為4m的彈性繩AB呈水平狀態(tài)。t=0時A、B同時開始由平衡位置向上振動，各自振動半個周期后停止振動，t=0.1s時的波形如圖所示。已知兩列波的振幅分別為102cm和5cm。則兩列波的波速vA:vB=，周期TA:TB【答案】1∶12∶115cm【詳析】[1]由于兩列波在同種介質(zhì)中傳播，波速由介質(zhì)決定，故兩列波速v[2]根據(jù)v=ΔxΔt，有兩列波的波速v=1根據(jù)T=λv，可知TA=0.2s，TB=0.1s，[3]根據(jù)Δt=Δxv，可知A、B波的振動形式傳播到O點用時0.2s，再經(jīng)0.225s-0.2s=0.025s，對于B波在O點剛好振到波峰，對于A波，根據(jù)振動方程可得y=102sin2π16．（2025·福建廈門·三模）如圖所示，“飛力士棒”是具有彈性且兩端帶有負重的健身器械。健身愛好者小幅度晃動固有頻率為4Hz的“飛力士棒”使其發(fā)生受迫振動。當(dāng)手晃動的頻率為5Hz時，該棒振動頻率等于Hz，手晃動的頻率從2Hz逐漸增大到5Hz的過程中，該棒振動的幅度（選填“一直增大”“一直減小”或“先增大后減小”）。【答案】5先增大后減小【詳析】[1]該棒做受迫振動，所以該棒振動頻率等于5Hz；[2]在受迫振動中，驅(qū)動力頻率越接近物體固有頻率，物體振動幅度越大，該棒固有頻率為4Hz，手晃動的頻率從2Hz逐漸增大到5Hz17．（2025·福建寧德·三模）介質(zhì)中相距14m的兩個波源，在t=0時開始振動并相向發(fā)出兩列簡諧橫波，測得兩波源連線上某點的振動圖像如圖所示。可知兩波源的振動周期為s，波在介質(zhì)中的傳播速度為ms【答案】0.220【詳析】[1]由圖像可知，兩波源的振動周期為T=0.2s；[2]t=0時開始經(jīng)過t1=0.2s一側(cè)波源的振動傳到該點；t2=0.5s時另一側(cè)的波源振動傳到該點，兩側(cè)波傳播的速度相等，可知vt1+vt18．（2025·福建龍巖·二模）圖甲為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形，圖乙為該波A質(zhì)點的振動圖像，此波的波長為m，此波經(jīng)過0.2m的縫隙時，（填“能”或“不能”）發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。若此波遇到另一列簡諧橫波并發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，則所遇波的頻率為Hz。【答案】0.4能2.5【詳析】[1]根據(jù)圖甲，λ=0.4m[2]因為λ>0.2m[3]根據(jù)圖乙，T=0.4s，波的頻率為f=1T=2.519．（2025·福建莆田·三模）一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，P、Q分別為平衡位置在x=2?m和x=8?m的兩個質(zhì)點，P、Q兩質(zhì)點的振動完全相反，質(zhì)點Q的振動方程為y=10sin5πt?cm,t=0時刻，P、Q兩質(zhì)點均位于平衡位置且兩質(zhì)點間有兩個波峰，則波的傳播速度大小為ms，質(zhì)點Q【答案】100.60.6【詳析】[1]由于t=0時刻均在平衡位置的P、Q兩質(zhì)點的振動方向相反(P點向下，Q點向上），兩質(zhì)點間只有兩個波峰，因此32λ=6m，解得λ=4?m[2]質(zhì)點Q比質(zhì)點P振動滯后1.5T=0.6[3]當(dāng)質(zhì)點Q開始起振時，質(zhì)點P運動的路程為s=6A=6020．（2025·福建福州三中·十六檢）某同學(xué)在玩“打水漂”時，向平靜的湖面拋出石子，恰好向下砸中一個安全警戒浮漂，浮漂之后的運動可簡化為豎直方向的簡諧振動，在水面形成一列簡諧波，距離浮漂S處的水面上有一片小樹葉。小樹葉將先向（選填“上”或“下”）運動；浮漂的振幅越小，波傳到S處時間（選填“變長”“變短”或“不變”）；浮漂的振幅越大，小樹葉的振動頻率（選填“變大”“變小”或“不變”）?！敬鸢浮肯虏蛔儾蛔儭驹斘觥縖1]石子砸中浮漂后，浮漂將向下運動，傳到樹葉后，樹葉也將先向下運動；[2]簡諧波的波速由介質(zhì)決定，與振幅無關(guān)，故波傳到S處時間不變；[3]簡諧運動的周期和頻率與振幅無關(guān)，故小樹葉的振動頻率不變。21．（2025·福建多地市·二模）如圖所示為兩列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知a波向右傳播，b波向左傳播，傳播速度均為10?m/s，則兩列波相遇時，（選填“能”或“不能”）產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，t=0.5?s時，平衡位置在x=2【答案】能-8【詳析】[1]兩列波a和b的波長都為8m，傳播速度均為10m/s，因此它們的頻率相同。根據(jù)干涉的條件，兩列波的頻率相同，波長相同，可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，因此，兩列波相遇時能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象；[2]a波向右傳播，t=0.5s時，a波向右傳播了x=vt=5m，則-3m處（波谷）的振動形式傳遞到x=2m處；b波向左傳播，t=0.5s時，b波向左傳播了x=vt=5m，則7m處（平衡位置谷）的振動形式傳遞到x=2m處；根據(jù)波的疊加原理，x=2m處質(zhì)點的總位移為a波和b波位移的代數(shù)和，即x22．（24-25高三下·福建·二模）一列簡諧橫波沿x軸傳播，t=0.5s時刻的波形如圖所示，圖中a的值為24，此時質(zhì)點P位于平衡位置，已知質(zhì)點P的振動方程為y=0.5sin2πtm，則波沿x軸（填“正”或“負”）方向傳播；質(zhì)點P【答案】負2.25/9【詳析】[1]由質(zhì)點P的振動方程可知，波動周期T=t=0時刻質(zhì)點P在平衡位置向上振動，則t=0.5s時刻，質(zhì)點P在平衡位置向下振動，由同側(cè)法可知，波沿x[2]由圖像可知，波長λ=2m，波速v=λT=2m/s，23．（2025·福建廈門·二模）如圖甲所示，水上樂園的游客在蹦床上規(guī)律地跳動時，水面被激出一圈圈水波。水波在xoy水平面內(nèi)傳播，波源位于坐標原點，波面為圓形。t=1?s時刻，部分波面的分布情況如圖乙所示，其中虛線表示波谷，實線表示相鄰的波峰。A處質(zhì)點的振動圖像如圖丙所示，z軸以豎直向上為正方向。則水波的傳播速度為ms，t=3?s時x=9?m處質(zhì)點處于（選填“波峰”“波谷”或【答案】1.5波峰【詳析】[1]如圖乙可知該波波長為λ=6m，從圖丙可看周期為T=4s[2]如圖丙可知t=3?s時A處的質(zhì)點位于波谷，x=9?m處質(zhì)點與A處的質(zhì)點相差半個波長，所以t=3?s專題15機械振動與機械波考點五年考情（2021-2025）命題趨勢考點1機械振動2024本專題“機械振動與機械波”在福建近年高考物理中呈現(xiàn)鮮明的考查側(cè)重，機械波是絕對的核心與高頻考點，五年內(nèi)三次獨立命題，凸顯其基礎(chǔ)性與重要性。考查熱點穩(wěn)定集中于機械波的核心概念與圖像分析，如波長、頻率、波速的關(guān)系判斷、波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判、波動圖像的多解性、以及波的疊加、干涉與衍射現(xiàn)象的本質(zhì)理解。機械振動雖在2024年單獨出現(xiàn)，但更多是作為理解波的基礎(chǔ)，其核心如簡諧運動特征、回復(fù)力、單擺周期等概念是掌握波動的關(guān)鍵。命題情境正日益多元化，緊密聯(lián)系現(xiàn)代科技如聲吶探測、地震波分析、噪聲控制、醫(yī)學(xué)超聲，以及自然現(xiàn)象如水波、聲現(xiàn)象等實際應(yīng)用，注重物理模型在真實情境中的遷移應(yīng)用。題型以選擇題、填空題為主導(dǎo)，強調(diào)對物理概念的深度辨析、圖像信息的準確提取與物理規(guī)律的靈活運用，計算要求相對基礎(chǔ)。展望未來，核心考點將保持穩(wěn)定，機械波的圖像與多解性、干涉衍射條件、波速公式應(yīng)用仍是重中之重，命題將更深入融合實際科技與生活情境，加強對波動現(xiàn)象物理本質(zhì)和思想方法的考查?？键c2機械波2025、2023、2022考點01機械振動1．（2024·福建·高考）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，一段時間內(nèi)試管在豎直方向的振動可視為簡諧運動。取豎直向上為正方向，以某時刻作為計時起點，試管振動圖像如圖（b）所示，則試管（）A．振幅為2.0cm B．振動頻率為C．在t=0.1s時速度為零 D．在t=0.【答案】B【詳析】AB．根據(jù)圖像(b)可知，振幅為1.0cm；周期為T=0.4s，故A錯誤，B正確；C．根據(jù)圖像可知，t=0.1s時質(zhì)點處于平衡位置，此時速度最大，故CD．根據(jù)圖像可知，t=0.2s時質(zhì)點處于負向最大位置處，則此時加速度方向豎直向上，故D故選B。考點02機械波2．（2025·福建·高考真題）沙漠中的蝎子能感受來自地面震動的縱波和橫波，某波源同時產(chǎn)生縱波與橫波，已知縱波速度大于橫波速度，頻率相同，則縱波波長橫波波長。若波源震動后，蝎子感知到來自縱波與橫波的振動間隔Δt，縱波速度v1，橫波速度v2，則波源與蝎子的距離為?！敬鸢浮看笥趘【詳析】[1]根據(jù)公式v=λf，由于縱波速度大于橫波速度，頻率相同，故可知縱波波長大于橫波波長；[2]設(shè)波源與蝎子的距離為s，根據(jù)題意可知sv2-3．（2023·福建·高考）一簡諧橫波在t=0時刻的波形圖如圖所示，該簡諧波沿x軸正方向傳播，周期T=2.5s，質(zhì)點P的橫坐標x=8m，則（A．簡諧波的波長為15B．簡諧波的波速是8C．簡諧波的振幅為0.5D．t=0時，P向y軸負方向運動【答案】B【詳析】A．由圖可知波長為20m，故A錯誤；B．波速為v=λT=8mC．由圖知振幅為0.25m，故C錯誤；D．該簡諧波沿x軸正方向傳播，根據(jù)上下坡法可知，t=0時，P向y軸正方向運動，故D錯誤。故選B。4．（2022·福建·高考）藝術(shù)體操運動員站在場地中以一定頻率上下抖動6m長綢帶的一端，綢帶自左向右呈現(xiàn)波浪狀起伏。某時刻綢帶形狀如圖所示（符合正弦函數(shù)特征），此時綢帶上P點運動方向（填“向上”“向下”“向左”或“向右”）。保持抖動幅度不變，如果要在該綢帶上產(chǎn)生更加密集的波浪狀起伏效果，運動員上下抖動的頻率應(yīng)（填“增大”“減小”或“保持不變”）?！敬鸢浮肯蛏显龃蟆驹斘觥縖1]從圖中可知綢帶上形成的波是自左向右傳播的，根據(jù)波形平移法，可判斷綢帶上P點運動方向向上；[2]綢帶上產(chǎn)生更加密集的波浪狀起伏效果，說明波長變小，而同種介質(zhì)中同類型波的傳播波速是不變的，根據(jù)λ=vT=vf一、單選題1．（2025·福建三明·三模）介質(zhì)中坐標原點O處的波源在t=0時刻開始振動，產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t0時刻傳到L處，波形如圖。下列描述xA．B．C．D．【答案】C【詳析】AB．從波形圖可以看出，L=3λ，t0時刻傳到x=L處，說明t0=3T，簡諧波沿x軸正向傳播，根據(jù)波動和振動關(guān)系可知：在t0時刻x=L處質(zhì)點的運動方向和波源在t=0時刻的運動方向相同是沿y軸的負方向的，即每一個質(zhì)點的起振方向都是沿CD．由于λ<x0<54λ，說明在T<t<54T的時間內(nèi)x0處質(zhì)點沒有振動，所以在t0時刻x0處質(zhì)點的振動時間是3T-54T<t故選C。2．（2025·福建福州一中·最后一模）圖甲為超聲波懸浮儀，其基本原理是讓在豎直方向正對的兩個相干波源發(fā)射的超聲波疊加后，會出現(xiàn)振幅幾乎為零的點——節(jié)點，小水珠能在節(jié)點處附近保持懸浮狀態(tài)。圖乙中P、Q為平衡位置位于（-2.5cm，0）和（2.0cm，0）的兩個相干波源，該時刻兩列波分別傳到了點M（-1.5cm，0）和點N（1.0cm，0），已知聲波傳播的速度為340m/s。則在兩列波相干并穩(wěn)定后（）A．該超聲波懸浮儀所發(fā)出的超聲波信號頻率為340HzB．懸浮位置間的最小距離等于超聲波的波長C．兩列波充分疊加后，小水珠不可以懸浮在點M（-1.5cm，0）附近D．增大超聲波的頻率，可懸浮的位置數(shù)目不變【答案】C【詳析】A．兩列超聲波信號頻率均為f=vλ=340B．振幅為零的點即為減弱點，由波傳播到M、N點及傳播方向，可判斷兩波源起振方向相反，故出現(xiàn)振動減弱點，要符合波程差等于整數(shù)個波長。疊加點移動半個波長，波程差就變化一個波長，故懸浮位置間的最小距離等于超聲波半個波長。故B錯誤；C．因M點到兩波源P、Q的距離之差為2.5λ，而兩波源振動反相，可知M點振動加強，振幅不為零，可知小水珠不可以懸浮在點M，故C正確；D．介質(zhì)不變，超聲波的波速不變，頻率增大會導(dǎo)致波長減小，可懸浮的位置數(shù)目會增加，故D錯誤。故選C。3．（2025·福建漳州·四檢）如圖為一簡諧橫波在t=0時刻沿x軸傳播的部分波形圖。此時質(zhì)點A沿y軸正方向運動，t=1.5s時質(zhì)點A第一次到達波谷，則（

A．該波的波長為4mB．該波沿x軸正方向傳播C．t=2.5s時質(zhì)點BD．0~0.5s內(nèi)x=0處質(zhì)點通過的路程為2cm【答案】C【詳析】A．由圖結(jié)合數(shù)學(xué)方法可知λ6+λ2=3m，解得B．質(zhì)點A沿y軸正方向運動，根據(jù)平移法可知，該波沿x軸負方向傳播，故B錯誤；C．t=1.5s時質(zhì)點A第一次到達波谷，則有34T=1.5s，解得T=2s，則t=2.5s時質(zhì)點D．t=0時刻x=0處質(zhì)點不在平衡位置、波峰、波谷處，則0~0.5s即14T時間內(nèi)，其運動的路程不等于2cm，故故選C。4．（2025·福建·適應(yīng)性練習(xí)）智能手環(huán)隨手臂做簡諧運動，其質(zhì)量為m，位移圖像x-t如圖所示。圖中函數(shù)是余弦函數(shù)，初相位為0，abcd四個點分別表示所在點的橫坐標大小。下列說法不正確的是（）A．當(dāng)手環(huán)運動到b處時，傳感器的加速度大小為AB．當(dāng)手環(huán)運動到c處時，傳感器所受回復(fù)力大小為mC．當(dāng)手環(huán)運動到d處時，傳感器的加速度大小最大D．當(dāng)手環(huán)運動到a處時，傳感器速度與c處相同【答案】A【詳析】A．手環(huán)做簡諧運動，當(dāng)手環(huán)運動到b處時，傳感器的位移大小為x=Acosb，加速度大小不是AcosB．設(shè)手環(huán)運動周期為T，由圖可知34T=d-a，當(dāng)手環(huán)運動到c由周期公式T=2πLg，解得F=mω2C．當(dāng)手環(huán)運動到d處時，處于最高點，傳感器的加速度最大，故C正確，不符合題意；D．手環(huán)在a、c兩處時離開平衡位置的位移最大，當(dāng)手環(huán)運動到a處時，傳感器速度與c處相同，都是零，故D正確，不符合題意。故選A。5．（24-25高三下·福建泉州·三檢）某列簡諧橫波沿x軸傳播，t=0時刻波形圖如圖所示，此時刻A質(zhì)點的振動方向沿y軸正方向，已知該波的周期為0.4s，則該波（）A．振幅為20cm B．波長為3mC．沿x軸負方向傳播 D．波速大小為15m/s【答案】D【詳析】A．由圖可知，振幅為10cm，故A錯誤；B．由圖可知，波長為6m，故B錯誤；C．此時刻A質(zhì)點的振動方向沿y軸正方向，同側(cè)法可知，該波沿x軸正方向傳播，故C錯誤；D．波速v=λT=6故選D。6．（2025·福建漳州·三測）戰(zhàn)繩訓(xùn)練可以改善身體機能，還可以減肥瘦身，是健身者喜愛的運動。如圖甲所示，健身者用雙手分別握住兩根繩子的一端，上下抖動使繩子振動起來，在繩上形成簡諧橫波。圖乙所示是健身者左手抖動的繩在t=0時刻的簡化波形圖，已知該波沿x軸正方向傳播，t=1.5s時質(zhì)點P第一次到達波峰，則（）A．t=0時刻質(zhì)點P運動方向沿y軸負方向 B．該波的周期為6sC．該波的波速為2m/s D．0~3s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程為6m【答案】B【詳析】A．根據(jù)振動方向和橫波傳播方向的關(guān)系知，t=0時刻質(zhì)點P運動方向沿y軸正方向，故A錯誤；B．由t=1.5s時質(zhì)點P第一次到達波峰可知，則14T=1.5s，所以波的周期為T=6sC．由題圖乙知，波長λ=4m，則波速v=λT=D．由題圖乙知，振幅A=30cm，又ΔtT=12，故D錯誤。故選B。二、多選題7．（2025·福建廈門一中·四測）2022年南方電網(wǎng)已組裝波浪能發(fā)電機。如圖，下方為t=0時刻向x軸正方向傳播的海水波動圖像，周期為1s。發(fā)電機圓柱體浮桿定位于x坐標值8m的質(zhì)點處，此時質(zhì)點的速率為v。套于磁鐵S極上的線圈可與浮桿同步振動，線圈又連接一個理想變壓器。已知線圈共n匝，其圓半徑為r，N、S極產(chǎn)生的輻向磁場在線圈處的磁感應(yīng)強度大小為B，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為1：10。磁鐵、變壓器等固定，下列判斷正確的是（）A．t=0時刻浮桿正隨海水向下振動B．t=0時刻發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢為2πrnBvC．發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的表達式為e=2nBπrvD．變壓器副線圈輸出電壓的有效值為10【答案】BD【詳析】A．根據(jù)上下坡法可知，在t=0時刻浮桿正隨海水向上振動，故A錯誤；B．在t=0時刻發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的瞬時值最大為Em=nB×2πrv=2πrnBv，故BC．波動的周期為1s，則ω=2πT=2π1rad/s=2πD．發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的有效值為U1=Em2=2πrnBv2故選BD。8．（2025·福建泉州·安溪一中&惠安一中&養(yǎng)正中學(xué)&泉州實中·模擬預(yù)測）如圖甲，手機小孔位置內(nèi)安裝了降噪麥克風(fēng)。降噪原理是通過降噪系統(tǒng)產(chǎn)生降噪聲波，再使降噪聲波與環(huán)境噪聲疊加，從而實現(xiàn)降噪效果，如圖乙、圖丙表示的是理想情況下的降噪過程，實線表示環(huán)境噪聲的聲波，虛線表示降噪系統(tǒng)產(chǎn)生的等幅反相聲波。則（）A．降噪過程應(yīng)用的是聲波的衍射原理B．降噪過程應(yīng)用的是聲波的干涉原理C．兩列聲波的頻率大小相等D．質(zhì)點P是振動加強點【答案】BC【詳析】由題圖丙可知，降噪聲波與環(huán)境聲波波長相等，則頻率相同，疊加時產(chǎn)生穩(wěn)定干涉，又由于兩列聲波等幅反向，故能使振幅減為零，從而起到降噪作用，兩列聲波在P點的振動方向相反，故P點為振動減弱點，故AD錯誤，BC正確。故選BC。9．（2025·福建福州·四檢）一列沿x軸傳播的簡諧波，波速為4m/s，M、N為該波傳播方向上的兩個質(zhì)點，t=0時刻的波形圖如圖所示，M點位于波峰，N點向下振動，則該列簡諧波（

）A．沿x軸負方向傳播 B．周期為1sC．N點比M點先回到平衡位置 D．經(jīng)過2s，M點通過的路程為64cm【答案】BD【詳析】A．因為N點向下振動，所以沿x軸正方向傳播，A錯誤；B．波長λ=4m周期為T=λvC．N點回到平衡位置的時間大于四分之一周期，M點回到平衡位置的時間等于四分之一周期，所以N點比M點后回到平衡位置，C錯誤；D．經(jīng)過2s，即2個周期，M點通過的路程為s=8A=64cm，D故選BD。10．（2025·四川廣安·二診）圖甲為某同學(xué)利用跳繩模擬戰(zhàn)繩訓(xùn)練，該同學(xué)將繩子一端固定在桿上，用手上下甩動另一端。圖乙為繩上P、Q兩質(zhì)點的振動圖像，P、Q兩質(zhì)點平衡位置相距5m。波由P向Q傳播。下列說法正確的是（）A．增大甩動的頻率，則波在繩子上傳播速度增大B．t=0.5s時，P、Q質(zhì)兩點振動方向相同C．波長可能為0.6mD．波速可能為20【答案】BD【詳析】A．波的傳播速度只和介質(zhì)有關(guān)，所以增大甩動的頻率，則波在繩子上傳播速度不變，故A錯誤；B．由圖乙可知，t=0.5s時刻，P、Q質(zhì)兩點振動方向相同，故B正確；C．根據(jù)題意可知(n+14)λ=xPQ（n=0，1，2……），所以λ=204n+1（n=0，1，2……），D．波速為v=λT=1003(4n+1)（n=0，1，2……），當(dāng)波速為203故選BD。11．（2025·福建龍巖·一模）“戰(zhàn)繩”是在健身房中常見的一種力量訓(xùn)練項目，如圖甲所示，人用手握住繩子一端，將繩拉平后沿豎直方向上下抖動，則可在繩中形成一列機械波。若將此波視為簡諧橫波，開始抖動質(zhì)點1為0時刻，t時刻繩中各質(zhì)點的位置和波形如圖乙所示，質(zhì)點1和5分別位于下方和上方最大位移處，相鄰編號質(zhì)點平衡位置間距離為l。則下列說法正確的是（）A．0時刻質(zhì)點1開始向下運動 B．t時刻質(zhì)點3和質(zhì)點7速度方向相反C．該列波中質(zhì)點的振動周期為34t D【答案】BD【詳析】A．由圖乙根據(jù)波形平移法可知，質(zhì)點7的起振方向向上，則0時刻質(zhì)點1開始向上運動，故A錯誤；B．由圖乙根據(jù)波形平移法可知，質(zhì)點3向下運動，質(zhì)點7向上運動，故B正確；C．設(shè)該列波中質(zhì)點的振動周期為T，則有t=34T，解得T=4D．由圖乙可知波長為λ=8l，則該波的傳播速度為v=λT=8l故選BD。三、填空題12．（2025·福建福州福州高中·二適考）如圖，健身者在公園以每分鐘60次的頻率上下抖動長繩的一端，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兩點平衡位置相距6m，t0時刻A點位于波谷，B點位于波峰，兩者之間還有一個波谷，則該簡諧橫波的波長為m；波速為m/s；t0+0.50s時刻，A【答案】440【詳析】[1][2]如圖根據(jù)題意可知xAB=32λ=6m，解得λ=4[3]質(zhì)點的振動周期為T=1s，因為0.5s=T2，故t013．（2025·福建·百校聯(lián)考押題）為了緩解學(xué)習(xí)壓力，學(xué)校組織同學(xué)們外出郊游。來到一處平靜的水潭時，兩位同學(xué)看見岸邊不遠處的水面上飄著一片樹葉，于是兩人決定利用所學(xué)知識粗測水波波速和樹葉離岸邊的距離。如圖，首先兩人粗略確定C點樹葉與岸邊的垂足O，然后兩人分別立于A、B兩點，粗測AO=16m，BO=9m，兩人用電子手表測定水波分別從A和B到達C點的時間為t1=10s，t2=7.5s，由此可知樹葉到岸邊的垂直距離【答案】122【詳析】[1][2]由AC=vt1，BC=v解得CO=12m，14．（2025·福建福州福九聯(lián)盟·三模）消除噪聲污染是當(dāng)前環(huán)境保護的一個重要課題，如圖所示的消聲器可以用來消除噪聲。當(dāng)波長為1.0m的噪聲聲波沿水平管道自左向右傳播，當(dāng)聲波到達a處時，分成兩束波，這兩束波在b處能達到良好的消聲效果，則兩束聲波的路程差至少為m，該消聲器是根據(jù)波的（選填“干涉”“衍射”或“多普勒效應(yīng)”）原理設(shè)計的?！敬鸢浮?.5干涉【詳析】[1][2]消聲器是根據(jù)波的干涉原理設(shè)計的。要想實現(xiàn)干涉相消，則兩束聲波的路程差至少為波長的一半，即0.5m。15．（2025·福建南平·質(zhì)檢）一根長為4m的彈性繩AB呈水平狀態(tài)。t=0時A、B同時開始由平衡位置向上振動，各自振動半個周期后停止振動，t=0.1s時的波形如圖所示。已知兩列波的振幅分別為102cm和5cm。則兩列波的波速vA:vB=，周期TA:TB【答案】1∶12∶115cm【詳析】[1]由于兩列波在同種介質(zhì)中傳播，波速由介質(zhì)決定，故兩列波速v[2]根據(jù)v=ΔxΔt，有兩列波的波速v=1根據(jù)T=λv，可知TA=0.2s，TB=0.1s，[3]根據(jù)Δt=Δxv，可知A、B波的振動形式傳播到O點用時0.2s，再經(jīng)0.225s-0.2s=0.025s，對于B波在O點剛好振到波峰，對于A波，根據(jù)振動方程可得y=102sin2π16．（2025·福建廈門·三模）如圖所示，“飛力士棒”是具有彈性且兩端帶有負重的健身器械。健身愛好者小幅度晃動固有頻率為4Hz的“飛力士棒”使其發(fā)生受迫振動。當(dāng)手晃動的頻率為5Hz時，該棒振動頻率等于Hz，手晃動的頻率從2Hz逐漸增大到5Hz的過程中，該棒振動的幅度（選填“一直增大”“一直減小”或“先增大后減小”）?！敬鸢浮?先增大后減小【詳析】[1]該棒做受迫振動，所以該棒振動頻率等于5Hz；[2]在受迫振動中，驅(qū)動力頻率越接近物體固有頻率，物體振動幅度越大，該棒固有頻率為4Hz，手晃動的頻率從2Hz逐漸增大到5Hz17．（2025·福建寧德·三模）介質(zhì)中相距14m的兩個波源，在t=0時開始振動并相向發(fā)出兩列簡諧橫波，測得兩波源連線上某點的振動圖像如圖所示。可知兩波源的振動周期為s，波在介質(zhì)中的傳播速度為ms【答案】0.220【詳析】[1]由圖像可知，兩波源的振動周期為T=0.2s；[2]t=0時開始經(jīng)過t1=0.2s一側(cè)波源的振動傳到該點；t2=0.5s時另一側(cè)的波源振動傳到該點，兩側(cè)波傳播的速度相等，可知vt1+vt18．