專題15機械振動和機械波

考點五年考情（2021-2025）命題趨勢

簡諧運動的特征與圖像分析該知識點

考點1簡諧運

2022、2023、2024、2025

動為高頻考點，五年內(nèi)每年均以選擇題或計

算題形式出現(xiàn)。要求根據(jù)振動圖像判斷質(zhì)

點的加速度方向及機械能變化；年浙

考點2單擺2022、20242025

江卷通過單擺模型考查等效擺長的計算，

需結(jié)合幾何關(guān)系確定擺長與周期的關(guān)系。

考點3外力作

2021

用下的震動單擺周期公式與實際應(yīng)用單擺周期公

式是必考內(nèi)容，近年命題更注重實際情境

考點4波的形遷移。例如，年浙江卷以斜桿懸掛的

2022、2024、20252024

成與描述小球為模型，要求考生將其等效為單擺并

計算周期，涉及擺長的幾何修正；

考點5干涉與

2021、2022、2023、2024

衍射波的圖像與傳播規(guī)律波的圖像分析是

核心考點，五年內(nèi)多次考查波的傳播方向、

波長與周期的關(guān)系。

波的干涉、衍射與多普勒效應(yīng)干涉條

件（頻率相同、相位差恒定）和衍射現(xiàn)象

（障礙物尺寸與波長相近）是選擇題的高

頻考點。

振動與波動的綜合應(yīng)用近年命題趨勢

注重振動圖像與波動圖像的結(jié)合，以及實

考點6多普勒際情境的跨學(xué)科應(yīng)用。

2022、2023

效應(yīng)題型分布選擇題：側(cè)重基礎(chǔ)概念，如

簡諧運動的回復(fù)力特性、波的干涉條件，

分值約3-6分。計算題：以波的傳播過程

分析為主，通常作為計算題首題，分值

8-10分，需結(jié)合幾何關(guān)系和周期性求解。

實驗題：2023年后新增實驗設(shè)計，如通過

單擺測量重力加速度，考查實驗原理遷移

能力。

考點01簡諧運動

1．（2025·浙江·1月選考）如圖所示，接有恒流源的正方形線框邊長2L、質(zhì)量m、電阻R，放在光滑水平

地面上，線框部分處于垂直地面向下、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。以磁場邊界CD上一點為坐標(biāo)原

點，水平向右建立Ox軸，線框中心和一條對角線始終位于Ox軸上。開關(guān)S斷開，線框保持靜止，不

計空氣阻力。

(1)線框中心位于x=0，閉合開關(guān)S后，線框中電流大小為I，求

①閉合開關(guān)S瞬間，線框受到的安培力大?。?/p>

L

②線框中心運動至x=過程中，安培力做功及沖量；

2

L

③線框中心運動至x=時，恒流源提供的電壓；

2

L

(2)線框中心分別位于x=0和x=，閉合開關(guān)S后，線框中電流大小為I，線框中心分別運動到x=L所需

2

時間分別為t1和t2，求t1?t2。

2．（2024·浙江·1月選考）如圖1所示，質(zhì)量相等的小球和點光源，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動時，在觀測屏上可

觀測小球影子的運動。以豎直向上為正方向，小球和光源的振動圖像如圖2所示，則（）

A．t1時刻小球向上運動B．t2時刻光源的加速度向上

C．t2時刻小球與影子相位差為πD．t3時刻影子的位移為5A

3．（2023·浙江·1月選考）如圖甲所示，一導(dǎo)體桿用兩條等長細(xì)導(dǎo)線懸掛于水平軸OO′，接入電阻R構(gòu)成回

路．導(dǎo)體桿處于豎直向上的勻強磁場中，將導(dǎo)體桿從豎直位置拉開小角度由靜止釋放，導(dǎo)體桿開始下擺。

當(dāng)R=R0時，導(dǎo)體桿振動圖像如圖乙所示。若橫縱坐標(biāo)皆采用圖乙標(biāo)度，則當(dāng)R=2R0時，導(dǎo)體桿振動圖像

是（）

A．B．

C．D．

4．（2022·浙江·6月選考）如圖所示，一根固定在墻上的水平光滑桿，兩端分別固定著相同的輕彈簧，兩彈

簧自由端相距x。套在桿上的小球從中點以初速度v向右運動，小球?qū)⒆鲋芷跒門的往復(fù)運動，則（）

A．小球做簡諧運動

T

B．小球動能的變化周期為

2

C．兩根彈簧的總彈性勢能的變化周期為T

v

D．小球的初速度為時，其運動周期為2T

2

考點02單擺

5．（2024·浙江·6月選考）如圖所示，不可伸長的光滑細(xì)線穿過質(zhì)量為0.1kg的小鐵球，兩端A、B懸掛在

傾角為30°的固定斜桿上，間距為1.5m。小球平衡時，A端細(xì)線與桿垂直；當(dāng)小球受到垂直紙面方向的

擾動做微小擺動時，等效于懸掛點位于小球重垂線與AB交點的單擺，重力加速度g=10m/s2，則（）

A．?dāng)[角變小，周期變大

B．小球擺動周期約為2s

3

C．小球平衡時，A端拉力為N

2

D．小球平衡時，A端拉力小于B端拉力

6．（2022·浙江·1月選考）圖甲中的裝置水平放置，將小球從平衡位置O拉到A后釋放，小球在O點附近

來回振動；圖乙中被細(xì)繩拴著的小球由靜止釋放后可繞固定點來回擺動。若將上述裝置安裝在太空中的

我國空間站內(nèi)進行同樣操作，下列說法正確的是（）

A．甲圖中的小球?qū)⒈３朱o止

B．甲圖中的小球仍將來回振動

C．乙圖中的小球仍將來回擺動

D．乙圖中的小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運動

考點03外力作用下的震動

7．（2021·浙江·1月選考）為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員利用松果的慣性發(fā)明了

用打擊桿、振動器使松果落下的兩種裝置，如圖甲、乙所示。則（）

A．針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率可能不同

B．隨著振動器頻率的增加，樹干振動的幅度一定增大

C．打擊桿對不同粗細(xì)樹干打擊結(jié)束后，樹干的振動頻率相同

D．穩(wěn)定后，不同粗細(xì)樹干的振動頻率始終與振動器的振動頻率相同

考點04波的形成與描述

8．（2025·浙江·1月選考）如圖1所示，兩波源S1和S2分別位于x=0與x=12m處，以x=6m為邊界，兩側(cè)為

不同的均勻介質(zhì)。t=0時兩波源同時開始振動，其振動圖像相同，如圖2所示。t=0.1s時x=4m與x=6m

兩處的質(zhì)點開始振動。不考慮反射波的影響，則（）

A．t=0.15s時兩列波開始相遇

B．在6m<x≤12m間S2波的波長為1.2m

C．兩列波疊加穩(wěn)定后，x=8.4m處的質(zhì)點振動減弱

D．兩列波疊加穩(wěn)定后，在0<x<6m間共有7個加強點

9．（2024·浙江·1月選考）在如圖所示的直角坐標(biāo)系中，xOz平面為介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ的分界面（z軸垂直紙面向外）。

在介質(zhì)I中的P（0，4λ）處有一點波源，產(chǎn)生波長為λ、速度為v的波。波傳到介質(zhì)Ⅱ中，其速度為2v，

圖示時刻介質(zhì)Ⅱ中僅有一個波峰，與x軸和y軸分別交于R和S點，此時波源也恰好位于波峰。M為O、

R連線的中點，入射波與反射波在O點相干加強，則（）

2v

A．介質(zhì)Ⅱ中波的頻率為B．S點的坐標(biāo)為（0，?2λ）

λ

3

C．入射波與反射波在M點相干減弱D．折射角α的正弦值sinα=2

5

10.（2022·浙江·6月選考）位于x=0.25m的波源p從t=0時刻開始振動，形成的簡諧橫波沿x軸正負(fù)方向傳

播，在t=2.0s時波源停止振動，t=2.1s時的部分波形如圖所示，其中質(zhì)點a的平衡位置xa=1.75m，質(zhì)點

b的平衡位置xb=?0.5m。下列說法正確的是（）

A．沿x軸正負(fù)方向傳播的波發(fā)生干涉

B．t=0.42s時，波源的位移為正

C．t=2.25s時，質(zhì)點a沿y軸負(fù)方向振動

D．在0到2s內(nèi)，質(zhì)點b運動總路程是2.55m

考點05干涉與衍射

11.（2024·浙江·6月選考）頻率相同的簡諧波源S1、S2，和接收點M位于同一平面內(nèi)，S1、S2到M的距離

之差為6m。t=0時S1，S2，同時垂直平面開始振動，M點的振動圖像如圖所示，則（）

A．兩列波的波長為2mB．兩列波的起振方向均沿x正方向

C．S1和S2，在平面內(nèi)不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D．兩列波的振幅分別為3cm和1cm

111

12．（2024·浙江·1月選考）氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式=R?，

λ22n2

n=3、4、5、6用Hδ和Hγ光進行如下實驗研究，則（）

A．照射同一單縫衍射裝置，Hδ光的中央明條紋寬度寬

B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，Hδ光的側(cè)移量小

C．以相同功率發(fā)射的細(xì)光束，真空中單位長度上Hγ光的平均光子數(shù)多

D．相同光強的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，Hγ光的飽和光電流小

13．（2023·浙江·6月選考）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處探測到聲波強度為400個單位，然

后將A管拉長d=15cm，在O處第一次探測到聲波強度最小，其強度為100個單位。已知聲波強度與

聲波振幅平方成正比，不計聲波在管道中傳播的能量損失，則（）

A．聲波的波長λ=15cmB．聲波的波長λ=30cm

C．兩聲波的振幅之比為3:1D．兩聲波的振幅之比為2:1

14．（2023·浙江·1月選考）主動降噪耳機能收集周圍環(huán)境中的噪聲信號，并產(chǎn)生相應(yīng)的抵消聲波，某一噪

聲信號傳到耳膜的振動圖像如圖所示，取得最好降噪效果的抵消聲波（聲音在空氣中的傳播速度為

340m/s）（）

A．振幅為2A

B．頻率為100Hz

C．波長應(yīng)為1.7m的奇數(shù)倍

D．在耳膜中產(chǎn)生的振動與圖中所示的振動同相

15.（2022·浙江·1月選考）兩列振幅相等、波長均為λ、周期均為T的簡諧橫波沿同一繩子相向傳播，若兩

列波均由一次全振動產(chǎn)生，t=0時刻的波形如圖1所示，此時兩列波相距λ，則（）

T

A．t=時，波形如圖2甲所示

4

T

B．t=時，波形如圖2乙所示

2

3T

C．t=時，波形如圖2丙所示

4

D．t=T時，波形如圖2丁所示

16.（2021·浙江·6月選考）將一端固定在墻上的輕質(zhì)繩在中點位置分叉成相同的兩股細(xì)繩，它們處于同一水

平面上。在離分叉點相同長度處用左、右手在身體兩側(cè)分別握住直細(xì)繩的一端，同時用相同頻率和振

幅上下持續(xù)振動，產(chǎn)生的橫波以相同的速率沿細(xì)繩傳播。因開始振動時的情況不同，分別得到了如圖

甲和乙所示的波形。下列說法正確的是（）

A．甲圖中兩手開始振動時的方向并不相同

B．甲圖中繩子的分叉點是振動減弱的位置

C．乙圖中繩子分叉點右側(cè)始終見不到明顯的波形

D．乙圖只表示細(xì)繩上兩列波剛傳到分叉點時的波形

17．（2021·浙江·1月選考）兩列頻率、振幅均相同的簡諧波Ⅰ和Ⅱ分別從繩子的兩端持續(xù)相向傳播，在相遇

區(qū)域發(fā)生了干涉，在相距0.48m的A、B間用頻閃相機連續(xù)拍攝，依次獲得1、2、3、4、5五個波形，

如圖所示，且1和5是同一振動周期內(nèi)繩上各點位移都達(dá)到最大值時拍攝的波形。已知頻閃時間間隔

為0.12s，下列說法正確的是（）

A．簡諧波Ⅰ和Ⅱ的波長均為0.24mB．簡諧波Ⅰ和Ⅱ的周期均為0.48s

C．繩上各點均做振幅相同的簡諧運動D．兩波源到A點和C點的路程差之差的絕對值是0.48m

考點06多普勒效應(yīng)

18.（2023·浙江·6月選考）下列說法正確的是（）

A．熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

B．液體的表面張力方向總是跟液面相切

C．在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式是不同的

D．當(dāng)波源與觀察者相互接近時，觀察者觀測到波的頻率大于波源振動的頻率

1．（2025·浙江精誠聯(lián)盟·二模）上海中心大廈高632米，為中國第一，全球第二高樓。當(dāng)臺風(fēng)來襲時，大廈

會出現(xiàn)了晃動，為減小晃動幅度，在距離地面583米處懸掛重達(dá)1000噸的阻尼器“上?；垩邸薄．?dāng)臺風(fēng)

來襲時，阻尼器中的質(zhì)量塊慣性會產(chǎn)生一個反作用力，大廈搖晃時發(fā)生反向擺動，達(dá)到減小大廈晃動幅

度的目的。以下說法不合理的是（）

A．上?；垩勰堋拔铡贝髲B振動的能量

B．上?；垩弁ㄟ^與大廈共振達(dá)到抗振目的

C．風(fēng)力越大，阻尼器擺動幅度也越大

D．如果發(fā)生地震，上海慧眼也可以起到減震作用

2．．（2025·浙江北斗星盟·三模）關(guān)于以下四幅圖中所涉及物理知識的論述中，正確的是（）

A．甲圖中，在表面層，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力

B．乙圖中，當(dāng)感應(yīng)圈兩個金屬球間有火花跳過時，導(dǎo)線環(huán)兩個小球間也跳過了火花，這時導(dǎo)線環(huán)接收

到了電磁波

C．丙圖中，由圖可知當(dāng)驅(qū)動力的頻率f跟固有頻率f0相差越大，振幅越大

D．丁圖中，1是熱敏電阻，2是金屬熱電阻

3．．（2025·浙江北斗星盟·三模）如圖所示為LC電路中，電容C為0．4μF，電感L為1mH，已充電的平行

板電容器兩極板水平放置。開關(guān)S斷開時，極板間有一帶電灰塵恰好靜止。不考慮磁場能的損失，不計

空氣阻力，g取10m/s2。從開關(guān)S閉合開始計時，有關(guān)灰塵在電容器內(nèi)的運動情況。下列說法正確的是

（）

A．灰塵作簡諧振動

B．灰塵加速度最大時，電容器剛好放電完畢

C．線圈中磁場能的變化周期為4π×10?5s

D．灰塵最大加速度大小為20m/s2

4．．（2025·浙江嘉興·三模）下列說法正確的是（）

A．熱量不能從低溫物體傳到高溫物體

B．弱相互作用使多個核子形成穩(wěn)定的原子核

C．泊淞亮斑是光的衍射現(xiàn)象，支持了光的粒子說

D．黑體輻射的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)

5．（2025·浙江北斗星盟·三模）如圖甲所示，在某介質(zhì)中A、B兩波源相距d=20m，t=0時刻兩者同時開始

上下振動，波源A只振動了半個周期，波源B連續(xù)振動，兩波源所形成的波的傳播速度都為v=1．0m/s，

開始階段兩波源的振動圖象如圖乙所示。則下列說法正確的是（）

A．距A點1m處的P質(zhì)點，在0~20s內(nèi)所經(jīng)過的路程為48cm

B．A發(fā)出的波剛好完全傳過B點時，A在向上振動

C．傳播過程中，10.8s時第一次出現(xiàn)離平衡位置的位移為24cm的點

D．在0~18s內(nèi)從A點發(fā)出的半個波前進過程中遇到7個波峰

6．（2025·浙江稽陽聯(lián)誼學(xué)校·二模）頻率相同的簡諧波源S1、S2，接收點P位于S1、S2連線上如圖甲，S1、

S2到P的距離之差為9m。t=0時S1、S2同時開始垂直平面向上振動，P點的振動圖像如圖乙所示，則下

列說法正確的是（）

A．兩列波的波長為2m

B．兩列波的波速為3m/s

C．S1、S2連線上一共有振動加強點11個

D．兩列波的振幅分別為3cm和1cm

7．（2025·浙江金華義烏·三模）兩列簡諧橫波a、b在同一媒質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速均為v=2．5m/s，

在t=0時兩列波的波峰正好在x=2．5m處重合，如圖所示。下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)、b能在x軸上形成穩(wěn)定干涉圖像

B．x=（2.5±20k）m，k=0，1，2，3，……處波峰都重合

C．x軸上不存在波谷與波谷重合處

5

D．t=0時，b波引起x=-0.5m處質(zhì)點的振動方程為y=5sinπt+πm

4

8．（2025·浙江紹興一中·模擬）如圖所示為演示機械波的干涉實驗，在O、P兩點分別固定電磁打點計時器

（作為上下振動的振源），振動頻率為50Hz，O與P的振針之間用一根細(xì)線相連接，通電后會在細(xì)線中

形成圖示的駐波，類似A點始終不動的點稱之為“波節(jié)”，類似B點振幅最大的點稱之為“波腹”，A、B

平衡位置間的距離為0．1m，E點位于A、B正中間。已知t=0時刻B點正處于波峰，下列說法正確的

是（）

A．兩個振源的振動步調(diào)一致

B．兩個振源的振幅相同

C．機械波在繩中的傳播速度為10m/s

D．同倍率增大兩波源頻率，波節(jié)數(shù)也會相應(yīng)的變多

9．（2025·浙江Z20名校聯(lián)盟·模擬預(yù)測）某水域剖面圖，點O在兩部分水面分界線上，兩波源P、Q分別處

于A、B兩區(qū)域水面上的兩點，以O(shè)點為坐標(biāo)原點如圖建立x軸，P與Q的坐標(biāo)分別為x=-3m和x=3m。

t=0時刻，兩波源同時開始沿垂直x軸向水面上方做簡諧振動。t=2s時，A區(qū)的波恰好傳到分界線，此

時兩波源都剛好第4次回到平衡位置，t=3s時，B區(qū)的波也剛好傳到分界面。已知A、B的振幅均為4cm，

已知波速跟水深關(guān)系v=gh，h為兩區(qū)域水的深度，g為重力加速度。不計波傳播過程中的能量損失，

則（）

A．hA：hB=9：4

B．t=4.25s時刻，Q點經(jīng)過平衡位置向上振動

C．經(jīng)足夠長時間，水面上（在x軸上）-3m<x<3m區(qū)間共有9個振動加強點

D．0-4s內(nèi)x=1m的M點通過的路程為32cm

10．（2025·浙江精誠聯(lián)盟·二模）如圖x軸的正、負(fù)半軸分別是兩種彈性繩，兩振源P、Q位于x軸上，所

在位置的x坐標(biāo)分別為-2m和4m。兩振源同時在0時刻開始振動，t=1.5s時形成如圖所示的波形。下

列說法正確的是（）

A．兩列波的波長不同，所以兩列波相遇的區(qū)域內(nèi)各質(zhì)點的振幅一直在變化

B．t=2.25s時原點處的質(zhì)點位移為4cm

C．t=4.25s，P、Q之間所有的質(zhì)點位移均為0

D．t=3s時，P、Q之間有4處的位移大小為4cm

11．（2025·浙江縣域教研聯(lián)盟·模擬）在y軸左右兩側(cè)存在兩種不同的均勻介質(zhì)，兩波源分別位于x軸上?4m

和+7m處，產(chǎn)生兩列頻率相同持續(xù)傳播的簡諧橫波沿x軸相向傳播，甲向右傳播、乙向左傳播，t=0時

刻的波形如圖所示，甲波恰好傳至x=0處，乙波恰好傳至x=5m處，已知波在負(fù)半軸的波速大小為0.5m/s，

下列說法中正確的是（）

A．正半軸的波速大小為0.25m/s

B．x軸上第一個位移到+6cm的質(zhì)點是橫坐標(biāo)為x=3m

C．t=17s時刻x=2m處質(zhì)點的位移為6cm

D．兩個波源之間一共6個加強點

12．（2025·浙江溫州·三模）一列縱波波源做頻率為1.0Hz的簡諧振動，在介質(zhì)中形成疏密相間的狀態(tài)向右

傳播，t=0時刻部分質(zhì)點振動情況如圖所示。圖中虛線代表相鄰各質(zhì)點1、2、3、…、13的平衡位置且

相距為0.5cm，小圓點代表該時刻各質(zhì)點振動所在的位置。下列說法正確的是（）

A．這列縱波的波長為2cm

B．該時刻質(zhì)點7振動方向向左

C．t=0.5s，質(zhì)點3恰好運動到圖中質(zhì)點7的位置

D．經(jīng)過20.25s，質(zhì)點4的運動路程大于質(zhì)點6的運動路程

13．（2025·浙江北斗星盟·三模）波源P、Q分別位于x＝0和x＝12m處，如圖所示，t＝0時刻分別恰好傳

到2m和6m處，圖中箭頭分別為兩列波的傳播方向，波速為2