专题21 机械振动和机械波-五年（2020-2024）高考物理真题分类汇编（原卷版）.docx

2020-2024年五年高考真题分类汇编

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专题21机械振动和机械波

考点

五年考情（2020-2024）

命题趋势

考点1能量量子化光电效应波粒二象性

2020年全国卷；

2021年江苏卷、广东卷、河北卷；

2022年海南卷、浙江卷；

2023年山东卷；

2024年河北卷、广西卷、浙江卷、福建卷、甘肃卷等

机械波是高考物理中的一个重要考点，考查内容通常包括波的形成、传播、图象、干涉、衍射等。以下是对机械波高考考点的概述：

简谐运动的特征：

受力特征：回复力F=-kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反。

运动特征：靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小。

能量特征：振幅越大，能量越大。在运动过程中，系统的动能和势能相互转化，机械能守恒。

周期性特征：质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T/2。

对称性特征：关于平衡位置O对称的两点，速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等；由对称点到平衡位置O用时相等。

波的形成、传播与图象：

波的形成：机械振动在介质中的传播形成机械波。

波的传播：波在介质中以一定的速度传播，传播过程中波的频率和周期保持不变。

波的图象：波的图象反映了介质中各质点在某一时刻的位移情况，通过图象可以读出波长、振幅等信息。

振动与波两种图象综合问题：

振动图象和波的图象结合，可以提供更全面的波的特性信息。

通过图象分析，可以确定波的传播方向、速度、周期等。

电磁波：

电磁波的产生、传播、特性及应用也是高考中的考点之一。

波的干涉与衍射：

波的干涉和衍射现象是波的特性，也是高考中的重要考点。

干涉和衍射图样的形成及特点需要考生理解和掌握。

在高考中，机械波的考查形式多样，可以是选择题、填空题或计算题。考生需要掌握波的基本概念和规律，能够分析和解决实际问题。同时，考生还需具备一定的实验操作能力，如用单摆测重力加速度等。

考点2机械波

每年每省必考

考点01机械振动

1.（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图像．已知轻杆在竖直面内长,电动机转速为．该振动的圆频率和光点在内通过的路程分别为（）

A. B. C. D.

2.（2024·浙江1月·高考真题）如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（）

A.时刻小球向上运动 B.时刻光源的加速度向上

C.时刻小球与影子相位差为 D.时刻影子的位移为

3.（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（）

A．时，弹簧弹力为0

B．时，手机位于平衡位置上方

C．从至，手机的动能增大

D．a随t变化的关系式为

4.（2024·广西·高考真题）单摆可作为研究简谐运动的理想模型。

(1)制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图甲方式的目的是要保持摆动中不变；

(2)用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为；

(3)若将一个周期为T的单摆，从平衡位置拉开的角度释放，忽略空气阻力，摆球的振动可看为简谐运动。当地重力加速度为g，以释放时刻作为计时起点，则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为。

5.（2024·福建·高考真题）某简谐振动的图像如图所示，则以下说法正确的是（）

A．振幅 B．频率

C．时速度为0 D．时加速度方向竖直向下

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，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，A、C点的速度相同 D.摆长为2.5m，A、B点