重难点16 机械振动 机械波-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（江苏专用） （解析版）2025.docx

重难点16机械振动机械波

考点

三年考情分析

2025考向预测

考点1机械振动

考点2机械波

2020年江苏题

2021年江苏题

2024年江苏题

机械振动、机械波是高考物理中的一个重要考点，考点通常包括：简谐运动的特征、波的形成、传播与图象、振动与波两种图象综合问题、电磁波的产生、传播、特性及应用、波的干涉与衍射等。在高考中，机械振动、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。

【情境解读】

【高分技巧】

1．振动图像及其应用

通过图像可知：

1）振幅A．、周期T（或频率f）和初相位φ0（如图所示）。

2）某时刻振动质点离开平衡位置的位移。

3）某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度大小和方向，速度的方向也可根据下一相邻时刻质点的位移的变化来确定。

4）某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同。

5）某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况。

2．波的图像及应用

通过图像可知：

1）从图像可以直接读出振幅（注意单位）。

2）从图像可以直接读出波长（注意单位）。

3）可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向）。

4）在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向。

5）可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）。

3．波动问题多解的主要因素及解决思路

1）周期性

①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。

②空间周期性：波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确。

2）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。

3）解决波的多解问题的思路

一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系或，若此关系为时间，则；若此关系为距离，则。

4．机械振动与机械波的关联应用

1）波的传播方向与质点振动方向的互判

“上下坡”法

沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动

“同侧”法

波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧

“微平移”法

将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向

2）振动图象和波的图象的比较

比较项目

振动图象

波的图象

研究对象

一个质点

波传播方向上的所有质点

研究内容

某质点位移随时间的变化规律

某时刻所有质点在空间分布的规律

图象

正弦曲线

正弦曲线

横坐标

表示时间

表示各质点的平衡位置

物理意义

某质点在各时刻的位移

某时刻各质点的位移

振动方向的判断

（看下一时刻的位移）

（将波沿传播方向平移）

Δt后的图形

随时间推移，图象延续，但已有形状不变

随时间推移，图象沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化

联系

①纵坐标均表示质点的位移②纵坐标的最大值均表示振幅

③波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图象

【技巧点拨】

①由波的图像画出某一质点振动图像的步骤

Ⅰ、由波的图像求出波的周期，即质点做简谐运动的周期。

Ⅱ、从波的图像中找出该质点在计时时刻相对平衡位置的位移。

Ⅲ、根据质点振动方向和波传播方向间的关系，确定质点的振动方向。

Ⅳ、建立y-t坐标系，根据正弦或余弦规律画出质点的振动图像。

②由波的图像和某一质点的振动图像判断波的传播规律的方法

Ⅰ、首先根据横轴是长度还是时间分清哪一个是波的图像，哪一个是振动图像，注意各个质点振动的周期和振幅相同。

Ⅱ、从确定的振动图像中可以找出对应质点在波的图像中某一时刻的振动方向，根据该点振动方向确定波的传播方向。

（建议用时：40分钟）

1．（2020.江苏.高考真题）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有（）

A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机

C．治疗咽喉炎的超声波雾化器 D．检查血流情况的“彩超”机

【答案】AB

【解析】紫外灯的频率高，能量强，所以用于杀菌，属于电磁波的应用，A正确；X光的穿透能力较强，所以用于拍胸片，属于电磁波的应用，B正确；超声波雾化器是超声波的应用，与电磁波无关，C错误；

彩超属于超声波的应用，与电磁波无关，D错误。故选AB。

2．（2020.江苏.高考真题）国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为。已知电磁波在月壤层中传播的波长为，求该月壤层的厚度D。