广西2026届高考物理二轮复习课件-专题5 第1讲 振动与波

该高中物理高考复习课件聚焦“振动与波”专题，依据高考评价体系梳理了简谐运动规律、波的传播特性、干涉衍射等核心考点，通过2025年广东、河南等省份真题分析，明确简谐运动图像应用、波速公式计算等高频考点占比，归纳选择、计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题精析+方法归纳+素养提升”策略，如结合2025山东卷波形图题，运用“同侧法”分析波的传播方向，培养科学推理和模型建构素养。通过“知识网络构建”和“易错点警示”，帮助学生掌握简谐运动周期公式应用等技巧，教师可据此优化复习方案，提升备考效率。

第一讲　振动与波 专题五 2026 内容索引 01 02 体系构建•真题感悟 高频考点•探究突破 体系构建•真题感悟 【知识网络构建】 【高考真题再练】 1.(2025广东卷)关于受迫振动和多普勒效应,下列说法正确的是(　　) A.系统的固有频率与驱动力频率有关 B.只要驱动力足够大,共振就能发生 C.应用多普勒效应可以测量车辆的速度 D.观察者与波源相互远离时,接收到的波的频率比波源的频率大 C 解析 系统的固有频率只与系统本身有关,与驱动力频率无关,A错误;只有驱动力频率与系统固有频率相同时,共振才能发生,B错误;根据多普勒效应可知观察者与波源相互远离时,接收到的波的频率比波源的频率小,观察者与波源相互靠近时,接收到的波的频率比波源的频率大,所以应用多普勒效应可以测量车辆的速度,C正确,D错误。 2.(多选)(2025河南卷)贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝之一,被誉为“中华第一笛”。其中一支骨笛可以发出A5、B5、C6、D6、E6等音。已知A5音和D6音所对应的频率分别为880 Hz和1 175 Hz,则(　　) A.在空气中传播时,A5音的波长大于D6音的 B.在空气中传播时,A5音的波速小于D6音的 C.由空气进入水中,A5音和D6音的频率都变大 D.由空气进入水中,A5音的波长改变量大于D6音的 AD 解析 声波的本质是机械波,机械波的波速由介质决定,空气中A5音和D6音波速相同,由λ=可知A5音波长大于D6音波长,A正确,B错误;声波从空气进入水中频率不变,但波速增加,且波速改变量Δv相等,由Δλ=可知,A5音波长改变量大于D6音波长改变量,C错误,D正确。 3.(多选)(2025山东卷)均匀介质中分别沿x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横波,振幅均为2 cm,波速均为1 m/s,M、N为介质中的质点。t=0时刻的波形图如图所示,M、N的位移均为1 cm。下列说法正确的是(　　) A.甲波的周期为6 s B.乙波的波长为6 m C.t=6 s时,M向y轴正方向运动 D.t=6 s时,N向y轴负方向运动 BD 解析 由波形图可知,甲波的波长λ1=4 m,周期T1==4 s,故A错误;由波形图可知,x=2 m处质点和x=6 m处质点N振幅均为A,由正弦函数性质可知x=2 m处的质点与质点N的间距为λ2,解得λ2=6 m,故B正确;6 s=T甲,经过(2n+1)时间,甲列波上所有质点运动状态与t=0时相反,t=0时M向y轴正方向运动,则t=6 s时,M应向y轴负方向运动,故C错误;乙波周期T乙==6 s,故经过6 s后,乙波上所有质点运动情况与t=0时相同,t=0时N向y轴负方向运动,则t=6 s时,N应向y轴负方向运动,故D正确。 4.(多选)(2025湖南卷)如图所示,A(0,0)、B(4,0)、C(0,3)在xOy平面内,两波源分别置于A、B两点。t=0时,两波源从平衡位置起振,起振方向相同且垂直于xOy平面,频率均为2.5 Hz。两波源持续产生振幅相同的简谐横波,波分别沿AC、BC方向传播,波速均为10 m/s。 下列说法正确的是(　　) A.两横波的波长均为4 m B.t=0.4 s时,C处质点加速度为0 C.t=0.4 s时,C处质点速度不为0 D.t=0.6 s时,C处质点速度为0 AD 解析 两横波的波长均为λ==4 m,故A正确;来自A处、B处的两列波传到C处所需时间分别为t1= s=0.3 s,t2= s=0.5 s,T==0.4 s,故t=0.4 s时,A处波已传到C处且C处质点已经振动了T,故C处质点处于正向或负向最大位移处,加速度最大,速度为0,故B、C错误;分析可知t=0.6 s时两列波都已传播到C处,C处质点到两波源的距离差为Δx=5 m-3 m=2 m=λ,故C处为振动减弱点,由于两列波振幅相同,故C处位移始终为0,速度为0,故D正确。 5.(多选)(2025湖北卷)如图所示,质量均为m的小球a和b由劲度系数为k的轻质弹簧连接,小球a由不可伸长的细线悬挂在O点,系统处于静止状态。将小球b竖直下拉长度l后由静止释放。重力加速度大小为g,忽略空气阻力,弹簧始终在弹性限度内。释放小球b后(　　) A.小球a可能会运动 B.若小球b做简谐运动,则其振幅为 C.当且仅当l≤时,小球b才能始终做简谐运动 D.当且仅当l≤时,小球b才能始终做简谐运动 AD 解析 将小球b竖直下拉l后由静止释放,当小球b向上运动挤压弹簧时,若弹簧的弹力大于小球a的重力,则小球a会向上运动,故A正确;小球b要做简谐运动,其平衡位置,有mg=kx0,即x0=,根据题意得,A=l-x0=l-,小球b要做简谐运动,弹簧应处于拉伸状态,则A≤x0=,联立解得,l-,则l≤,故C错误,D正确;小球b做简谐运动时的振幅为l,故B错误。 6.(2025广西卷)某乐器发出频率为两倍关系的两个纯音(简谐声波),其波形叠加后呈现一种周期性变化。图甲和图乙分别为同一时刻两列简谐声波单独沿x正方向传播的波形图,图中的坐标原点位于同一质点处,声速为340 m/s。 甲 乙 (1)从图中读出这两列波的波长。 (2)该时刻这两列波叠加,分别求x=0和x=0.375 m处的质点在该时刻偏离平衡位置的位移。 (3)求这两列波叠加后的周期。 答案 (1)0.5 m　1 m　(2)2 μm　- μm　(3) s 解析 (1)根据波长的定义及两列波的波形图可知λ1=0.5 m,λ2=1 m。 (2)由波形图可知在x=0处两列波均处于波峰,x=0处的质点位移x1=1 μm+1 μm=2 μm 在x=0.375 m处,对于第一列波有x=0.375 m=λ1 对于第二列波有x=0.375 m=λ2 在x=0.375 m处质点的位移x2=0+cos×1 μm=- μm。 (3)由题图可知,两列波叠加后的波长λ=1.0 m 由T=,v=340 m/s 解得两列波叠加后的周期T= s。 高频考点•探究突破 考点一 机械振动 【命题点点拨】 命题点 解答指引 1.简谐运动的规律 F=-kx,x=Asin(ωt+φ0),单摆周期 2.简谐运动图像的理解和应用 理解要点:一个质点振动,不同时刻“录像” 考点一 考点二 【方法规律归纳】 1.机械振动 温馨提示 从平衡位置开始计时,简谐运动的函数表达式为x=Asin ωt;从最大位移处开始计时,简谐运动的函数表达式为x=Acos ωt。 考点一 考点二 2.结合图像理解简谐运动的五个特征 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 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 温馨提示 以位移为桥梁分析简谐运动中各物理量的变化情况。 考点一 考点二 3.由振动图像获取的六种信息 (1)由图像可以得出质点振动的振幅、周期和频率。 (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。 (3)可以确定某时刻质点回复力、加速度的方向。 (4)确定某时刻质点速度的方向。 (5)比较不同时刻回复力、加速度的大小。 (6)比较不同时刻质点的动能、势能的大小。 温馨提示 分析振动图像时要注意回复力、速度、加速度的矢量性。 考点一 考点二 [典例1](多选)(2024甘肃卷)(命题点2)下图为某单摆的振动图像,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.摆长为1.6 m,起始时刻速度最大 B.摆长为2.5 m,起始时刻速度为零 C.摆长为1.6 m,A、C点的速度相同 D.摆长为2.5 m,A、B点的速度相同 C 考点一 考点二 解析 由单摆的振动图像可知周期T=0.8π,根据单摆的周期公式T=2π , 解得摆长为L=1.6 m,起始时处于位移最大处,此刻速度最小,且为零。根据x-t图像的斜率表示速度,可知A、B点的速度大小相等,方向相反,A、C点的速度大小和方向均相同,故A、B、D错误,C正确。 考点一 考点二 【对点训练】 1.(2024河北卷)(命题点1)如图所示,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x-t图像。已知轻杆在竖直面内长0.1 m,电动机转速为12 r/min。该振动的圆频率和光点在12.5 s内通过的路程分别为(　　) A.0.2 rad/s,1.0 m B.0.2 rad/s,1.25 m C.1.26 rad/s,1.0 m D.1.26 rad/s,1.25 m C 考点一 考点二 解析 根据题意可知,紫外光笔的光点在纸面上沿x轴方向做简谐运动,由ω==2πn可得,圆频率ω=0.4π rad/s=1.26 rad/s,A、B错误;振动周期T==5 s,由杆长为0.1 m知振幅A=0.1 m,则运动路程s=·4A=×4×0.1 m=1.0 m,C正确,D错误。 考点一 考点二 2.(2025广东深圳模拟)(命题点1、2)如图甲所示,O点为单摆的固定悬点,将力传感器固定在O点。现将摆球拉到A点,释放摆球,摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置。图乙表示摆球从A点运动开始计时细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) C A.单摆的振动周期为0.2π s B.单摆的摆长为0.1 m C.摆球的质量为0.05 kg D.摆球运动过程中的最大速度为0.08 m/s 考点一 考点二 解析 由图乙可知,单摆每个周期经过两次最低点,即每个周期细线的拉力出现两次最大值,则单摆的周期为0.4π s,故A错误;由单摆周期公式T=2π代入数据,解得l=0.4 m,故B错误;由图乙和牛顿运动定律得,设摆球在A时,摆线与竖直方向的夹角为θ,则在最高点时mgcos θ=0.495 N,在最低点时mg+m=0.510 N,从最高点到最低点,由动能定理得mgl(1-cos θ)=mv2,联立解得m=0.05 kg,v=0.2 m/s,故C正确,D错误。 考点一 考点二 3.(2024广西模拟)(命题点2)如图甲所示,弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点,小球在M、N两点间做振幅为A的简谐运动,小球经过O点时开始计时,其x-t图像如图乙所示,小球的速度v= ,加速度为a,质量为m,动能为Ek,弹簧劲度系数为k,弹簧振子的弹性势能为Ep,弹簧对小球做功的功率为P, 考点一 考点二 下列描述该运动的图像正确的是(　　) C 考点一 考点二 小球位于平衡位置,此时位移为0,动能最大,弹性势能为0,加速度为0,弹簧的弹力为0,对小球做功的功率为0,故A错误; 考点一 考点二 考点一 考点二 考点二 机械波 【命题点点拨】 命题点 解答指引 1.机械波与波的图像 波的形成:带动;波的图像:多个质点依次振动,同一时刻“拍照” 2.振动图像与波的图像的综合应用 首先观察坐标轴确定图像种类,然后分别分析两种图像的意义,注意二者之间的联系 3.波的干涉和衍射 波的干涉和衍射实质都是波的叠加,同时要理解波的独立传播性原理 考点一 考点二 【方法规律归纳】 1.机械波的传播规律 传播特点 带动、重复、滞后 三条 规律 介质中各质点的起振方向、振动频率和周期都和波源相同 波从一种介质进入另一种介质时,波长和波速改变,但频率和周期都不变 波源振动一个周期,波向前传播一个波长的距离 两个公式   考点一 考点二 2.求解振动图像与波的图像综合问题的基本方法 考点一 考点二 3.波的叠加问题 (1)两个振动情况相同的波源形成的波,在空间某点振动加强的条件为点到两波源的距离之差Δx=nλ(n=0,1,2,…),振动减弱的条件为Δx=nλ+ (n=0,1,2,…)。两个振动情况相反的波源形成的波,在空间某点振动加强的条件为Δx=nλ+ (n=0,1,2,…),振动减弱的条件为Δx=nλ(n=0,1,2,…)。 (2)振动加强点的位移随时间而改变,振幅最大。 　　　　　　　　 不是位移最大 温馨提示 发生干涉时:①加强点始终加强,减弱点始终减弱;②不同时刻加强点和减弱点的位移大小关系不确定。 考点一 考点二 [典例2](2024辽宁盘锦三模)(命题点2)图甲是一列简谐横波在t=0.1 s时刻的波形,P是平衡位置在x=1.5 m处的质点,Q是平衡位置在x=12 m处的质点;图乙为质点Q的振动图像,下列说法正确的是(　　) A.这列波沿x轴负方向传播 B.在t=0.25 s时,质点P的位置 坐标为(1.5 m,5 cm) C.从t=0.1 s到t=0.25 s的过程中,质点Q的位移大小为30 cm D.从t=0时刻开始计时,质点P在t=(0.125+0.2n) s(n=0,1,2,…)时到达波峰 B 考点一 考点二 思维点拨 由图乙读出t=0.1 s时刻质点Q的振动方向,在图甲上,运用“同侧法”判断该波的传播方向。根据时间与周期的关系,分析质点P的位置坐标和Q点的位移大小。利用波的平移法找到P点第一次到波峰的时刻,然后利用周期性求出P点到达波峰的时刻的通项。 考点一 考点二 解析 根据图乙可知,t=0.1 s时刻,质点Q通过平衡位置且向下振动,在甲图上,根据同侧法可知这列波沿x轴正方向传播,故A错误。根据图乙可知,该波的周期为T=0.2 s,波沿正方向传播,则t=0.1 s时质点P向下振动, 考点一 考点二 考点一 考点二 【对点训练】 4.(2024广东卷)(命题点1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为1 m/s,t=0时的波形如图所示。t=1 s时,x=1.5 m处的质点相对平衡位置的位移为 (　　) A.0 B.0.1 m C.-0.1 m D.0.2 m B 考点一 考点二 考点一 考点二 5.(2024浙江卷)(命题点1、3)频率相同的简谐波源S1、S2和接收点M位于同一平面内,S1、S2到M的距离之差为6 m。t=0时,S1、S2同时垂直平面开始振动,M点的振动图像如图所示,则(　　) A.两列波的波长为2 m B.两列波的起振方向均沿x正方向 C.S1和S2在平面内不能产生干涉现象 D.两列波的振幅分别为3 cm和1 cm B 考点一 考点二 解析 t=4 s时M点开始向上振动,说明此时一列波传播到M点,可知该波起振方向向上,t=7 s,M点的振动开始改变,说明此时另一列波传播到M点,此时先传播到M点的波使M点向下振动,之后振幅减小,则此时M点振动减弱,故后传播到M点的波使M点向上振动,即第二列波的起振方向向上,可知两列波的起振方向均沿x正方向,故B正确。S1、S2到M的距离之差为Δx=6 m,由题图可知两列波传到M的时间之差为Δt=7 s-4 s=3 s,波速为v= m/s=2 m/s,由题图可知周期T=2 s,则波长为λ=vT=2×2 m=4 m,故A错误。波源S1、S2的频率相同,相位差恒定,振动方向相同,所以在平面内能产生干涉现象,故C错误。 考点一 考点二 两列波相遇之前M点的振幅为3 cm,相遇之后M点的振幅为1 cm,由B选项的分析可知M点是两波干涉的振动减弱点,并且是振幅最小的减弱点,可知后传播到M点的波的振幅为3 cm-1 cm=2 cm,则两列波的振幅分别为3 cm和2 cm,故D错误。 考点一 考点二 6.(多选)(2025广西南宁模拟)(命题点2)一列简谐横波沿x轴传播,波长为90 cm,振幅为10 cm。介质中有P和Q两个质点,其平衡位置相距210 cm。某时刻质点P位于波峰位置,从此时刻开始计时,质点Q的振动图像可能为(　　) CD 考点一 考点二 解析 由题知,该波波长λ=90 cm,振幅A=10 cm,介质中P和Q两个质点,平衡位置相距Δx=210 cm,可得Δx=2λ+λ,某时刻P质点位于波峰位置,则根据y=Asin (ωt+φ),可得10=10sin φ,解得φ=,由P和Q两个质点平衡位置之间的距离可知φ-φQ=·2π=π,解得φQ=-,由此可知,此时Q点的位移y=10sincm=-5 cm,因为未告知波的传播方向,所以此时Q可能向上振动也可能向下振动,故Q的振动图像可能为C、D。故选CD。 考点一 考点二 本 课 结 束 T=2π A t 解析 小球做简谐运动,速度v=Acost,可知在t=0时速度最大, 由v=Acos t可知ω=,则小球速度变化周期为T'=T,所以动能和势能 的周期为T″=,小球的最大速度vm=A,根据机械能守恒可知最大弹性 势能Epm=Ekm=,故B错误,C正确。由x-t图像可知小球的位移x=Asint,弹簧对小球做功的功率P=|Fv|=|kxv|=|kAsin t×Acos t| =,弹簧对小球做功的功率P与时间的关系图像如图所示,故 D错误。 到t=0.25 s,历时Δt=0.25 s-0.1 s=0.15 s=T,质点P回到t=0.1 s时的初始位 置,坐标为(1.5 m,5 cm),故B正确。 从t=0.1 s到t=0.25 s的过程中,历时t=T,质点Q运动到波峰,其位移大小 为10 cm,故C错误。波速为v= m/s=60 m/s,在0.1 s内,波沿x轴正 方向传播6 m,在t=0时刻的波形如图中虚线所示,波沿x轴正方向传播,则 P点第一次到达波峰所用时间t1= s=0.075 s,结合波传播的周期性 可知,t=0时刻开始计时,质点P到达波峰的时刻t=(0.075+0.2n) s(n=0,1,2,…),故D错误。 解析 该机械波的波长λ=2 m,周期T==2 s, 当t=1 s=T时,x=1.5 m处的质点与t=0时刻,正好反步调, 该质点相对平衡位置的位移为0.1 m,选项B正确。 $