微突破16 振动图像与波的图像的综合应用（复习讲义）（全国通用）2027年高考物理一轮复习讲练测

null 微突破16 振动图像与波的图像的综合应用（解析版） 内容导航 对标素养，研判高考命题趋势 201 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架，构建系统思维 302 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点，归纳解题范式 404 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 波的图像及与振动图像结合的综合问题 4 核心知识·解构 4 一、振动图象和波的图象的比较 4 二、由波的图像画出某一质点振动图像的步骤 5 三、解波的图像与振动图像综合问题的求解步骤 5 易错辨析·AI原创命题 5 热点考向·破译 6 考向1 波的图像与振动图像的综合问题 6 【思维建模】 振动图像与波的图像的综合问题分析技巧 9 溯源真题逻辑，感知高考考向 1004 思维建模·脉络梳理 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 波的图像及与振动图像结合的综合问题 2026•全国卷 2025•陕晋青宁卷、2025•贵州 2024•天津、2024•重庆、2024•新疆河南 考情分析 题型与考向：“振动图像与波的图像的综合应用”是高考物理中机械波板块的核心考点和最高频压轴题型，是检验学生对机械振动与机械波理解深度的“试金石”。考查形式从“单一图像读取”向“双图像综合分析”转变 情境与立意： 1. 振动图像与波的综合：水波、机械波演示实验等 复习目标 1.知道机械波的形成过程及特点。 2.掌握波速、波长、频率的关系,会分析波动图像。 3.知道波的干涉、衍射及多普勒效应,掌握发生干涉及明显衍射的条件。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 波的图像及与振动图像结合的综合问题 核心知识·解构 一、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 类比 记录一个人在一段时间内活动的录像带 记录在某时刻许多人的动作的集体照 图像信息 （1）质点的振动周期； （2）质点的振幅； （3）各时刻质点的位移； （4）各时刻的速度、加速度方向 （1）波长、振幅； （2）任意一质点在该时刻的位移； （3）任意一质点在该时刻的加速度方向； （4）传播方向、振动方向的互判 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 二、由波的图像画出某一质点振动图像的步骤 1. 由波的图像求出波的周期,即质点做简谐运动的周期; 2. 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; 3. 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; 4. 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. 三、解波的图像与振动图像综合问题的求解步骤 1. 一分：分清振动图像与波的图像，二者之间的纽带是时间（时刻） 2. 二找：找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的时刻 3. 三判：判断波的传播方向、传播距离等，判断质点振动方向、振动路程等 🤖️AI互动课件： 1. 波形图与振动图像：https://lab.physicalw.com/expt/1/24/80 易错辨析·AI原创命题 1. 波的图像表示的是某一时刻各质点离开平衡位置的位移，横轴表示各质点的平衡位置。 ( √ ) 2. 振动图像表示的是某一质点在各个时刻的位移，横轴表示时间。 ( √ ) 3. 波的图像中，波峰处质点的速度为零，加速度为零。 ( × ) 4. 振动图像中，图像中某一时刻的斜率表示该质点在此时刻的振动速度。 ( × ) 5. 波的图像和振动图像的形状都是正弦（或余弦）曲线，因此两者表示的含义完全相同。 ( × ) 6. 波的图像中，若已知波的传播方向，可以判断各质点的振动方向；反之，若已知某质点的振动方向，也可以判断波的传播方向。 ( √ ) 7. 从振动图像中可以直接读出波的波长。 ( × ) 8. 从波的图像中可以直接读出质点的振动周期。 ( × ) 9. 波的图像与振动图像结合时，若波的图像给出某质点的振动方向，且振动图像给出该质点的振动规律，则可确定波的传播方向及波长。 ( √ ) 【易错点总结表】 易混易错概念 对应题目 关键辨析点 波的图像的物理意义 1 波的图像表示某一时刻各质点离开平衡位置的位移，横轴表示平衡位置，纵轴表示位移。 振动图像的物理意义 2 振动图像表示某一质点在各时刻的位移，横轴表示时间，纵轴表示位移。 波峰处质点的运动状态 3 波峰处质点速度为零，但加速度最大（指向平衡位置，回复力最大）。 振动图像斜率的意义 4 振动图像（x–t图像）的斜率表示振动速度，但某时刻斜率并不一定等于瞬时速度的物理意义（需具体分析），图像的切线斜率反映的是位移变化快慢。 两类图像的区别 5 波的图像是"某一时刻全体质点"的位移分布（x-y图），振动图像是"一个质点各个时刻"的位移（t-x图），两者横轴和纵轴含义不同。 传播方向与振动方向的相互判断 6 已知传播方向可判断各质点振动方向；已知某质点振动方向也可反推传播方向，两者相互关联。 振动图像能否读波长 7 振动图像只能读出周期、振幅、初相位等，不能直接读出波长（波长需从波的图像或 v = λ/T 获得）。 波的图像能否读周期 8 波的图像只能读出波长、振幅等，不能直接读出周期（周期需从振动图像或 v = λ/T 获得）。 两类图像结合的综合判断 9 结合波的图像中的振动方向与振动图像中的振动规律，可确定波的传播方向及波长、周期等物理量。 热点考向·破译 考向1 波的图像与振动图像的综合问题 例1（2026·天津·三模）山西大同悬空寺外国道旁有一堵围墙，墙顶呈波浪形，如图甲所示。当车辆沿国道匀速行驶时，车内乘客眼中的静止墙顶仿佛动了起来，可假想成一列沿轴传播的简谐横波。时刻波形图如图乙所示，在处的质点该时刻向上振动，经过0.5s走过2m的路程，则下列说法正确的是（　　） A．该车辆正沿轴负方向行驶 B．该简谐横波的周期 C．该车辆行驶速度 D．时，处质点的速度最大 【答案】B 【详解】A．根据上下坡法判断波的传播方向，时，处的Q向上振动，说明波相对车辆沿着x轴负方向传播，墙静止，波形相对车向左运动，说明车辆沿x轴正方向行驶，故A错误； B．首先由图乙得:波长，振幅简谐运动中质点的一个周期路程为4A，已知0.5s内质点的路程为200cm，可得 即 解得，故B正确； C．波速即车辆相对于墙的速度，，故C错误； D．时，P在波峰，，经过2.5个周期后，P运动到波谷处，速度为0，故D错误。 故选B。 【变式训练1】（2026·广东广州·三模）波源O垂直于纸面做简谐运动，其在均匀介质中产生的横波在t=0.10s时的波形如图甲所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，波源O及质点P、质点Q的平衡位置在同一直线上。规定垂直纸面向外为正方向，图乙为该介质中某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为25cm/s B．质点M的振幅为零 C．经过t=0.20s质点P移动到质点Q所在的位置 D．t=0.10s时，质点M正垂直纸面向外运动 【答案】D 【详解】A．由甲图可知，该波的波长为，由乙图可知，该波的周期为，故该波的波速为，故A错误； B．由图乙可知质点振幅，图甲中的M点位移为0，振幅为，故B错误； C．波只是振动形式的传播，质点只在自己平衡位置附近振动，并未随波逐流，质点P不可能移动到质点Q所在的位置，故C错误； D．由甲图可知，再经过波峰传到M点，故M点此时正垂直纸面向外振动，故D正确。 故选D。 【变式训练2】（2026·重庆江北·三模）用“横波演示器”模拟横波的形成过程，初始时介质中各质点均处于平衡位置。某时刻质点1至16间的波形如图甲所示，质点10从该时刻计时的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．时刻，质点10向下振动 B．该波的传播方向向右 C．该时刻质点7已经振动了四分之三个周期 D．该时刻质点10和质点16的速度方向相反 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，时质点10位于平衡位置，此后位移沿正方向增大，因此质点10此时向上振动，故A错误； B．图甲中质点10右侧相邻质点位于平衡位置上方，若波形向左传播，经过极短时间后该部分波形将到达质点10，质点10将向上振动，这与图乙相符，因此该波向左传播，故B错误； C．波向左传播，由图甲可知质点至质点尚未振动，质点处为波前。设相邻质点间距为，质点到质点16之间的波形为一个完整波长，则 质点到波前质点的距离为 根据，质点已经振动的时间为 因此质点只振动了四分之一个周期，故C错误； D．质点10与质点16之间的距离为 两质点的振动相位相反，此时质点10向上振动，质点16向下振动，二者速度方向相反，故D正确。 故选D。 【思维建模】 振动图像与波的图像的综合问题分析技巧 1)由振动图像确定波的周期(质点振动周期)，由波的图像确定波长，进而计算波速。 2)先在振动图像中确定与波的图像对应时刻质点的振动方向，然后根据波的图像确定波的传播方向。 注意：分清波的图像与哪一时刻对应，振动图像与哪一质点对应。。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·全国卷·高考真题）一列横波沿轴正向传播，位于坐标原点的波源振动周期为，其开始一个周期的振动图像如图所示。该波在时刻的波形图可能为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】从振动图像可知，t=0时波源从平衡位置向y轴正方向起振，因此波传播到的所有质点，起振方向都沿y轴正方向。经过一个周期T，波沿x轴正方向传播的距离为一个波长λ，此时最前端（x=λ处）的质点刚要开始振动，振动方向必然沿y轴正方向。对照一个周期的振动图像可知该波在时刻的波形图为先向下起伏、到达最低点、之后向上起伏到达最高点，且向上的起伏的最高点比向下起伏的最低点值大。 故选C。 2．（2024·天津·高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是时该波的波形图，图2是处质点的振动图像。则时该波的波形图为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】波的周期T=4s，因时，即在t=1s后再经过10s=2.5T，此时原点处的质点振动到波谷位置，即该波的波形图为C。 故选C。 3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）（多选）一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于，a、b为介质中平衡位置相距的两质点，其振动图像如图所示。则时的波形图可能为（    ） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】根据振动图像可知当波的传播方向为a到b时，， 解得 即 当波的传播方向为b到a时，， 解得 即 同时时，a处于平衡位置，b处于波谷位置，结合图像可知AD符合； 故选AD。 4．（2025·贵州·高考真题）贵州黎平的肇兴侗寨有“鼓楼之乡”的美誉，图（a）的建筑群展示了精湛的传统鼓楼木构技艺。为保护鼓楼等传统木质建筑，可采用超声横波法进行无损检测，获得其弹性模量等力学参数，从而采取相应的保护措施。在某次检测中，有一列简谐横波在木材中沿轴传播，时刻的波形图如图（b）所示，位于轴上的质点的振动图像如图（c）所示。求： (1)波在木材中的传播方向及速度； (2)在时间内，质点运动的路程。 【答案】(1)传播方向沿轴负方向， (2) 【详解】（1）由P点的振动图像可知，t=0时刻质点P在平衡位置沿y轴负向振动，结合波形图可知，波传播方向沿轴负方向； 根据波形图可知波长，证据振动图像可知周期。 波在木材中的传播速度 （2）时间关系，可知时间内，质点完成了3个全振动，故其运动的路程 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $null 微突破16 振动图像与波的图像的综合应用（答案版） 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 波的图像及与振动图像结合的综合问题 易错辨析·AI原创命题 1. √  2.  √  3. ×  4.  ×  5. ×  6.  √  7. ×  8. ×  9.  √  热点考向·破译 考向1 波的图像与振动图像的综合问题 例1【答案】B 【变式训练1】【答案】D 【变式训练2】【答案】D 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．【答案】C 2．【答案】C 3．【答案】AD 4．【答案】(1)传播方向沿轴负方向， (2) 【详解】（1）由P点的振动图像可知，t=0时刻质点P在平衡位置沿y轴负向振动，结合波形图可知，波传播方向沿轴负方向； 根据波形图可知波长，证据振动图像可知周期。 波在木材中的传播速度 （2）时间关系，可知时间内，质点完成了3个全振动，故其运动的路程 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 微突破16 振动图像与波的图像的综合应用（原卷版） 内容导航 对标素养，研判高考命题趋势 201 命题透视·考情前瞻 搭建知识框架，构建系统思维 302 思维建模·脉络梳理 拆解核心考点，归纳解题范式 404 考点精讲·靶向突破脉络梳理 考点一 波的图像及与振动图像结合的综合问题 4 核心知识·解构 4 一、振动图象和波的图象的比较 4 二、由波的图像画出某一质点振动图像的步骤 5 三、解波的图像与振动图像综合问题的求解步骤 5 易错辨析·AI原创命题 5 热点考向·破译 6 考向1 波的图像与振动图像的综合问题 6 【思维建模】 振动图像与波的图像的综合问题分析技巧 7 溯源真题逻辑，感知高考考向 804 思维建模·脉络梳理 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 波的图像及与振动图像结合的综合问题 2026•全国卷 2025•陕晋青宁卷、2025•贵州 2024•天津、2024•重庆、2024•新疆河南 考情分析 题型与考向：“振动图像与波的图像的综合应用”是高考物理中机械波板块的核心考点和最高频压轴题型，是检验学生对机械振动与机械波理解深度的“试金石”。考查形式从“单一图像读取”向“双图像综合分析”转变 情境与立意： 1. 振动图像与波的综合：水波、机械波演示实验等 复习目标 1.知道机械波的形成过程及特点。 2.掌握波速、波长、频率的关系,会分析波动图像。 3.知道波的干涉、衍射及多普勒效应,掌握发生干涉及明显衍射的条件。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 波的图像及与振动图像结合的综合问题 核心知识·解构 一、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 类比 记录一个人在一段时间内活动的录像带 记录在某时刻许多人的动作的集体照 图像信息 （1）质点的振动周期； （2）质点的振幅； （3）各时刻质点的位移； （4）各时刻的速度、加速度方向 （1）波长、振幅； （2）任意一质点在该时刻的位移； （3）任意一质点在该时刻的加速度方向； （4）传播方向、振动方向的互判 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 二、由波的图像画出某一质点振动图像的步骤 1. 由波的图像求出波的周期,即质点做简谐运动的周期; 2. 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; 3. 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; 4. 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. 三、解波的图像与振动图像综合问题的求解步骤 1. 一分：分清振动图像与波的图像，二者之间的纽带是时间（时刻） 2. 二找：找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的时刻 3. 三判：判断波的传播方向、传播距离等，判断质点振动方向、振动路程等 🤖️AI互动课件： 1. 波形图与振动图像：https://lab.physicalw.com/expt/1/24/80 易错辨析·AI原创命题 1. 波的图像表示的是某一时刻各质点离开平衡位置的位移，横轴表示各质点的平衡位置。 (   ) 2. 振动图像表示的是某一质点在各个时刻的位移，横轴表示时间。 (   ) 3. 波的图像中，波峰处质点的速度为零，加速度为零。 (   ) 4. 振动图像中，图像中某一时刻的斜率表示该质点在此时刻的振动速度。 (   ) 5. 波的图像和振动图像的形状都是正弦（或余弦）曲线，因此两者表示的含义完全相同。 (   ) 6. 波的图像中，若已知波的传播方向，可以判断各质点的振动方向；反之，若已知某质点的振动方向，也可以判断波的传播方向。 (   ) 7. 从振动图像中可以直接读出波的波长。 (   ) 8. 从波的图像中可以直接读出质点的振动周期。 (   ) 9. 波的图像与振动图像结合时，若波的图像给出某质点的振动方向，且振动图像给出该质点的振动规律，则可确定波的传播方向及波长。 (   ) 【易错点总结表】 易混易错概念 对应题目 关键辨析点 波的图像的物理意义 1 波的图像表示某一时刻各质点离开平衡位置的位移，横轴表示平衡位置，纵轴表示位移。 振动图像的物理意义 2 振动图像表示某一质点在各时刻的位移，横轴表示时间，纵轴表示位移。 波峰处质点的运动状态 3 波峰处质点速度为零，但加速度最大（指向平衡位置，回复力最大）。 振动图像斜率的意义 4 振动图像（x–t图像）的斜率表示振动速度，但某时刻斜率并不一定等于瞬时速度的物理意义（需具体分析），图像的切线斜率反映的是位移变化快慢。 两类图像的区别 5 波的图像是"某一时刻全体质点"的位移分布（x-y图），振动图像是"一个质点各个时刻"的位移（t-x图），两者横轴和纵轴含义不同。 传播方向与振动方向的相互判断 6 已知传播方向可判断各质点振动方向；已知某质点振动方向也可反推传播方向，两者相互关联。 振动图像能否读波长 7 振动图像只能读出周期、振幅、初相位等，不能直接读出波长（波长需从波的图像或 v = λ/T 获得）。 波的图像能否读周期 8 波的图像只能读出波长、振幅等，不能直接读出周期（周期需从振动图像或 v = λ/T 获得）。 两类图像结合的综合判断 9 结合波的图像中的振动方向与振动图像中的振动规律，可确定波的传播方向及波长、周期等物理量。 热点考向·破译 考向1 波的图像与振动图像的综合问题 例1（2026·天津·三模）山西大同悬空寺外国道旁有一堵围墙，墙顶呈波浪形，如图甲所示。当车辆沿国道匀速行驶时，车内乘客眼中的静止墙顶仿佛动了起来，可假想成一列沿轴传播的简谐横波。时刻波形图如图乙所示，在处的质点该时刻向上振动，经过0.5s走过2m的路程，则下列说法正确的是（　　） A．该车辆正沿轴负方向行驶 B．该简谐横波的周期 C．该车辆行驶速度 D．时，处质点的速度最大 【变式训练1】（2026·广东广州·三模）波源O垂直于纸面做简谐运动，其在均匀介质中产生的横波在t=0.10s时的波形如图甲所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，波源O及质点P、质点Q的平衡位置在同一直线上。规定垂直纸面向外为正方向，图乙为该介质中某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为25cm/s B．质点M的振幅为零 C．经过t=0.20s质点P移动到质点Q所在的位置 D．t=0.10s时，质点M正垂直纸面向外运动 【变式训练2】（2026·重庆江北·三模）用“横波演示器”模拟横波的形成过程，初始时介质中各质点均处于平衡位置。某时刻质点1至16间的波形如图甲所示，质点10从该时刻计时的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．时刻，质点10向下振动 B．该波的传播方向向右 C．该时刻质点7已经振动了四分之三个周期 D．该时刻质点10和质点16的速度方向相反 【思维建模】 振动图像与波的图像的综合问题分析技巧 1)由振动图像确定波的周期(质点振动周期)，由波的图像确定波长，进而计算波速。 2)先在振动图像中确定与波的图像对应时刻质点的振动方向，然后根据波的图像确定波的传播方向。 注意：分清波的图像与哪一时刻对应，振动图像与哪一质点对应。。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·全国卷·高考真题）一列横波沿轴正向传播，位于坐标原点的波源振动周期为，其开始一个周期的振动图像如图所示。该波在时刻的波形图可能为（     ） A． B． C． D． 2．（2024·天津·高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是时该波的波形图，图2是处质点的振动图像。则时该波的波形图为（　　） A． B． C． D． 3．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）（多选）一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于，a、b为介质中平衡位置相距的两质点，其振动图像如图所示。则时的波形图可能为（    ） A． B． C． D． 4．（2025·贵州·高考真题）贵州黎平的肇兴侗寨有“鼓楼之乡”的美誉，图（a）的建筑群展示了精湛的传统鼓楼木构技艺。为保护鼓楼等传统木质建筑，可采用超声横波法进行无损检测，获得其弹性模量等力学参数，从而采取相应的保护措施。在某次检测中，有一列简谐横波在木材中沿轴传播，时刻的波形图如图（b）所示，位于轴上的质点的振动图像如图（c）所示。求： (1)波在木材中的传播方向及速度； (2)在时间内，质点运动的路程。 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 $null