2018年高考物理试题分类解析：振动与波

2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：波的叠加、干涉、衍射、偏振、 多普勒效应试题部分1.2013年全国卷大纲版21．在学校运动场上50m 直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。

两个扬声器连续发出波长为5m 的声波。

一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10m 。

在此过程中，他听到的扬声器声音由强变弱的次数为（ ）A ．2B ．4C ．6D ．82.2011年理综浙江卷18．关于波动，下列说法正确的是A ．各种波均会发生偏振现象B ．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C ．声波传播过程中，介质中质点的运动速度等于声波的传播速度D ．已知地震波的纵波速度大于横波速度，此性质可用于横波的预警3.2011年上海卷10．两波源S 1、S 2在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则A ．在两波相遇的区域中会产生干涉B ．在两波相遇的区域中不会产生干涉C ．a 点的振动始终加强D ．a 点的振动始终减弱4. 2014年理综大纲卷 18．两列振动方向相同、振幅分别为A 1和A 2的相干简谐横波相遇。

下列说法正确的是 ( )A ．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A 1－A 2|B ．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A 1＋A 2C ．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D ．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅5.2011年上海卷24．两列简谐波沿x 轴相向而行，波速均为v=0.4m/s ，两波源分别位于A 、B 处，t=0时的波形如图所示。

当t=2.5s 时，M 点的位移为 cm ，N 点的位移为 cm 。

a 1 2P Q O y x a b cd 6.2015年上海卷2．如图，P 为桥墩，A 为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S 连续振动，形成水波，此时叶片A 静止不动。

为使水波能带动叶片振动，可用的方法是 （ ） （A ）提高波源频率（B ）降低波源频率（C ）增加波源距桥墩的距离 （D ）减小波源距桥墩的距离7.2017年北京卷20．物理学原理在现代科技中有许多重要应用。

一、单项选择题1．【2018·四川卷】如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则A．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C．Q处的质点此时正在波峰位置D．Q处的质点此时运动到P处【答案】B【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系2．【2018·重庆卷】介质中坐标原点O处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图所示。

下列能描述x0处质点振动的图象是【答案】C【解析】从波形图可以看出，t0时刻传到L=3λ处，说明t0=3T。

简谐波沿x轴正向传播，则在t0时刻x=质点的运动方向和波源在t=0时刻的运动方向相同是沿y轴的负方向的，即每一个质点的起振方向都是沿y轴的负方向的，则C、D可能正确。

由于λ＜x0＜5λ/4，说明在T＜t＜5 T /4的时间内x0处质点没有振动，所以在t 0时刻x 0处质点的振动时间是3T -5 T /4＜t 0-t ＜3 T -T ，即7 T /4＜t 0-t ＜2T ，即振动图像中t 0时刻前有少于2个多于7/4个的完整图形，所以C 正确【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系3．【2018·大纲全国卷】一列简谐横波沿x 轴正方向传播，图（a ）是t=0时刻的波形图，图（b ）和图（c ）分别是x 轴上某两处质点的振动图像。

由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是A ．31mB ．32mC ．1mD ．34m【答案】B【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系4．【2018·福建卷】一列简谐波沿x 轴传播，t =0时刻的波形如图甲所示，此时质点P 正沿y 轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是A ．沿x 轴负方向，60m/sB ．沿x 轴正方向，60m/sC ．沿x 轴负方向，30 m/sD ．沿x 轴正方向， 30m/s 【答案】A【解析】由乙图可知：P 点下一个时刻位移沿负方向增大，所以P 点此时的运动方向向下，得出此波沿x 轴负方向传播，由乙图可知：0.4T s =，由甲图可知：24m λ=，所以2460/0.4v m s Tλ=＝＝，故选A 。

高考猜想二十三对振动和波及光学问题的考查命题要求：本部分内容，为选考3-4部分，分值为15分。

考试中一般通过一道题考查多个概念、规律，经常将机械振动与机械波综合考查，重点是波的图象、振动图象相结合进行命题；在光学的考查中，多以折射率、全反射为考查重点，正确做出光路图是考察的重要技能之一.一、简谐振动的规律1．如图1甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形，质点p的振动图象如图1乙所示，则这列波的传播速度为_________m/s，平衡位置在6 m处的q点的振动方程为y＝________cm.2．一质点以坐标原点为中心位置在y轴方向上做简谐运动，其振动图象如图2所示．振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1 m/s，从t＝0时刻开始经过0.2 s后此质点立即停止运动，则再经过0.3 s时的波形图是下图中的()．二、简谐波3．一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45 m，如图3是A处质点的振动图象．当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是()．A．4.5 m/s B．3.0 m/s C．1.5 m/s D．0.7 m/s三、振动和波4．一列简谐横波在弹性介质中沿x轴传播，波源位于坐标原点O，零时刻开始振动，t1＝3 s时波源停止振动，如图4为t2＝3.5 s时的波形图，其中质点a 的平衡位置离原点O的距离x＝5.0 m．以下说法正确的是________图4A．波速为5 m/s B．波长为4 mC．波源起振方向沿y轴负方向D．在t＝4.5 s时质点a位于波峰七十九、光的折射和反射5．如图5所示，MNPQ是一块截面为正方形的玻璃砖，其边长MN＝30 cm.一束激光AB射到玻璃砖的MQ面上(入射点为B)进入玻璃砖后在QP面上的F点(图中未画出)发生全反射，恰沿DC方向射出．其中B为MQ的中点，∠ABM＝30°，PD＝7.5 cm，∠CDN＝30°.(1)画出激光束在玻璃砖内的光路示意图，求出QP面上的反射点F到Q点的距离QF；(2)求出该玻璃砖的折射率；(3)求出激光束在玻璃砖内的传播速度(真空中光速c＝3×108 m/s)．参考答案1．2 －8sin π2t 或 8sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ π2t ＋π2．B 3.A 4.B5．解析 ①光路示意图如图所示，反射点为F由几何关系得tan r ＝QB QF ＝PD PF代入数据得QF ＝20 cm②由①的计算得，tan r ＝34 得sin r ＝0.6由折射定律得n ＝sin i sin r ＝5 36③由n ＝cv 得激光束在玻璃砖内的传播速度 v ＝c n ＝6 35×108 m/s答案 ①见解析图 QF ＝20 cm ②5 36 ③6 35×108 m/s。

一、单项选择题1．【2018·北京卷】介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点，A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长D．它的振动频率等于波源的振动频率【答案】D【考点定位】机械波传播2．【2018·浙江卷】用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。

某一时刻的波形图如图所示，绳上a、b两质点均处于波锋位置。

下列说法正确的是A．a、b两点之间的距离为半个波长B．a、b两点开始时刻相差半个周期C．b点完成全振动的次数比a点多一次D．b点完成全振动的次数比a点少一次【答案】D【解析】a、b两点之间的距离为一个波长．故A错误；根据简谐横波传播过程中，振动在一个周期内传播一个波长的距离，可知a、b两点振动开始时刻相差一个周期．故B错误；简谐横波向右传播，b点完成全振动次数比a点少一次．故C错误，D正确。

故选：D 【考点定位】本题考查振动和波、波的基本特征及其相关知识3．【2018·浙江卷】下列说法正确的是（）A．机械波的振幅与波源无关B．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关【答案】B【考点定位】机械波、摩擦力、摩擦因数4．【2018·天津卷】平衡位置处于坐标原点的波源S 在y 轴上振动，产生频率为50Hz 的简谐横波向x 轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s ，平衡位置在x 轴上的P 、Q 两个质点随波源振动着，P 、Q 的x 轴坐标分别为m 3m 5.3-==Q P x x 、，当S 位移为负且向－y 方向运动时，P 、Q 两质点的A ．位移方向相同、速度方向相反B ．位移方向相同、速度方向相同C ．位移方向相反、速度方向相反D ．位移方向相反、速度方向相同 【答案】D【解析】由题可知该波分别向两个方向传播，根据机械波周期、频率关系可知，该波的周期s 02.01==fT ，根据波长、波速、周期的关系可知该波波长为m 2==vT λ，故可确定跟原点3m 处的P 点位移为负、速度向上，而距原点－3.5m 处的Q 点位移为正、速度向上，故只有D 正确。

专题12 机械振动与机械波1.（2017全国卷Ⅲ）如图，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线为t =0时的波形图，虚线为t =0.5 s 时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐波，下列说法正确的是_______A ．波长为2 mB ．波速为6 m/sC ．频率为1.5 HzD ．t =1 s 时，x =1 m 处的质点处于波峰E ．t =2 s 时，x =2 m 处的质点经过平衡位置答案：BCE解析：由波形图可知，波长为4 m ，A 错误；实线为t =0时的波形图，虚线为t =0.5 s 时的波形图，波沿x 轴正方向传播，又该波的周期大于0.5 s ，则0~0.5 s 时间内波传播的距离34x λ∆=，30.5 s 4T =，故周期2 s 3T =，频率为1.5 Hz ，波速 6 m/s v f λ==，BC 正确；由31 s=2T ，t =0时，x =1 m 处的质点在波峰位置，t =1时，该质点应该在平衡位置向上振动，D 错误；由2 s 3T =，t =0时，x =2 m 处的质点在平衡位置，t =2 s 时，该质点同样经过平衡位置，E 正确.2.（2017江苏卷）野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的___________（选填“周期”或“频率”）也变为原来的2倍，声波的传播速度____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．答案：频率 不变解析：本题考查考生对波的周期、频率与波速之间的关系的理解.播放速度变为原来的2倍，则声波的频率也变为原来的2倍，但在同一均匀介质中声波的传播速度不变.3.（2017北京卷）某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是A．t=1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t=2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t=3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t=4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值答案：A解析：本题考查简谐运动中速度和加速度的相关知识.t=1 s时,振子在正的最大位移处,振子的速度为零,由a=-kx/m知,加速度为负的最大值,A项正确;t=2 s时,振子位于平衡位置,由a=-kx/m知,加速度为零,B项错误;t=3 s时,振子在负的最大位移处,由a=-kx/m知,加速度为正的最大值,C项错误;t=4 s时,振子位于平衡位置,由a=-kx/m知,加速度为零, D项错误.4.（2017天津卷）手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图.绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是A．该简谐波是纵波B．该简谐波的最大波长为2LC ．8T t =时，P 在平衡位置上方 D ．38T t =时，P 的速度方向竖直向上 答案：C解析：本题考查考生对机械波的理解.振动方向与传播方向垂直，故该简谐波是横波，A 错误；根据“下坡上”判断，P 距离O 的最近距离L =λ，所以最大波长等于4L ，B 错误；经过T ，P 位于波峰，所以T 时，P 在平衡位置上方，C 正确；在T 时，P 正在从波峰回到平衡位置，速度方向竖直向下，D 错误.5.（2017浙江卷）一列向右传播的简谐横波，当波传到m x 0.2=处的P 点时开始计时，该时刻波形如图所示，s t 9.0=时，观察到质点P 第三次到达波峰位置，下列说法正确的是A.波速为 s m /5.0B.经1.4s 质点P 运动的路程为70cmC.s t 6.1=时，m x 5.4=处的质点Q 第三次到达波谷D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ答案:BCD解析:首先从图中我们可以得出这列波的波长为2米，同时每一个质点开始振动的方向是+y 方向万.从0时刻开始到0.9s ，P 点恰好第三次到达波峰，表示经过了9/4个周期，得出周期TY=0.4s,所以波速v=λ/T=5m/s ，故A 错误，经过1.4s 则P 点恰好完成3个完整会周期加1/4周期，所以路程为70cm ，故B 正确，经过0.5s 波传到Q 点，则Q 点运动了1.1s ，恰好完成两个完整周期加3/4周期，处于波谷，故C 正确，本列波的频率为2.5HZ ，所以要与2.5Hz 的波发生干涉，故D 正确.6.（2017海南卷）从两个波源发出的两列振幅相同、频率均为5Hz的简谐横波，分别沿x轴正、负方向传播，在某一时刻到达A、B点，如图中实线、虚线所示．两列波的波速均为10m/s.求（i）质点P、O开始振动的时刻之差；（ii）再经过半个周期后，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大和极小的质点的x坐标.答案：（i）质点P、O开始振动的时刻之差为0.05s.（ii）两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.解析：（i）该波的周期为T===0.2s.由图知，质点P、O开始振动的时刻之差为△t==0.05s. （ii）该波的波长为λ=vT=10×0.2m=2m.根据波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，可知，两列波在x=1m和x=5m之间引起的合振动振幅极大的质点的x坐标为：2m、3m、3m、4m、5m.合振动振幅极小的质点的x坐标为1.5m、2.5m、3.5m、4.5m.。

第30节 波的形成和传播1. 2013年北京15. 一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波。

波速为4m/s 。

某时刻波形如图所示。

下列说法正确的是A ．这列波的振幅为4cmB ．这列波的周期为1sC ．此时x =4m 处质点沿y 轴负方向运动D ．此时x =4m 处质点的加速度为0 【答案】D【 解析】由题图可看出该横波的振幅是2cm 。

波长是8m 。

则周期T =2s 。

此时x =4m 处的质点处于平衡位置。

速度最大。

加速度为0。

由质点振动方向和波的传播方向的关系可知此时x =4m 处质点正沿y 轴正方向运动。

本题选D 。

2. 2013年上海14．一列横波沿水平绳传播。

绳的一端在t =0时开始做周期为T 的简谐运动。

经过时间t （3T /4＜t ＜T ）。

绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。

则在2t 时。

该点位于平衡位置的 A ．上方。

且向上运动 B ．上方。

且向下运动 C ．下方。

且向上运动 D ．下方。

且向下运动 答案：A解析：由于再经过T 时间。

该点才能位于平衡位置上方的最大位移处。

所以在2t 时。

该点位于平衡位置的上方。

且向上运动。

选项A 正确。

3. 2014年理综浙江 14.下列说法正确的是 A ．机械波的振幅与波源无关B ．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C ．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D ．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关 【答案】B【解析】机械波的振幅与波源有关。

选项A 错误；传播速度由介质决定。

选项B 正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同。

也可以相反。

也可以互成一定的夹角。

选项C 错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度。

与材料有关。

选项D 错误．x /m4. 2013年福建16．如图。

t =0时刻。

波源在坐标原点从平衡位置沿y 轴正方向开始振动。

振动周期为0.4s 。

在同一均匀介质中形成沿x 轴正、负两方向传播的简谐横波。

下图中能够正确表示t =0.6时波形的图是答：C解析：根据题意该简谐波的周期为0.4s 。

选考部分第十三章波与相对论【研透全国卷】在新课标全国卷中,对本部分知识的考查是在选考题中出现.从近几年的高考试题来看，主要考查简谐运动的图象、波动图象以及波的传播规律等；另外对光学知识的考查主要以折射定律、全反射等为主。

预测在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以图象为主，考查振动和波动问题；并以光的折射和全反射为重点考查光学知识。

狭义相对论的基Ⅰ本假设质速关系、质能Ⅰ关系相对论、质能关Ⅰ系式第1讲机械振动（实验：用单摆测定重力加速度)知识点一简谐运动1。

定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向的回复力作用下的振动.2。

平衡位置：物体在振动过程中为零的位置.3.回复力（1)定义：使物体返回到的力.（2)方向：总是指向.(3)来源：属于力，可以是某一个力，也可以是几个力的或某个力的。

4。

简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图简谐运动条件①弹簧质量可忽略②无摩擦等阻力③在弹簧弹性限度内①摆线为不可伸缩的轻细线②无空气等的阻力②最大摆角小于10°回复力弹簧的提供摆球沿与摆线垂直方向(即切向)的分力平衡位置弹簧处于处最低点周期与振幅无关T＝能量转化与动能的相互转化，机械能守恒与动能的相互转化，机械能守恒答案：1.平衡位置 2.回复力 3.(1)平衡位置（2)平衡位置(3）效果合力分力 4.弹力重力原长2π错误!弹性势能重力势能知识点二简谐运动的公式和图象1。

简谐运动的表达式（1）动力学表达式：F＝，其中“－"表示回复力与位移的方向相反。

(2)运动学表达式：x＝，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，ωt＋φ代表简谐运动的相位，φ叫做。

2。

简谐运动的图象(1）从开始计时，函数表达式为x＝A sin ωt,图象如图甲所示。

②从处开始计时，函数表达式为x＝A cos ωt，图象如图乙所示.答案：1。

(1)－kx(2）A sin (ωt＋φ) 初相2。

(1)平衡位置（2)最大位移知识点三受迫振动和共振1。

一、单项选择题1．【2018·北京卷】如图所示，弹簧振子在M 、N 之间做简谐运动。

以平衡位置O 为原点，建立Ox 轴。

向右为x 的轴的正方向。

若振子位于N 点时开始计时，则其振动图像为【答案】A【考点定位】简谐振动图像【方法技巧】在考纲上简谐振动这一块要求学生能从振动图象上获取信息，会求简谐运动的路程和位移，以及掌握简谐运动的表达式sin x A t ωϕ=+（）。

2．【2018·安徽卷】一列简谐被沿x 轴正方向传播，在t=0时波形如图1所示，已知波的速度为10m/s 。

则t=0.1s 时正确的波形应是图2中的A B C D【答案】C【解析】根据图象可知，波长4m λ=，所以40.410T s v λ=＝s ＝，所以0.1t s =时，波形向右平移14个波长，所以C 正确． 【考点定位】此题考查波的传播及其相关知识3．【2018·北京卷】 一列沿x 轴正方向传播的间谐机械横波，波速为4m/s 。

某时刻波形如图所示，下列说法正确的是A ．这列波的振幅为4cmB ．这列波的周期为1sC ．此时x =4m 处质点沿y 轴负方向运动D ．此时x =4m 处质点的加速度为0 【答案】D【考点定位】题考查了机械波的传播问题，包括常见的波速、周期、质点的振动方向的判断。

4．【2018·北京卷】一个弹簧振子沿x 轴做简谐运动，取平衡位置O 为x 轴坐标原点．从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x 轴正方向的最大加速度．能正确反映振子位移x 与时间t 关系的图像是A B C D 【答案】A【解析】回复力：F kx =-，加速度：F a m =，故有ka x m=-，经14周期振子具有正方向的最大加速度，故结合上述公式得到：此时振子有负方向的最大位移，A 图符合，故A 正确；经14周期振子位移为零，故B 错误；经14周期振子位移正向最大，故C 错误；经14周期振子位移为零，故D 错误；【考点定位】本题考查了简谐运动及其相关知识5．【2018·重庆卷】装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。

母题15 振动和波【母题来源一】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）【母题原题】一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。

己知该波的周期T>0.20 s。

下列说法正确的是___________。

（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．波速为0.40 m/sB．波长为0.08 mC．x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D．x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m【答案】ACE【母题来源二】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）【母题原题】一列简谐横波在t=时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图像。

求（i）波速及波的传播方向；（ii）质点Q的平衡位置的x坐标。

【答案】（1）波沿负方向传播；（2）x Q=9 cm【解析】本题考查波动图像、振动图像、波动传播及其相关的知识点。

（ii）设质点P、Q平衡位置的x坐标分别为、。

由图（a）知，处，因此【命题意图】通过两种不同的图象呈现题设信息，考查了考生的读图、识图能力，对简谐运动与波动图象的基本知识的理解能力和综合分析能力。

【考试方向】高考对机械振动和机械波的考查重点在于波的传播规律、波动图象、振动图象的转换等方面，主要题型为选择题、填空题为主。

物理图象是一种非常形象的信息呈现方式，能够很好地反映各物理量之间的关系，将振动图象与波动图象结合命题，可以全面考查波动理论，是高考考查热点。

【得分要点】应加强对基本概念和规律的理解，抓住波的传播和图象这条主线，强化训练、提高对典型问题的分析能力.1.带动法判断质点振动的方向：波的形成和传播过程中，前一质点的振动带动后一相邻质点的振动，后一质点重复前一质点的振动形式。