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2025年高考物理分类解析
专题8 机械振动和机械波
1. （2025高考物理海南卷）如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（ ）
A. 波长为 B. 波速为
C. 周期 D. 时刻，质点向下振动
2. （2025高考四川卷）如图所示，甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，从左至右摆长依次增加，小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度，由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时，小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点，同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则（ ）
A. 小球甲第一次回到释放位置时，小球丙加速度为零
B. 小球丁第一次回到平衡位置时，小球乙动能为零
C. 小球甲、乙振动周期之比为
D. 小球丙、丁的摆长之比为
3．（2025年高考北京卷）质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示，则（ ）
A．该波为纵波
B．质点S开始振动时向上运动
C．两质点振动步调完全一致
D．经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离
4．（2025高考河北卷）如图，截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上，两个相同的小物块通过不可伸长的细绳跨过顶端的轻质定滑轮，静止在斜面体两侧，细绳与斜面平行。此外，两物块分别用相同的轻质弹簧与斜面体底端相连，且弹簧均处于原长。将左侧小物块沿斜面缓慢拉下一小段距离，然后松开。弹簧始终在弹性限度内，斜面倾角为，不计摩擦和空气阻力。在两物块运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．左侧小物块沿斜面做简谐运动
B．细绳的拉力随左侧小物块加速度的增大而增大
C．右侧小物块在最高位置的加速度与其在最低位置的加速度大小相等
D．若增大，则右侧小物块从最低位置运动到最高位置所用的时间变长
5．（2025年高考湖南卷）如图，在平面内，两波源分别置于A、B两点。时，两波源从平衡位置起振，起振方向相同且垂直于平面。频率均为。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿方向传播，波速均为。下列说法正确的是（ ）
A．两横波的波长均为 B．时，C处质点加速度为0
C．时，C处质点速度不为0 D．时，C处质点速度为0
6．（2025高考广东卷）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
7．（2025高考山东卷）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，波速均为，M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为。下列说法正确的是（ ）
A．甲波的周期为 B．乙波的波长为
C．时，M向y轴正方向运动 D．时，N向y轴负方向运动
8. （2025高考甘肃卷）如图，轻质弹簧上端固定，下端悬挂质量为的小球A，质量为m的小球B与A用细线相连，整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。现剪断细线，下列说法正确的是（ ）
A. 小球A运动到弹簧原长处的速度最大
B. 剪断细线的瞬间，小球A的加速度大小为
C. 小球A运动到最高点时，弹簧的伸长量为
D. 小球A运动到最低点时，弹簧的伸长量为
9．（2025高考福建卷）（4分）沙漠中的蝎子能感受来自地面震动的纵波和横波，某波源同时产生纵波与横波，已知纵波速度大于横波速度，频率相同，则纵波波长 横波波长。若波源震动后，蝎子感知到来自纵波与横波的振动间隔Δt，纵波速度v1，横波速度v2，则波源与蝎子的距离为 。
10．（2025高考安徽卷）如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是（ ）
A．弹簧上形成的波是横波
B．推、拉弹簧的周期越小，波长越长
C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度
D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量
11．（2025年高考云南卷）如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（ ）
A．波速为
B．波源的平衡位置距离P点
C．时，波源处于平衡位置且向下运动
D．时，平衡位置在P、Q处的两质点位移相同
12．（2025高考海南卷）如图所示，实线何虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（ ）
A．波长为 B．波速为
C．周期为 D．时刻，质点向下振动
13. （2025高考黑吉辽蒙卷）平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是（ ）
A. B.
C. D.
14. （2025年1月浙江选考）如图1所示，两波源和分别位于与处，以为边界，两侧为不同的均匀介质。时两波源同时开始振动，其振动图像相同，如图2所示。时与两处的质点开始振动。不考虑反射波的影响，则（ ）
A. 时两列波开始相遇
B. 在间波的波长为
C. 两列波叠加稳定后，处的质点振动减弱
D. 两列波叠加稳定后，在间共有7个加强点
15．（2025高考广西卷）（8分）如图所示，是时刻，两列横波的波形图，两列波的波速均为，传播方向相同，则
(1)求两列波的波长；
(2)两列波叠加时，求此刻和处质点的位移；
(3)求两列波各自的周期。
16. （2025年上海卷）如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为S，质量为M。
（1）等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，求活塞受拉力F？
（2）在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为k，小球质量为m，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率f。
（3）若气缸绝热，活塞在该情况下振动频率为，上题中等温情况下，活塞在气缸中的振动频率为，则两则的大小关系为（ ）
A． B． C．
17．（2025年高考北京卷）“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是（ ）
A．从M点到N点声波波长变长
B．S点气温低于地面
C．忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱
D．若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线
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2025年高考物理分类解析
专题8 机械振动和机械波
1. （2025高考物理海南卷）如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（ ）
A. 波长为 B. 波速为
C. 周期 D. 时刻，质点向下振动
【答案】D
【解析】由波动图像可知这列波的波长为10cm，A错误；根据题述沿着x轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，可知在0.5s时间内波动传播了7.5m，波速v=x/t=15cm/s，B错误；波动周期T=λ/v=2/3s，C错误；沿着x轴正方向传播，时刻，质点向下振动，D正确。
2. （2025高考四川卷）如图所示，甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，从左至右摆长依次增加，小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度，由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时，小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点，同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则（ ）
A. 小球甲第一次回到释放位置时，小球丙加速度为零
B. 小球丁第一次回到平衡位置时，小球乙动能为零
C. 小球甲、乙振动周期之比为
D. 小球丙、丁的摆长之比为
【答案】C
【解析】根据单摆周期公式，T=2π,，可知T丁＞T丙＞T乙＞T甲。
将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度，由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时，小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点，同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点，则有，2 T甲=3 T乙/2= T丙= T丁/2，即T丙=2 T甲，T乙=4 T甲/3，T丁=4 T甲. 小球甲、乙的振动周期之比为T甲 T乙=3 4，小球丙、丁的振动周期之比为T丙 T丁=1 2，C正确；结合单摆周期公式，T=2π,，可知 小球丙、丁的摆长之比为1 4，D错误。小球甲第一次回到释放位置时，小球丙到达另一侧最高点，速度为零，加速度最大，位移最大，A错误；小球丁第一次回到平衡位置时，小球乙振动时间为T丁/4=3 T乙/4，可知小球乙经过平衡位置，此时速度最大，动能最大，B错误。
3．（2025年高考北京卷）质点S沿竖直方向做简谐运动，在绳上形成的波传到质点P时的波形如图所示，则（ ）
A．该波为纵波
B．质点S开始振动时向上运动
C．两质点振动步调完全一致
D．经过一个周期，质点S向右运动一个波长距离
【答案】B
【解析】在绳上形成的波为横波，A错误；质点S开始振动时向上运动，B正确；两质点为反相点，振动步调完全相反，C错误；经过一个周期，质点S只是上下简谐运动，不向右运动，D错误。
4．（2025高考河北卷）如图，截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上，两个相同的小物块通过不可伸长的细绳跨过顶端的轻质定滑轮，静止在斜面体两侧，细绳与斜面平行。此外，两物块分别用相同的轻质弹簧与斜面体底端相连，且弹簧均处于原长。将左侧小物块沿斜面缓慢拉下一小段距离，然后松开。弹簧始终在弹性限度内，斜面倾角为，不计摩擦和空气阻力。在两物块运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．左侧小物块沿斜面做简谐运动
B．细绳的拉力随左侧小物块加速度的增大而增大
C．右侧小物块在最高位置的加速度与其在最低位置的加速度大小相等
D．若增大，则右侧小物块从最低位置运动到最高位置所用的时间变长
【答案】AC
【解析】对左侧小物块，设沿斜面向下的位移为x，则有
此时，对右侧小物块，有
联立可得
则左侧小物块受到的合外力
，方向与位移方向相反，故其做简谐运动，故A正确；
根据以上分析，可得，绳拉力保持不变，故B错误；
同理可知，右侧小物块也做简谐运动，根据对称性，其在最高和最低位置的加速度大小相等，故C正确；
弹簧振子振动周期，与斜面夹角无关，故D错误。
5．（2025年高考湖南卷）如图，在平面内，两波源分别置于A、B两点。时，两波源从平衡位置起振，起振方向相同且垂直于平面。频率均为。两波源持续产生振幅相同的简谐横波，波分别沿方向传播，波速均为。下列说法正确的是（ ）
A．两横波的波长均为 B．时，C处质点加速度为0
C．时，C处质点速度不为0 D．时，C处质点速度为0
【答案】AD
【解析】两横波的波长均为，故A正确；
两列波传到C处所需时间分别为，，
故时，A处波已传到C处且振动了，故C处质点处于正向或负向最大位移处，加速度最大，速度为零，故BC错误；
分析可知时两列波都已传播到C处，C处质点到两波源的距离差为
故C处为振动减弱点，由于两列波振幅相同，故C处位移始终为零，速度为零，故D正确。
6．（2025高考广东卷）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
【答案】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。
7．（2025高考山东卷）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，波速均为，M、N为介质中的质点。时刻的波形图如图所示，M、N的位移均为。下列说法正确的是（ ）
A．甲波的周期为 B．乙波的波长为
C．时，M向y轴正方向运动 D．时，N向y轴负方向运动
【答案】BD
【解析】．根据题图可知甲波的波长
根据，可得，A错误；
设左边在平衡位置的质点与质点平衡位置的距离为，根据题图结合
又
可得，，B正确；
时即经过，结合同侧法可知M向y轴负方向运动，C错误；
同理根据，可得
根据同侧法可知时N向y轴负方向运动，时即经过时间，N仍向y轴负方向运动，D正确。
8. （2025高考甘肃卷）如图，轻质弹簧上端固定，下端悬挂质量为的小球A，质量为m的小球B与A用细线相连，整个系统处于静止状态。弹簧劲度系数为k，重力加速度为g。现剪断细线，下列说法正确的是（ ）
A. 小球A运动到弹簧原长处的速度最大
B. 剪断细线的瞬间，小球A的加速度大小为
C. 小球A运动到最高点时，弹簧的伸长量为
D. 小球A运动到最低点时，弹簧的伸长量为
【答案】BC
【解析】剪断细线后，弹簧弹力大于小球A的重力，则A先向上做加速运动，随着弹力的减小，则小球向上的加速度减小。当加速度减小到零时速度最大，此时弹力等于小球A的重力，弹簧处于拉伸状态，A错误；剪断细线前，对A、B两小球整体，受力分析，由平衡条件，弹簧弹力F=3mg。
剪断细线的瞬间弹簧弹力不变，对小球A，由牛顿第二定律，F-2mg=2ma，解得小球A的加速度大小为a=，B正确；剪断细线前弹簧伸长量x1=F/k=3mg/k；剪断细线后A做简谐运动，在平衡位置时弹簧伸长量x2=2mg/k；竖直弹簧振子的振幅A= x1- x2=mg/k，C正确；小球A运动到最低点时，弹簧的伸长量为x3= x2+A=+mg/k=3mg/k，D错误。
9．（2025高考福建卷）（4分）沙漠中的蝎子能感受来自地面震动的纵波和横波，某波源同时产生纵波与横波，已知纵波速度大于横波速度，频率相同，则纵波波长 横波波长。若波源震动后，蝎子感知到来自纵波与横波的振动间隔Δt，纵波速度v1，横波速度v2，则波源与蝎子的距离为 。
【答案】 大于 （2分） （2分）
【解析】[1]根据公式，由于纵波速度大于横波速度，频率相同，故可知纵波波长大于横波波长；
[2]设波源与蝎子的距离为，根据题意可知
解得
10．（2025高考安徽卷）如图，某同学演示波动实验，将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上，弹簧上系有一个标记物，在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧，形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是（ ）
A．弹簧上形成的波是横波
B．推、拉弹簧的周期越小，波长越长
C．标记物振动的速度就是机械波传播的速度
D．标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量
【答案】D
【解析】弹簧上形成的波的振动方向与传播方向平行是纵波，故A错误；
同一介质中，波的传播速度相同，则波的传播速度不变，推、拉弹簧的周期越小，波的周期越小，由公式可知，波长越短，故B错误；
标记物振动的速度反应的是标志物在平衡位置附近往复运动的快慢，机械波的传播速度是波在介质中的传播速度，二者不是同一个速度，故C错误；
标记物由静止开始振动，说明它获得了能量，这是因为机械波使得能量传递给标记物，则标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量，故D正确。
11．（2025年高考云南卷）如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。时刻，波源开始振动产生简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播，P、Q分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。和时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则（ ）
A．波速为
B．波源的平衡位置距离P点
C．时，波源处于平衡位置且向下运动
D．时，平衡位置在P、Q处的两质点位移相同
【答案】D
【解析】根据波形可知，
可得
故波速为，故A错误；
设波源的平衡位置距离P点距离为，根据左侧时的波形可知
解得，故B错误；
根据左侧实线波形结合同侧法可知波源刚开始的振动方向向下，由于，故可知此时波源处于平衡位置且向上运动，故C错误；
由于，可知波源的平衡位置距离Q点距离为
故波传到PQ两点的时间分别为，
故时，平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为，
由于波源刚开始向下振动，故时，P处质点处于平衡位置向上振动，Q处质点处于平衡位置向下振动，故此时平衡位置在P、Q处的两质点位移相同。
故D正确。
12．（2025高考海南卷）如图所示，实线何虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（ ）
A．波长为 B．波速为
C．周期为 D．时刻，质点向下振动
【答案】D
【解析】．由图可知波长为10cm，故A错误；
时刻到的过程中，
已知波的周期，则n只能取0，则
波速为，故BC错误；
简谐横波沿着轴正方向传播，根据同侧法可知时刻，质点向下振动，故D正确。
13. （2025高考黑吉辽蒙卷）平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据题意P点位于其最大正位移处，故可知此时P点位于两列波的波峰与波峰相交处；根据干涉规律可知，相邻波峰与波峰，波谷与波谷连线上的点都是加强点，故A图像中的曲线ab上的点存在振动加强点，不符合题意。故选C。
14. （2025年1月浙江选考）如图1所示，两波源和分别位于与处，以为边界，两侧为不同的均匀介质。时两波源同时开始振动，其振动图像相同，如图2所示。时与两处的质点开始振动。不考虑反射波的影响，则（ ）
A. 时两列波开始相遇
B. 在间波的波长为
C. 两列波叠加稳定后，处的质点振动减弱
D. 两列波叠加稳定后，在间共有7个加强点
【答案】BC
【解析】波在左侧的波速，右侧的波速
两列波相遇时，解得t=0.12s，选项A错误；
在间波的波长为，选项B正确；
左侧波传到时用时间为
此时右侧波在该质点已经振动
即此时刻左侧波在该点的振动在平衡位置向上运动，右侧波在该点的振动也在平衡位置向下振动，可知该点的振动减弱，选项C正确；
当右侧波传到x=6m位置时用时间为0.1s=5T，即此时x=6m处质点从平衡位置向上振动；此时x=0处的波源S1也在平衡位置向上振动，即振动方向相同，可知在内到x=0和x=6m两点的路程差为波长整数倍时振动加强，波在该区间内的波长
可知
即x=3+0.4n，其中n取0、±1、±2、±3、±4、±5、±6、±7
则共有15个振动加强点，选项D错误。
15．（2025高考广西卷）（8分）如图所示，是时刻，两列横波的波形图，两列波的波速均为，传播方向相同，则
(1)求两列波的波长；
(2)两列波叠加时，求此刻和处质点的位移；
(3)求两列波各自的周期。
【答案】(1)，
(2)2cm，
(3)，
【解析】（1）根据波长的定义及两列波的波动图可知，；（2分）
（2）由波动图可知在处两列波均处于波峰处，处的质点位移
在处，对于第一列波有（2分）
对于第二列波有
在处质点的位移（2分）
（3）对于第一列波有
对于第二列波有（2分）
16. （2025年上海卷）如图，大气压强为，一个气缸内部体积为，初始压强为，内有一活塞横截面积为S，质量为M。
（1）等温情况下，向右拉开活塞移动距离X，求活塞受拉力F？
（2）在水平弹簧振子中，弹簧劲度系数为k，小球质量为m，则弹簧振子做简谐运动振动频率为，论证拉开微小位移X时，活塞做简谐振动，并求出振动频率f。
（3）若气缸绝热，活塞在该情况下振动频率为，上题中等温情况下，活塞在气缸中的振动频率为，则两则的大小关系为（ ）
A． B． C．
【解析】
（1）根据玻意耳定律
对活塞分析可知
解得
（2）设X方向为正方向，则此时活塞所受合力
当X很微小时，则
即活塞的振动可视为简谐振动。其中
振动频率为
（3）若气缸绝热，则当气体体积增大时，气体对外做功，内能减小，温度降低，则压强减小，即，根据
则k值偏大，则，故选C。
17．（2025年高考北京卷）“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”除了夜深人静的原因，从波传播的角度分析，特定的空气温度分布也可能使声波传播清明致远。声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。类比光线，用“声线”来描述声波的传播路径。地面上方一定高度S处有一个声源，发出的声波在空气中向周围传播，声线示意如图（不考虑地面的反射）。已知气温越高的地方，声波传播速度越大。下列说法正确的是（ ）
A．从M点到N点声波波长变长
B．S点气温低于地面
C．忽略传播过程中空气对声波的吸收，则从M点到N点声音不减弱
D．若将同一声源移至N点，发出的声波传播到S点一定沿图中声线
【答案】D
【解析】声波传播规律与光波在介质中传播规律类似。若空气中的温度均匀，从声源S处发出的声波在空气中向周围传播，“声线”向地面传播过程中越来越靠近法线，即θ1＞θ2，因此越靠近地面空气对声音的折射率n越大，类比光在介质中传播的速度v=c/n可知，折射率越大，光速越小，由此声音越靠近地面声速越小，温度越低。
从M点到N点，靠近地面，声波频率不变，声速变小，根据v=λf可知声波波长变短，A错误；声源S处在地面上方，温度高于地面，即S点气温高于地面，B错误；忽略传播过程中空气对声波的吸收，声源的声波向四周发散，则从M点到N点声音一定减弱，C错误；若将同一声源移至N点，类比光路的可逆性可知，发出的声波传播到S点一定沿图中声线，D正确。
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