高考物理一轮复习精品讲练测(全国通用)15.2机械波(讲)(原卷版+解析)

这是一份高考物理一轮复习精品讲练测(全国通用)15.2机械波(讲)(原卷版+解析)，共20页。


【网络构建】
专题15.2 机械波
【网络构建】
考点一 波的传播与波速公式的应用
1．波的图象特点
(1)质点振动nT(波传播nλ)时，波形不变．
(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反．
(3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同．
2．波速公式
振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v＝eq \f(λ,T)＝λf.
3．由t时刻的波形确定t＋Δt时刻的波形(如图)
(1)波向右传播Δt＝eq \f(1,4)T的时间和向左传播Δt＝eq \f(3,4)T的时间波形相同．
(2)若Δt＞T，可以采取“去整留零头”的办法．
4．判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法
(1)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，如图甲所示．
甲
(2)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，如图乙所示．
乙
(3)微平移法：将波形图沿传播方向平移Δx(Δx≤eq \f(λ,4))，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定，如图丙所示．
考点二 波的图象与振动图象的关联分析
1.求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法
振动图与波形图的对比
考点三 波的多解问题
造成波动问题多解的主要因素
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．波形的隐含性形成多解
在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态．这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性．
考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应
1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断
某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr.
(1)当两波源振动步调一致时
若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动加强；
若Δr＝(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，则振动减弱．
(2)当两波源振动步调相反时
若Δr＝(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)，则振动加强；
若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动减弱．
2．多普勒效应的成因分析
(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．
(2)波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大．
(3)波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小．
(4)波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率．
高频考点一 波的传播与波速公式的应用
例1、一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10 cm。P、Q两点的坐标分别为－1 m和－9 m，波传播方向由右向左，已知t＝0.7 s时，P点第二次出现波峰。试计算：
(1)这列波的传播速度多大？
(2)从t＝0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？
(3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？
【变式训练】弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，把小钢球从平衡位置向左拉一段距离，放手让其运动，从小钢球第一次通过平衡位置时开始计时，其振动图象如图所示，下列说法正确的是( )
A．钢球振动周期为1 s
B．在t0时刻弹簧的形变量为4 cm
C．钢球振动半个周期，回复力做功为零
D．钢球振动一个周期，通过的路程等于10 cm
E．钢球振动方程为y＝5sinπt cm
高频考点二 波的图象与振动图象的关联分析
由波动图象确定质点的振动图象
例2、如图所示，甲为t＝1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx ＝ 0.5 m处质点的振动图象可能是( )

2.由振动图象确定波动图象
例3．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图所示．下列描述该波的图象可能的是( )

3.振动和波动情况的综合分析
例4、一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t＝2.0 s时的波形图，图乙为x＝2 m处的质点P的振动图象，质点Q为平衡位置x＝3.5 m的质点．下列说法正确的是( )
A．波的传播周期是2 s
B．波沿x轴正方向传播
C．波的传播速度为1 m/s
D．t＝2.0 s时刻后经过0.5 s，质点P通过的路程等于0.05 m
E．t＝3.5 s时刻，质点Q经过平衡位置
高频考点三 波的多解问题
例5、一列简谐横波沿x轴正方向传播，沿传播方向上P、Q两点的振动图象如图甲、乙所示，已知P、Q两点平衡位置的坐标分别为xP＝2 m、xQ＝4 m。问：
甲 乙
(1)若该波的波长大于2 m，则波速是多大？
(2)若该波的波长小于2 m，则波长是多少？
【变式训练】如图a所示，一简谐横波沿A、B两点的连线向右传播，A、B两点相距5 m，其振动图象如图b所示，实线为A点的振动图象，虚线为B点的振动图象。
(1)求该波的波长；
(2)求该波的最大传播速度。
高频考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应
例6、在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s.已知t＝0时，波刚
好传播到x＝40 m处，如图所示，在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是( )
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．从t＝0开始经过0.15 s，x＝40 m处的质点运动路程为0.6 m
C．接收器在t＝1.8 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11 Hz
E．若该波与另一列频率为10 Hz、波源在x＝350 m处的沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，能够产生稳定的干涉图样
【变式训练】如图为水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源s1、s2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，s1的振幅A1＝ 4 cm，s2的振幅A2 ＝3 cm，则下列说法正确的是( )
A．A、D连线上的所有质点一定都是振动加强点
B．质点A、D在该时刻的高度差为14 cm
C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点
D．质点D的位移不可能为零
E．质点C此刻以后将向下振动
近5年考情分析
考点要求
等级要求
考题统计
2022
2021
2020
2019
2018
机械振动
Ⅱ
2022·海南卷·T4
2022·山东卷·T9
2022·浙江6月卷·T11
2021·北京卷·T4
2020·海南卷·T9
2020·北京卷·T6
2019·全国 = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II卷·T34
2018·天津卷·T22
机械波
Ⅱ
2022·重庆卷·T16
2022·北京卷·T6
2022·上海卷·T7
2022·湖南卷·T16（1）
2022·浙江6月卷·T16
2022·浙江1月卷·T15
2022·广东卷·T16（1）
2022·全国甲卷·T34（1）
2022·全国乙卷·T34（1）
2021·重庆卷·T16
2021·浙江1月卷·T15
2021·浙江1月卷·T13
2020·山东卷·T4
2020·天津卷·T4
2020·浙江1月卷·T16
2020·浙江7月卷·T15
2019·全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷·T34
2019·天津卷·T20
2019·海南卷·T17
2018·北京卷·T16
2018·江苏卷·T19
2018·全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷·T34
2018·全国 = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II卷·T34
2018·全国 = 3 \* ROMAN \* MERGEFORMAT III卷·T34
核心素养
物理观念：1.掌握简谐运动的特征及波的传播规律；2.掌握单摆的周期公式，掌握振动图像和波动图像；3.从相互作用和能量的角度认识振动和波．
科学思维：1.构建简谐运动、单摆等模型研究问题；2.运用公式和图像描述振动和波动问题；3.运用证据及推理解释波的干涉、衍射现象．
科学探究：通过“用单摆测定重力加速度”等实验，提高科学素养．
科学态度与责任：1.尝试用学过的知识解决实际生产生活中的振动与波的问题；2.通过实验探究，形成严谨、认真、实事求是的科学态度．
命题规律
命题分析：高考对本专题的考查以图像为主，重点是简谐运动的特点、振动和波动图像、波的传播、波的叠加、波速的计算、波的多解问题以及用单摆测定重力加速度等．
趋势分析：预计今后的高考对本专题的考查仍会以定性分析或简单的定量计算为主，难度中等，要多注意本专题中与实际生活相联系的题目．
备考策略
对该部分内容的考查一般以选择题为主，内容上主要以机械波和机械振动为主，从振动图像和波形图出发，分析质点运动的动力学问题，涉及传播方向与振动方向的关系，波的周期性和多解性问题等；对本部分的实验，直接考查的频率不高，但复习时不能忽略，要注意对实验原理、器材、步骤、数据处理方法、误差分析等的理解。
常见题型有：①简谐运动的基本概念及规律；②机械波的形成与传播及波速公式的应用；③振动图像和波形图的分析；④波传播中的多解问题；⑤用单摆测量重力加速度。
振动图象
波动图象
研究对象
一个振动质点
沿波传播方向的所有质点
研究内容
某一质点的位移随时间的变化规律
某时刻所有质点的空间分布规律
图象
物理意义
表示同一质点在各时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
图象信息
(1)质点振动周期
(2)质点振幅
(3)某一质点在各时刻的位移
(4)各时刻速度、加速度的方向
(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加速度的方向
(4)传播方向、振动方向的互判
图象变化
随时间推移图象延续，但已有形状不变
随时间推移，图象沿传播方向平移
一个完整曲线占横坐标的距离
表示一个周期
表示一个波长
第十五章 机械振动机械波
【网络构建】
专题15.2 机械波
【网络构建】
考点一 波的传播与波速公式的应用
1．波的图象特点
(1)质点振动nT(波传播nλ)时，波形不变．
(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反．
(3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同．
2．波速公式
振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v＝eq \f(λ,T)＝λf.
3．由t时刻的波形确定t＋Δt时刻的波形(如图)
(1)波向右传播Δt＝eq \f(1,4)T的时间和向左传播Δt＝eq \f(3,4)T的时间波形相同．
(2)若Δt＞T，可以采取“去整留零头”的办法．
4．判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法
(1)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，如图甲所示．
甲
(2)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，如图乙所示．
乙
(3)微平移法：将波形图沿传播方向平移Δx(Δx≤eq \f(λ,4))，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定，如图丙所示．
考点二 波的图象与振动图象的关联分析
1.求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法
振动图与波形图的对比
考点三 波的多解问题
造成波动问题多解的主要因素
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．波形的隐含性形成多解
在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态．这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性．
考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应
1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断
某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr.
(1)当两波源振动步调一致时
若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动加强；
若Δr＝(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0,1,2，…)，则振动减弱．
(2)当两波源振动步调相反时
若Δr＝(2n＋1)eq \f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)，则振动加强；
若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动减弱．
2．多普勒效应的成因分析
(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．
(2)波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大．
(3)波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小．
(4)波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率．
高频考点一 波的传播与波速公式的应用
例1、一列简谐横波，在t＝0时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为10 cm。P、Q两点的坐标分别为－1 m和－9 m，波传播方向由右向左，已知t＝0.7 s时，P点第二次出现波峰。试计算：
(1)这列波的传播速度多大？
(2)从t＝0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰？
(3)当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少？
【答案】 (1)10 m/s (2)1.1 s (3)0.9 m
【解析】 (1)由波形图可知该波的波长为λ＝4 m，P点与最近波峰的水平距离为3 m，距离下一个波峰的水平距离为7 m，所以v＝eq \f(s,t)＝10 m/s。
(2)t＝0时刻，Q点与最近波峰的水平距离为11 m，
故Q点第一次出现波峰的时间为t1＝eq \f(s1,v)＝1.1 s。
(3)该波传播过程中各质点振动的周期为T＝eq \f(λ,v)＝0.4 s，
Q点第一次出现波峰时质点P振动了t2＝t1－eq \f(T,2)＝0.9 s，t2＝eq \f(9,4)T，
质点从起振开始每振动eq \f(T,4)经过的路程为10 cm，
则当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程s′＝0.9 m。
【变式训练】弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，把小钢球从平衡位置向左拉一段距离，放手让其运动，从小钢球第一次通过平衡位置时开始计时，其振动图象如图所示，下列说法正确的是( )
A．钢球振动周期为1 s
B．在t0时刻弹簧的形变量为4 cm
C．钢球振动半个周期，回复力做功为零
D．钢球振动一个周期，通过的路程等于10 cm
E．钢球振动方程为y＝5sinπt cm
【答案】 BCE
【解析】 由振动图象可以看出钢球的振动周期为T＝2 s，A错误；弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，平衡位置时弹簧的形变量为零，由图知t0时刻在平衡位置的右侧距离平衡位置为4 cm处，则弹簧的形变量等于4 cm，B正确；经过半个周期后，振子的速度大小相等，动能变化为零，根据动能定理知回复力做功为零，C正确；钢球振动一个周期，通过的路程s＝4A＝4×5 cm＝20 cm，D错误；振幅A＝5 cm，角频率ω＝eq \f(2π,T)＝π rad/s，则钢球振动方程为y＝Asinωt＝5sinπt cm，E正确。
高频考点二 波的图象与振动图象的关联分析
由波动图象确定质点的振动图象
例2、如图所示，甲为t＝1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx ＝ 0.5 m处质点的振动图象可能是( )

【答案】A.
【解析】：根据波形图象可得波长λ＝2 m，根据振动图象可得周期T＝2 s．两质点之间的距离Δx＝0.5 m＝eq \f(1,4)λ.根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟eq \f(1,4)T，如解析图甲所示，或者提前eq \f(1,4)T，如解析图乙所示．符合条件的只有选项A.
2.由振动图象确定波动图象
例3．一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图所示．下列描述该波的图象可能的是( )

【答案】AC
【解析】：.根据y－t图象可知，a、b两质点的距离为nλ＋eq \f(1,4)λ或nλ＋eq \f(3,4)λ，即nλ＋eq \f(1,4)λ＝9 m或nλ＋eq \f(3,4)λ＝9 m(n＝0，1，2，3，…)解得波长λ＝eq \f(36,4n＋1) m或λ＝eq \f(36,4n＋3) m．即该波的波长λ＝36 m、7.2 m、4 m…或λ＝12 m、eq \f(36,7) m、eq \f(36,11) m…选项A、B、C、D的波长分别为4 m、8 m、12 m、16 m，故选项A、C正确，选项B、D错误．
3.振动和波动情况的综合分析
例4、一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t＝2.0 s时的波形图，图乙为x＝2 m处的质点P的振动图象，质点Q为平衡位置x＝3.5 m的质点．下列说法正确的是( )
A．波的传播周期是2 s
B．波沿x轴正方向传播
C．波的传播速度为1 m/s
D．t＝2.0 s时刻后经过0.5 s，质点P通过的路程等于0.05 m
E．t＝3.5 s时刻，质点Q经过平衡位置
【答案】 BCE
【解析】 根据振动图象可知，波的周期为T＝4 s，A错误；由题图乙可知，t＝2.0 s时质点P向上振动，根据“微平移法”，结合题图甲可知波沿x轴正方向传播，B正确；根据波形图，波长λ＝4 m，所以波速v＝eq \f(λ,T)＝1 m/s，C正确；t＝2.0 s时刻，质点P位于平衡位置处，再经0.5 s＝eq \f(1,8)T，质点P通过的路程s>eq \f(A,2)＝0.05 m，D错误；Δt＝1.5 s，Δx＝vΔt＝1.5 m＝PQ，可知t＝3.5时刻，质点Q经过平衡位置，E正确.
高频考点三 波的多解问题
例5、一列简谐横波沿x轴正方向传播，沿传播方向上P、Q两点的振动图象如图甲、乙所示，已知P、Q两点平衡位置的坐标分别为xP＝2 m、xQ＝4 m。问：
甲 乙
(1)若该波的波长大于2 m，则波速是多大？
(2)若该波的波长小于2 m，则波长是多少？
【答案】(1)eq \f(8,7) m/s (2)eq \f(16,8n－1) m(n＝2,3,4…)
【解析】由P、Q两点的振动图象得周期
T＝2 s，eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ω＝\f(2π,T)＝π rad/s))
Q点的振动方程yQ＝Asin(ωt＋φ)
当t＝0时，yQ＝eq \f(\r(2),2)ym
则yQ＝5sineq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(πt＋\f(π,4))) m
P点的振动方程：yP＝5sin πt(m)
波从P传到Q点用时为Δt，
πΔt＋eq \f(π,4)＝2nπ n＝1,2,3，…
(1)若该波的波长大于2 m，Δt′Δt＝eq \f(7,4) s
故：v＝eq \f(x,Δt)＝eq \f(8,7) m/s。
(2)若该波的波长小于2 m，Δt>T，n＝2,3,4…
Δt′＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2n－\f(1,4))) s(n＝2,3,4…)
v′＝eq \f(x,Δt′)＝eq \f(8,8n－1)(n＝2,3,4…)
可得：λ＝v′T＝eq \f(16,8n－1) m(n＝2,3,4…)。
【变式训练】如图a所示，一简谐横波沿A、B两点的连线向右传播，A、B两点相距5 m，其振动图象如图b所示，实线为A点的振动图象，虚线为B点的振动图象。
(1)求该波的波长；
(2)求该波的最大传播速度。
【答案】 (1)eq \f(60,12n＋11) m (n＝0，1，2，3，…) (2)eq \f(60,11) m/s(或5.45 m/s)
【解析】 (1)根据振动图象可知质点A在坐标原点，且向上振动，而此时质点B在振幅一半的位置处且向上振动，从题图b中可知振动周期为T＝1.0 s，则ω＝eq \f(2π,T)＝2π rad/s
相应质点B的振动方程为y＝Asin 2π(t－t0)(其中t0<0.25 s)
当t＝0时，将图b中的数据信息代入得
5 cm＝10 cm·sin(－2πt0)
解得t0＝eq \f(11,12) s，即t0＝eq \f(11,12)T
则根据题意可得A、B两点之间的距离为
eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(n＋\f(11,12)))λ＝5 m(n＝0，1，2，3，…)
则λ＝eq \f(60,12n＋11) m (n＝0，1，2，3，…)
(2)当n＝0时，根据λ＝eq \f(60,12n＋11) m可知波长最大，根据v＝eq \f(λmax,T)，得机械波的最大速度为v＝eq \f(λmax,T)＝eq \f(60,11) m/s＝5.45 m/s
高频考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应
例6、在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200 m/s.已知t＝0时，波刚
好传播到x＝40 m处，如图所示，在x＝400 m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是( )
A．波源开始振动时方向沿y轴正方向
B．从t＝0开始经过0.15 s，x＝40 m处的质点运动路程为0.6 m
C．接收器在t＝1.8 s时才能接收到此波
D．若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为11 Hz
E．若该波与另一列频率为10 Hz、波源在x＝350 m处的沿x轴负方向传播的简谐横波相遇，能够产生稳定的干涉图样
【答案】BCE
【解析】 根据波的图象和波的传播方向可知，波源开始振动时方向沿y轴负方向，选项A错误；根据波的图象可知波长λ＝20 m，振幅A＝10 cm，周期T＝eq \f(λ,v)＝0.1 s，从t＝0开始经过0.15 s(1.5个周期)，x＝40 m处的质点运动路程为6个振幅，即6A＝6×0.1 m＝0.6 m，选项B正确；接收器在t＝eq \f(Δx,v)＝eq \f(400－40,200) s＝1.8 s时能够接收到此波，选项C正确；波源频率为f＝eq \f(1,T)＝10 Hz，若波源向x轴负方向运动，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率小于10 Hz，选项D错误；根据频率相同的两列波相遇才能产生稳定干涉的条件，若该波与另一列频率为10 Hz的简谐横波相遇，能够产生稳定的干涉图样，选项E正确．
【变式训练】如图为水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源s1、s2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，s1的振幅A1＝ 4 cm，s2的振幅A2 ＝3 cm，则下列说法正确的是( )
A．A、D连线上的所有质点一定都是振动加强点
B．质点A、D在该时刻的高度差为14 cm
C．再过半个周期，质点B、C是振动加强点
D．质点D的位移不可能为零
E．质点C此刻以后将向下振动
【答案】 ABE
【解析】 两个波源的振动步调一致，题图中A、D连线上的点到两个波源路程差为零，是振动加强点，而B、C是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，故A正确；该时刻质点A处于波峰叠加位置，相对平衡位置的高度为A1＋A2＝7 cm，质点D此刻位移为xD＝－7 cm，因此A、D质点在该时刻的高度差为14 cm，B正确；振动的干涉图象是稳定的，A、D一直是振动加强点，而B、C一直是振动减弱点，C错误；振动加强点仍在不停在振动，位移可能为零，故D错误；质点C是振动减弱点，此刻在上方最大位移处，故质点C此刻以后将向下振动，故E正确．
近5年考情分析
考点要求
等级要求
考题统计
2022
2021
2020
2019
2018
机械振动
Ⅱ
2022·海南卷·T4
2022·山东卷·T9
2022·浙江6月卷·T11
2021·北京卷·T4
2020·海南卷·T9
2020·北京卷·T6
2019·全国 = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II卷·T34
2018·天津卷·T22
机械波
Ⅱ
2022·重庆卷·T16
2022·北京卷·T6
2022·上海卷·T7
2022·湖南卷·T16（1）
2022·浙江6月卷·T16
2022·浙江1月卷·T15
2022·广东卷·T16（1）
2022·全国甲卷·T34（1）
2022·全国乙卷·T34（1）
2021·重庆卷·T16
2021·浙江1月卷·T15
2021·浙江1月卷·T13
2020·山东卷·T4
2020·天津卷·T4
2020·浙江1月卷·T16
2020·浙江7月卷·T15
2019·全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷·T34
2019·天津卷·T20
2019·海南卷·T17
2018·北京卷·T16
2018·江苏卷·T19
2018·全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷·T34
2018·全国 = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II卷·T34
2018·全国 = 3 \* ROMAN \* MERGEFORMAT III卷·T34
核心素养
物理观念：1.掌握简谐运动的特征及波的传播规律；2.掌握单摆的周期公式，掌握振动图像和波动图像；3.从相互作用和能量的角度认识振动和波．
科学思维：1.构建简谐运动、单摆等模型研究问题；2.运用公式和图像描述振动和波动问题；3.运用证据及推理解释波的干涉、衍射现象．
科学探究：通过“用单摆测定重力加速度”等实验，提高科学素养．
科学态度与责任：1.尝试用学过的知识解决实际生产生活中的振动与波的问题；2.通过实验探究，形成严谨、认真、实事求是的科学态度．
命题规律
命题分析：高考对本专题的考查以图像为主，重点是简谐运动的特点、振动和波动图像、波的传播、波的叠加、波速的计算、波的多解问题以及用单摆测定重力加速度等．
趋势分析：预计今后的高考对本专题的考查仍会以定性分析或简单的定量计算为主，难度中等，要多注意本专题中与实际生活相联系的题目．
备考策略
对该部分内容的考查一般以选择题为主，内容上主要以机械波和机械振动为主，从振动图像和波形图出发，分析质点运动的动力学问题，涉及传播方向与振动方向的关系，波的周期性和多解性问题等；对本部分的实验，直接考查的频率不高，但复习时不能忽略，要注意对实验原理、器材、步骤、数据处理方法、误差分析等的理解。
常见题型有：①简谐运动的基本概念及规律；②机械波的形成与传播及波速公式的应用；③振动图像和波形图的分析；④波传播中的多解问题；⑤用单摆测量重力加速度。
振动图象
波动图象
研究对象
一个振动质点
沿波传播方向的所有质点
研究内容
某一质点的位移随时间的变化规律
某时刻所有质点的空间分布规律
图象
物理意义
表示同一质点在各时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
图象信息
(1)质点振动周期
(2)质点振幅
(3)某一质点在各时刻的位移
(4)各时刻速度、加速度的方向
(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加速度的方向
(4)传播方向、振动方向的互判
图象变化
随时间推移图象延续，但已有形状不变
随时间推移，图象沿传播方向平移
一个完整曲线占横坐标的距离
表示一个周期
表示一个波长