《2025年学霸高考黑题物理人教版》

经典真题 1(波形图)(2025·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.$t = 0$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.$t = 1.5$ s 和$t = 2.5$ s 时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则(D)

A.波速为 2.5 m/s
B.波源的平衡位置距离$P$点 1.5 m
C.$t = 1.0$ s 时，波源处于平衡位置且向下运动
D.$t = 5.5$ s 时，平衡位置在$P$、$Q$处的两质点位移相同

答案：
1.[学霸三步解题思路]
　(非常规解法)
步骤A　题干正向延伸
直接信息:
①t=0时刻，波源开始振动产生简谐横波
②t=1.5s和t=2.5s时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线
间接信息:
①将虚线部分补充完整如下图所示
②根据虚线波形的左右对称性判断波源在对称轴AB上
步骤B　设问反向推演
A.求波速
⇒求出位移与时间
⇒用速度公式求解
B.求波源的平衡位置距离P点的距离
⇒找到波源位置
C.t=1.0s时，求波源 所处位置及运动方向
⇒确定波源起振方向
⇒结合周期与时间判断当前位置及运动方向
D.t=5.5s时，判断平衡位置在P、Q处的两质点位移是否相同
⇒求出传播到P、Q处后的剩余时间
⇒结合波源起振方向用波形平移法确定PQ两点的情况
步骤C　正反连接
A.如图,t=1.5s时波向左传播的距离x=2m+1m=3m,波速v= $\frac{x}{t}$ =2m/s,故A错误;
B.如图，波源平衡位置在AB上,AB距离P点1m,故B错误;
C.周期T= $\frac{\lambda}{v}$ =2s,且波源的起振方向向下,故t=1.0s时,波源第一次回到平衡位置，运动方向向上，故C错误;
D.5.5s减去2T后为1.5s,而此时PQ两点都在平衡位置，故二者位移相等，故D正确.故选D.
[答案]D解析:A.根据波形可知λ=4m, $\frac{1}{2}$ T=2.5s−1.5s,可得T=2s,故波速为v= $\frac{\lambda}{T}$ =2m/s,故A错误;B.设波源的平衡位置距离P点x₀,根据左侧t=1.5s时的波形可知 $\frac{2m + x₀}{v}$ =1.5s,解得x₀=1m,故B错误;C.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t=1.0s= $\frac{1}{2}$ T,故可知此时波源处于平衡位置且向上运动，故C错误;D.由于x₀=1m,可知波源的平衡位置距离Q点距离为x₁=3m,故波传到P、Q两点的时间分别为t₀= $\frac{x₀}{v}$ =0.5s、t₁= $\frac{x₁}{v}$ =1.5s,故t=5.5s时,平衡位置在P、Q处的两质点已经振动的时间分别为t₀'=5.5s−0.5s= $\frac{5}{2}$ T、t₁'=5.5s−1.5s=2T,由于波源刚开始向下振动,故t=5.5s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.故选D.

如图(1)波浪机以恒定的振动周期在泳池较深的一端制造横波，小铭用频闪相机观察深水区的波形，发现照片中的波形始终没有变化.已知频闪相机每隔 2 s 闪光一次，波浪机振动周期不小于频闪相机的闪光间隔.求：
(1)波浪机的振动频率$f$；
(2)深水区的波长$\lambda$和波速大小$v$；
(3)小铭继续观察浅水区的波形，发现波长与水深有关，如图(2)，波长发生了什么变化？这个变化可能是水深改变了波的什么物理量造成的？

答案： 2.题型分析
单图像，波形图.
(1)0.5Hz
(2)2m 1m/s
(3)见解析
解析:
(1)由题可知，波浪机的振动周期T=2s，由f= $\frac{1}{T}$ 得波浪机的振动频率f=0.5Hz.
(2)由图可知1.5λ=3m,得波长λ=2m，由v=λf可得波速大小为v=1m/s.
(3)波浪机振动周期恒定,波的频率不变,说明波长变化是由波速变化引起的,可能原因：水逐渐变浅,导致波速逐渐变小,从而造成波长逐渐变小.