必刷14　振动图象与波动图象的理解与应用-2021届高考物理二轮复习专项必刷（人教版）

 4必刷14　振动图象与波动图象的理解与应用

必刷点1　机械波的y-x图线与振动的x-t图线综合

典例1. (多选)一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示,P、Q、M为该横波上的三个质点,各自的横坐标位置分别为6 m、10 m、15 m.从该时刻开始计时,波上质点M的振动图象如图乙所示,则下列说法正确的是              (　　)

A.该波波速是25 m/s,传播方向沿x轴负方向

B.若该波遇到另一列简谐横波并产生稳定干涉现象,则该波所遇到的波的频率为2.5 Hz

C.若该波能发生明显的衍射现象,则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20 m大很多

D.从该时刻起,再经过0.4 s质点Q通过的路程为4 m

E.从该时刻起,质点Q将比质点P先回到平衡位置

变式1.(2018·河北邢台模拟)(多选)图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则下列说法正确的是              (　　)

A.该波的周期是0.10 s

B.该波的传播速度是40 m/s

C.该波沿x轴的负方向传播

D.t=0.10 s时,质点Q的速度方向向下

E.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm

必刷点2　机械波的传播图象

典例2.  (2019·湖北八校联考)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.1 s时刻的波形如图中虚线所示.波源不在坐标原点O,P是传播介质中平衡位置离坐标原点xP=2.5 m处的一个质点,则以下说法正确的是              (　　)

A.质点P的振幅为0.1 m

B.波的频率可能为7.5 Hz

C.波的传播速度可能为50 m/s

D.在t=0.1 s时刻与P对应的平衡位置相距5 m处的质点一定沿x轴正方向运动

E.在t=0.1 s时刻与P对应的平衡位置相距5 m处的质点可能是向上振动,也可能是向下振动

变式2 .(2019·南昌模拟)如图所示,实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形,这列波的周期T符合:3T<t2-t1<4T,求:

(1)若波向右传播,波速为多大;

(2)若波向左传播,波速为多大.

必刷点3　机械波中不同质点的振动图象

典例3. (2020·湖北枣阳模拟)(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x=2 m处的质点的振动图象如图甲所示,在x=8 m 处的质点的振动图象如图乙所示.下列说法正确的是              (　　)

A.该波的周期为12 s

B.x=2 m处的质点在平衡位置向y轴正方向振动时,x=8 m 处的质点在波峰位置

C.在0~4 s内x=2 m处和x=8 m处的质点通过的路程均为6 cm

D.该波的波长可能为8 m

E.该波的传播速度可能为2 m/s

变式3.在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4 m的A、B两点,如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图象.已知该波波长大于2 m,求这列波可能的波速.

练考点　过基础  过素养

题组一　机械波的波动图象

1.一列沿x轴正方向传播的简谐波,波速为4 m/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4 cm

B.这列波的周期为1 s

C.此时x=4 m处质点沿y轴负方向运动

D.此时x=4 m处质点的加速度为0

2.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.1 cm<x<3 cm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

3.一列简谐横波沿x轴传播,波长为1.2 m,振幅为A.当坐标为x=0处质点的位移为-A且向y轴负方向运动时,坐标为x=0.4 m处质点的位移为A.当坐标为x=0.2 m处的质点位于平衡位置且向y轴正方向运动时,x=0.4 m处质点的位移和运动方向分别为              (　　)

A.-A、沿y轴正方向    B.-A、沿y轴负方向

C.-A、沿y轴正方向     D.-A、沿y轴负方向

4. (2017·浙江选考)(多选)一列向右传播的简谐横波,当波传到x=2.0 m处的P点时开始计时,该时刻波形如图所示,t=0.9 s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0.5 m/s

B.经1.4 s质点P运动的路程为70 cm

C.t=1.6 s时,x=4.5 m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2.5 Hz

5. 一列简谐波沿x轴正方向传播,在t=0时波形如图1所示,已知波速为10 m/s.则t=0.1 s时正确的波形应是图2中的              (　　)

图1

图2

题组二　机械波的波动与振动图象综合

6.(2020·河北石家庄调研)(多选)如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为介质中x=2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象.下列说法正确的是              (　　)

A.这列波的传播方向是沿x轴正方向

B.这列波的传播速度是20 m/s

C.经过0.15 s,质点P沿x轴的正方向传播了3 m

D.经过0.1 s,质点Q的运动方向沿y轴正方向

E.经过0.35 s,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

7.(多选)如图甲所示为一列简谐横波在t=0.6 s时的波形图,图乙为质点A的振动图象,则下列判断正确的是              (　　)

A.该简谐波沿x轴负方向传播

B.这列波的传播速度为 m/s

C.从t=0.6 s开始,质点P比质点Q先回到平衡位置

D.从t=0.6 s开始,再经过Δt=1.5 s后质点A传播到了坐标原点处

E.从t=0.6 s开始,紧接着的Δt=0.6 s的时间内质点A通过的路程为10 cm

8.(2019·4月浙江选考)(多选)图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P、Q为介质中的两个质点,图乙为质点P的振动图象,则              (　　)

A.t=0.2 s时,质点Q沿y轴负方向运动

B.0~0.3 s内,质点Q运动的路程为0.3 m

C.t=0.5 s时,质点Q的加速度小于质点P的加速度

D.t=0.7 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

9.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              (　　)

10.如图甲为t=1 s时某横波的波形图象,图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              (　　)

11.(多选)如图甲所示,两波源A、B分别位于x=1 m和x=9 m处,产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,传播速度均为v=2 m/s,振幅均为A=2 cm.t=0时刻两波源同时开始振动,振动图象均如图乙所示,质点P的平衡位置处于x=5 m处,则下列判断正确的是              (　　)

A.质点P的起振方向沿y轴正方向

B.t=2 s时刻,波源A、B都运动到x=5 m处

C.两列波在相遇区域内会形成干涉图样

D.质点P开始振动后,振幅为2 cm,周期为2 s

E.t=2.3 s时刻,质点P位于平衡位置的上方且沿y轴正方向运动

题组三　机械波的振动与振动图象综合

12.(多选)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象.由此可知,这两质点平衡位置之间的距离可能是              (　　)

A. m B. m C.1 m D. m 

13.(多选)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正确的是              (　　)

14.一简谐横波沿水平绳向右传播,波速为v,周期为T,振幅为A.绳上两质点M、N的平衡位置相距波长,N位于M右方.设向上为正,在t=0时M位移为+,且向上运动;经时间t(t<T),M位移仍为+,但向下运动,则              (　　)

A.在t时刻,N恰好在波谷位置

B.在t时刻,N位移为负,速度向上

C.在t时刻,N位移为负,速度向下

D.在2t时刻,N位移为-,速度向下

15.在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为2 m/s,振幅为A.M、N是平衡位置相距2 m的两个质点,如图所示.在t=0时,M通过其平衡位置沿y轴正方向运动,N位于其平衡位置上方最大位移处.已知该波的周期大于1 s.则              (　　)

A.该波的周期为 s

B.在t= s时,N的速度一定为2 m/s

C.从t=0到t=1 s,M向右移动了2 m

D.从t= s到t= s,M的动能逐渐增大

16.一列简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v=4 m/s,已知距坐标原点x=0.8 m处质点的振动图象如图所示.在下列四幅图中能够正确表示t=0.35 s时波形的图是              (　　)

17.(2019·湖南安仁一中模拟)质点做直线运动的速度-时间图象如图所示,该质点 (　　)

A.在1 s、3 s时质点的运动方向发生变化

B.前1 s内和前3 s内质点运动的路程相同

C.第1 s内和第3 s内质点的速度不断增大,加速度不断减小

D.第2秒末和第4秒末质点的位置相同

18.(2016·四川卷)(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10 m的两质点,波先传到P,当波传到Q开始计时,P、Q两质点的振动图象如图所示.则              (　　)

A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向

B.该波从P传到Q的时间可能为7 s

C.该波的传播速度可能为2 m/s

D.该波的波长可能为6 m

19. (2019·全国卷Ⅰ)(多选)一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点.图(b)表示介质中某质点的振动图象.下列说法正确的是　　　　.(填正确答案标号) 

A.质点Q的振动图象与图(b)相同

B.在t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大

C.在t=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大

D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示

E.在t=0时刻,质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大