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1、 2020年高考物理专题练习 振动图象和波动图象1. 图1为一列简请横波在t=0时刻的波形图,P、Q为介质中的两个质点,图2为质点P的振动图象,则A. t=0.2s时,质点Q沿y轴负方向运动B. 00.3s内,质点Q运动的路程为0.3mC. t=0.5s时,质点Q的加速度小于质点P的加速度D. t=0.7s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【答案】CD【解析】【详解】A由振动图像可知T=0.4s,t=0时刻质点P向上振动,可知波沿x轴负向传播,则t=0.2s=0.5T时,质点Q沿y轴正方向运动,选项A错误;B0.3s=T,因质点Q在开始时不是从平衡位置或者最高点(或最低点)开
2、始振动,可知00.3s内,质点Q运动的路程不等于,选项B错误;Ct=0.5s=1T时,质点P到达最高点,而质点Q经过平衡位置向下运动还没有最低点,则质点Q的加速度小于质点P的加速度,选项C正确;Dt=0.7s=1T时,质点P到达波谷位置而质点而质点Q还没到达波峰位置,则质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离,选项D正确。2. 图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图,已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振。则图2所示振动图像对应的质点可能位于abcdefx/my/mAO-A图1t/sy/mO图2Aaxb Bbxc Ccxd Ddxe 【答案】:D 【解析】:由c质点比a质点起振
3、晚0.5s,知道波动周期T=1s;在振动图像上确定1.25s时刻的位置,是 t轴上第二个平衡位置和第二个最大位移之间,由此可判断该质点的运动状态是处于正向位移,向下振动,根据“上坡下,下坡上”,知质点应该位于“正向位移,上坡位置”,选项D正确。1234560.10.2-0.1-0.2Oy/mt/s图2图11234560.10.2-0.1-0.2Oy/mx/m3. 一简谐横波沿x轴正向传播,图1是t=0时刻的波形图,图2是介质中某点的振动图象,则该质点的x坐标值合理的是 ( ) A0.5m B1.5m C2.5m D3.5m【答案】C【解析】由图2结合图1可知该质点x坐标值可能是1.5m和2.5
4、m,而简谐横波沿x轴正向传播,由图1可得向下振动的质点为x坐标值2.5m的质点,故C正确。T/2Oty图2TOxy图1/2vab4. 一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波长为,周期为T,t=0时刻的波形如图1所示,a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是 ( )At=0时质点a的速度比质点b的大Bt=0时质点a的加速度比质点b的小C图2可以表示质点a的振动D图2可以表示质点b的振动【答案】D【解析】由图1得t=0时刻,a在波峰,速度为零,b在平衡位置,速度最大,故A错误;由图1得t=0时刻,质点a的回复力最大,加速度比质点b大,故B错误;由振动图像图2得t=0时刻,
5、该质点位于平衡位置,且具有向下的最大速度,可表示质点b的振动,故C错误,D正确。5. 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乙O0.5t/sy/cm0.60.40.20.30.1P甲Ox/my/cm2412A沿x轴负方向,60m/s B沿x轴正方向,60m/sC沿x轴负方向,30 m/s D沿x轴正方向,30m/s【答案】A【解析】从甲图的波动图像可知,质点P向y轴负方向运动说明波沿x轴负方向传播,从图中还可在波长为24m,周期为0.4秒,可得到波速所以答案选A。6. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,图(
6、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t/sy/m120.1(b)0t/sy/m120.1-0.05(c)0x/my/m120.1(a)3A. B. C.1m D. 【答案】BD0 0x/my/m120.1(d)3【解析】根据题述及波形图和两处质点的振动图像,图(b)所示质点在t=0时在正向最大位移处,图(c)所示质点在t=0时x=0.05m,运动方向沿y轴负方向,结合波形图找到对应的点,如图d所示。若b在前c在后,则b、c间相差为,则这两质点平衡位置之间的距离可能是(),B正确。若b在后c在前,则c、b间相差为
7、,则这两质点平衡位置之间的距离可能是(),D正确。7. 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两质点的振动图像如图所示。则PQt/sy/mO123456789A.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 sC.该波的传播速度可能为2 m/sD.该波的波长可能为6 m【答案】AD【解析】由图线可知,质点Q开始起振的方向为y正方向,选项A正确;振动由P向Q传播,由图线可知T=6s,质点Q的振动图像向左平移4 s后与P点的振动图像重合,意味着Q比P的振动滞后了4 s,即P传到Q的时间t可能为4 s,同时由
8、周期性可知,故振动从P传到Q的时间可能为(n=1、2、3),故不可能为7s,选项B错误;根据可得(n=1、2、3),故波速不可能为2m/s,选项C错误;根据,当n =1时,=6m,选项D正确;故选AD。yxOx0L8. 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 ytOt0ytOt0ytOt0ytOt0BADC答案:C 解析:从波形图可以看出,t0时刻传到L=3处,说明t0=3T。简谐波沿x轴正向传播,则在t0时刻x=L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
9、的起振方向都是沿y轴的负方向的,则C D可能正确。由于x05/4,说明在Tt5 T /4的时间内x0处质点没有振动,所以在t0时刻x0处质点的振动时间是3T -5 T /4t0-t3 T -T,即7 T /4t0-t2T,即振动图像中t0时刻前有少于2个多于7/4个的完整图形,所以C正确。9. 如图所示,甲为t = 1s时某横波的波形图像,乙为该波传播方向上某一质点的振动图像,距该质点x = 0.5m处质点的振动图像可能是:( )2甲1x/my/mOA-AO21t/sy/mA-A0.25乙AO21t/sy/mA-At/sy/mA-AB21OCO21t/sy/mA-AD O21t/sy/mA-A
10、【答案】A【解析】从甲图可以得到波长为2m,乙图可以得到周期为2s,即波速为1m/s;由乙图的振动图像可以找到t=1s时,该质点位移为负,并且向下运动,再经过T/8就到达波谷,所以可以判断波是向左传播,而距该质点x=0.5m处质点,就是相差/4或时间相差T/4,但有两种可能是提前或延后。若是延后是在t=1s时再经过T/4到达乙图的振动图像t=1s时的位移,所以A正确,若是提前是在t=1s时要向返回T/4到达乙图的振动图像t=1s时的位移,该质点在t=1s时,该质点位移为负,并且向上运动,所以BCD都错误。tyO10. 在均匀介质中,一列沿x轴正向传播的横波,其波源O在第一个周期内的振动图像,如
11、右图所示,则该波在第一个周期末的波形图是( )xyOAxyOBxyOCxyOD答案:D解析:由振动图像知波源开始振动的方向为负y方向,故介质中各个质点的起振方向均向下,第一个周期末开始振动的质点,其振动方向与波源开始振动的方向相同,即也是负y方向,由波的平移法可知,A、C两图中波最前列的质点起振方向向上,所以选项A、C错误;由振动图像的振幅变化知,后半个周期振幅较大,即波源的振幅在增大,根据波传播的特点知,故选项B错D正确。 y/m x/m0a2 4 6 810b0.5-0.5图甲 y/m t/s02 4 6 8100.5-0.5图乙11. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象,下列说法正确的是 ( D )A、该波沿+x方向传播,波速为1m/sB、质点a经4s振动的路程为4mC、此时刻质点a的速度沿+y方向D、质点a在t=2s时速度为零解析:根据b点在该时刻向上运动可以确定波沿-x方向传播,A错;由乙图可知周期为8s,4s内a质点振动半个周期,质点振动的路程为1m,选项B错;波沿-x方向传播,可以判定质点a沿-y方向运动,选项C错;经过2s质点振动1/4周期,质点a刚好运动到最大位移处,速度为0,选项D正确。故本题选D。