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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. 0 0.3s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；B 0.3s=T，因质点Q在开始时不是从平
2、衡位置或者最高点（或最低点）开始振动，可知00.3s内，质点Q运动的路程不等于，选项B 错误；C t=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；D t=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A ax bAy/my/mB bx cOa bc d e f x/mOC
3、 c x d-At/s图 1图 2D dx e【答案】： D【解析】：由 c 质点比 a 质点起振晚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。3. 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（）A 0.5my/my/mB 1.5m0.20.20.10.1C 2.5mx/mt/sO123456O123456
4、D 3.5m-0.1-0.1-0.2-0.2【答案】 C图 1图 2【解析】由图 2 结合图1 可知该质点 x 坐标值可能是1.5m 和 2.5m，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。4. 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（）A t =0 时质点 a 的速度比质点b 的大y avyB t =0 时质点 a 的加速度比质点 b 的小xtbOC图 2 可以表示质点a 的振动/2OT/2 TD图 2 可以表
5、示质点b 的振动图 1图 2【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，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y/cmy/cmOO0.5 0.6t/s12P24 x/m0.10.2 0.30.4甲乙A沿 x 轴
6、负方向， 60m/sB沿 x 轴正方向， 60m/sC沿 x 轴负方向， 30 m/sD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vT24m/s60m/s, 所以答案选 A。0.406.一列简谐横波沿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像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是y/my/my/m0.10.10.10123x/m12t/s012t/s-0.05（a）（ b）（ c）A
7、.1 mB.2 mC.1mD.4 m333【答案】 BD【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1 T ，则这两质点3y/m平衡位置之间的距离可能是12 m （2m0.1），B 正确。330123x/m2 T ，则这两质点平衡位若 b 在后 c 在前，则 c、b 间相差为（ d）3置之间的距离可能是24 m （2m ）， D正确。337.简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、 Q是传播方
8、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A. 质点 Q开始振动的方向沿 y 轴正方向y/mPQB. 该波从 P 传到 Q的时间可能为 7 sOC. 该波的传播速度可能为2 m/s1234 56789t/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 ，同时由周期性可知，故振动从P
9、传到 Q的时间可能为(nT 4) s ( 6n 4) s,（ n=1 2、3），故不可能为7s，选项B错误；根据v(nT4)10 m可得、v10m/s（ n=1、2、3），故波速不可能为2m/s，选项 C错误；根据v T60m，当6n6n44n =1 时， =6m，选项 D 正确；故选 AD。8.介质中坐标原点 O处的波源在 t =0 时刻开始振动，产生的y简谐波沿 x 轴正向传播， t 0 时刻传到 L 处，波形如图所示。Ox0Lx下列能描述x0 处质点振动的图象是A yB yOt0tOt0tC yD yOt0tOt0t答案： C解析：从波形图可以看出，t0 时刻传到L=3 处，说明t0=3
10、 。简谐波沿x轴正向传播，则在t0 时T刻= 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，即每一个质点的x L起振方向都是沿y 轴的负方向的，则C D 可能正确。由于 x 5/4 ，说明在 T t 5 T /4的0时间内 x0 处质点没有振动，所以在t 0 时刻 x0 处质点的振动时间是3T -5T /4 t 0- t 3 T - T，即 7T /4 t 0- t 2T，即振动图像中t 0 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
11、质点的振动图像可能是： （）y/my/mAAO12x/m O 0.25 12t/s-A-A甲乙y/my/my/my/AAAmAO12t/s O12O12 t/sO12 t/st/s-A-A-A-AABCD【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 /4 到达乙图的振动图像t=1s 时的位移，所以
12、A 正确，若是T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。10.在均匀介质中， 一列沿x 轴正向传播的横波，其波源 O在第y一个周期内的振动图像，如右图所示， 则该波在第一个周期末的波形图是（）OtyyyyOAxOxOxOxBCD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
13、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。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 ）0.5y/my/m0.5A、该波沿 +x 方向传播，波速为1m/sab0100246810 t/s2468B、质点 a 经 4s 振动的路程为 4m-0.5x/m -0.5图乙C、此时刻质 点 a 的速度沿 +y 方向图甲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。