2020年高考物理專題練習振動圖象和波動圖象(含解析)

1、2020年高考物理專題練習振動圖象和波動圖象1.圖1 為一列簡請橫波在t=0時刻的波形圖，P、Q為介質中的兩個質點，圖 2 為質點P 的振動圖象，則A. t=0.2s時，質點Q沿 y 軸負方向運動B. 0 0.3s內，質點Q運動的路程為 0.3mC. t=0.5s時，質點Q的加速度小于質點 P 的加速度D. t=0.7s時，質點Q距平衡位置的距離小于質點P 距平衡位置的距離【答案】CD【解析】【詳解】A由振動圖像可知T=0.4s ， t=0時刻質點P 向上振動，可知波沿x 軸負向傳播，則t=0.2s=0.5T時，質點Q沿y 軸正方向運動，選項A 錯誤；B 0.3s=T，因質點Q在開始時不是從平

2、衡位置或者最高點（或最低點）開始振動，可知00.3s內，質點Q運動的路程不等于，選項B 錯誤；C t=0.5s=1T 時，質點P 到達最高點，而質點Q經過平衡位置向下運動還沒有最低點，則質點Q的加速度小于質點P 的加速度，選項C 正確；D t=0.7s=1T 時，質點P 到達波谷位置而質點而質點Q還沒到達波峰位置，則質點Q距平衡位置的距離小于質點P 距平衡位置的距離，選項D 正確。2.圖 1 是一列簡諧橫波在t =1.25s時的波形圖， 已知c 位置的質點比a 位置的晚0.5s起振。則圖 2 所示振動圖像對應的質點可能位于A ax bAy/my/mB bx cOa bc d e f x/mOC

3、 c x d-At/s圖 1圖 2D dx e【答案】： D【解析】：由 c 質點比 a 質點起振晚0.5s ，知道波動周期T=1s; 在振動圖像上確定1.25s時刻的位置，是 t 軸上第二個平衡位置和第二個最大位移之間，由此可判斷該質點的運動狀態(tài)是處于正向位移，向下振動， 根據“上坡下， 下坡上”，知質點應該位于“正向位移，上坡位置”，選項 D 正確。3. 一簡諧橫波沿x 軸正向傳播，圖1 是 t =0 時刻的波形圖，圖2 是介質中某點的振動圖象，則該質點的 x 坐標值合理的是（）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圖 1圖 2【解析】由圖 2 結合圖1 可知該質點 x 坐標值可能是1.5m 和 2.5m，而簡諧橫波沿x 軸正向傳播，由圖 1 可得向下振動的質點為x 坐標值 2.5m 的質點，故 C 正確。4. 一簡諧機械橫波沿x 軸正方向傳播，波長為，周期為 T，t =0 時刻的波形如圖1 所示， a、b是波上的兩個質點。圖2 是波上某一質點的振動圖像。下列說法正確的是（）A t =0 時質點 a 的速度比質點b 的大y avyB t =0 時質點 a 的加速度比質點 b 的小xtbOC圖 2 可以表示質點a 的振動/2OT/2 TD圖 2 可以表

5、示質點b 的振動圖 1圖 2【答案】 D【解析】由圖 1 得 t =0 時刻， a 在波峰，速度為零，b 在平衡位置，速度最大，故A 錯誤；由圖 1得 t= 0 時刻，質點 a 的回復力最大，加速度比質點b 大，故 B錯誤；由振動圖像圖2 得 t =0 時刻，該質點位于平衡位置，且具有向下的最大速度，可表示質點b 的振動，故 C 錯誤， D 正確。5. 一列簡諧波沿x 軸傳播， t =0 時刻的波形如圖甲所示，此時質點P 正沿 y 軸負方向運動，其振動圖像如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是y/cmy/cmOO0.5 0.6t/s12P24 x/m0.10.2 0.30.4甲乙A沿 x 軸

6、負方向， 60m/sB沿 x 軸正方向， 60m/sC沿 x 軸負方向， 30 m/sD沿 x 軸正方向， 30m/s【答案】 A【解析】從甲圖的波動圖像可知，質點P 向 y 軸負方向運動說明波沿x 軸負方向傳播，從圖中還可在波長為 24m,周期為 0.4 秒，可得到波速vT24m/s60m/s, 所以答案選 A。0.406.一列簡諧橫波沿x 軸正方向傳播，圖（a）是 t =0 時刻的波形圖，圖（b）和圖（ c）分別是 x軸上某兩處質點的振動圖像。由此可知，這兩質點平衡位置之間的距離可能是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】根據題述及波形圖和兩處質點的振動圖像，圖（b）所示質點在 t =0 時在正向最大位移處，圖（ c）所示質點在t =0 時 x=0.05m，運動方向沿y 軸負方向，結合波形圖找到對應的點，如圖d所示。若 b 在前 c 在后，則 b、 c 間相差為1 T ，則這兩質點3y/m平衡位置之間的距離可能是12 m （2m0.1），B 正確。330123x/m2 T ，則這兩質點平衡位若 b 在后 c 在前，則 c、b 間相差為（ d）3置之間的距離可能是24 m （2m ）， D正確。337.簡諧橫波在均勻介質中沿直線傳播，P、 Q是傳播方

8、向上相距 10 m 的兩質點，波先傳到P，當波傳到 Q開始計時， P、 Q兩質點的振動圖像如圖所示。則A. 質點 Q開始振動的方向沿 y 軸正方向y/mPQB. 該波從 P 傳到 Q的時間可能為 7 sOC. 該波的傳播速度可能為2 m/s1234 56789t/sD. 該波的波長可能為 6 m【答案】 AD【解析】由圖線可知，質點Q開始起振的方向為 y 正方向，選項A 正確；振動由P 向 Q傳播，由圖線可知 T=6s，質點 Q的振動圖像向左平移4 s 后與 P 點的振動圖像重合，意味著Q比 P 的振動滯后了 4 s ，即 P 傳到 Q的時間 t可能為 4 s ，同時由周期性可知，故振動從P

9、傳到 Q的時間可能為(nT 4) s ( 6n 4) s,（ n=1 2、3），故不可能為7s，選項B錯誤；根據v(nT4)10 m可得、v10m/s（ n=1、2、3），故波速不可能為2m/s，選項 C錯誤；根據v T60m，當6n6n44n =1 時， =6m，選項 D 正確；故選 AD。8.介質中坐標原點 O處的波源在 t =0 時刻開始振動，產生的y簡諧波沿 x 軸正向傳播， t 0 時刻傳到 L 處，波形如圖所示。Ox0Lx下列能描述x0 處質點振動的圖象是A yB yOt0tOt0tC yD yOt0tOt0t答案： C解析：從波形圖可以看出，t0 時刻傳到L=3 處，說明t0=3

10、 。簡諧波沿x軸正向傳播，則在t0 時T刻= 質點的運動方向和波源在t=0 時刻的運動方向相同，是沿y軸的負方向的，即每一個質點的x L起振方向都是沿y 軸的負方向的，則C D 可能正確。由于 x 5/4 ，說明在 T t 5 T /4的0時間內 x0 處質點沒有振動，所以在t 0 時刻 x0 處質點的振動時間是3T -5T /4 t 0- t 3 T - T，即 7T /4 t 0- t 2T，即振動圖像中t 0 時刻前有少于2 個多于 7/4 個的完整圖形，所以C正確。9. 如圖所示，甲為 t = 1s 時某橫波的波形圖像，乙為該波傳播方向上某一質點的振動圖像，距該質點 x = 0.5m處

11、質點的振動圖像可能是： （）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】從甲圖可以得到波長為2m，乙圖可以得到周期為2s ，即波速為 1m/s；由乙圖的振動圖像可以找到 t =1s 時，該質點位移為負，并且向下運動，再經過T/8 就到達波谷，所以可以判斷波是向左傳播， 而距該質點x=0.5m 處質點， 就是相差 /4 或時間相差 T/4 ，但有兩種可能是提前或延后。若是延后是在t=1s 時再經過 /4 到達乙圖的振動圖像t=1s 時的位移，所以

12、A 正確，若是T提前是在 t =1s 時要向返回 T/4 到達乙圖的振動圖像 t =1s 時的位移，該質點在t =1s 時，該質點位移為負，并且向上運動，所以BCD都錯誤。10.在均勻介質中， 一列沿x 軸正向傳播的橫波，其波源 O在第y一個周期內的振動圖像，如右圖所示， 則該波在第一個周期末的波形圖是（）OtyyyyOAxOxOxOxBCD答案： D解析：由振動圖像知波源開始振動的方向為負y 方向，故介質中各個質點的起振方向均向下，第一個周期末開始振動的質點，其振動方向與波源開始振動的方向相同，即也是負y 方向，由波的平移法可知， A、 C兩圖中波最前列的質點起振方向向上，所以選項A、 C 錯誤；由振動圖像的振幅變化知，后半個周期振幅較大，即波源的振幅在增大，根據波傳播的特點知，故選項B 錯 D 正確。11. 圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b 兩質點的橫坐標分別為xa=2m和 xb=6m，圖乙為質點 b 從該時刻開始計時的振動圖象，下列說法正確的是（ D ）0.5y/my/m0.5A、該波沿 +x 方向傳播，波速為1m/sab0100246810 t/s2468B、質點 a 經 4s 振動的路程為 4m-0.5x/m -0.5圖乙C、此時刻質 點 a 的速度