專題09振動圖像與波動圖像

專題09振動圖像與波動圖像目錄TOC\o"13"\h\u一.振動圖像 1二.共振曲線 4三.波的圖像 6四．振動圖像和波動圖像的比較 9五．根據(jù)兩個波形圖求周期、波速 12六．根據(jù)兩個振動圖求周期、波速 14一.振動圖像1.物理意義：表示振子的位移隨時間變化的規(guī)律，為正弦(或余弦)曲線.2.簡諧運動的圖象(1)從平衡位置開始計時，把開始運動的方向規(guī)定為正方向，函數(shù)表達式為x＝Asin_ωt，圖象如圖甲所示.(2)從正的最大位移處開始計時，函數(shù)表達式為x＝Acos_ωt，圖象如圖乙所示.3.從圖象可獲取的信息(1)振幅A、周期T(或頻率f)和初相位φ0(如圖所示).(2)某時刻振動質點離開平衡位置的位移.(3)某時刻質點速度的大小和方向：曲線上各點切線的斜率的大小和正負分別表示各時刻質點的速度大小和方向，速度的方向也可根據(jù)下一相鄰時刻質點的位移的變化來確定.(4)某時刻質點的回復力和加速度的方向：回復力總是指向平衡位置，回復力和加速度的方向相同.(5)某段時間內質點的位移、回復力、加速度、速度、動能和勢能的變化情況.2.簡諧運動的對稱性(如圖)(1)相隔Δt＝(n＋eq\f(1,2))T(n＝0,1,2…)的兩個時刻，彈簧振子的位置關于平衡位置對稱，位移等大反向(或都為零)，速度等大反向(或都為零)，加速度等大反向(或都為零).(2)相隔Δt＝nT(n＝1,2,3…)的兩個時刻，彈簧振子在同一位置，位移、速度和加速度都相同.【典例分析1】（2024·浙江·高考真題）如圖1所示，質量相等的小球和點光源，分別用相同的彈簧豎直懸掛于同一水平桿上，間距為，豎直懸掛的觀測屏與小球水平間距為，小球和光源做小振幅運動時，在觀測屏上可觀測小球影子的運動。以豎直向上為正方向，小球和光源的振動圖像如圖2所示，則（）A．時刻小球向上運動 B．時刻光源的加速度向上C．時刻小球與影子相位差為 D．時刻影子的位移為【答案】D【詳解】A．以豎直向上為正方向，根據(jù)圖2可知，時刻，小球位于平衡位置，隨后位移為負值，且位移增大，可知，時刻小球向下運動，故A錯誤；B．以豎直向上為正方向，時刻光源的位移為正值，光源振動圖像為正弦式，表明其做簡諧運動，根據(jù)可知，其加速度方向與位移方向相反，位移方向向上，則加速度方向向下，故B錯誤；C．根據(jù)圖2可知，小球與光源的振動步調總是相反，由于影子是光源發(fā)出的光被小球遮擋后，在屏上留下的陰影，可知，影子與小球的振動步調總是相同，即時刻小球與影子相位差為0，故C錯誤；D．根據(jù)圖2可知，時刻，光源位于最低點，小球位于最高點，根據(jù)直線傳播能夠在屏上影子的位置也處于最高點，影子位于正方向上的最大位移處，根據(jù)幾何關系有解得即時刻影子的位移為5A，故D正確。故選D。【典例分析2】（2024上·山東青島·高三山東省平度第一中學?？计谀┤鐖D甲，一質量為m的物體B放在水平面上，質量為2m的物體A通過一輕彈簧與其連接。給A一豎直方向上的初速度，當A運動到最高點時，B與水平面間的作用力剛好為零。從某時刻開始計時，A的位移隨時間變化規(guī)律如圖乙，已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．時間內，物體A的速度與加速度方向相反B．物體A在任意一個1.25s內通過的路程均為50cmC．物體A的振動方程為D．物體B對水平面的最大壓力為9mg【答案】C【詳解】A．時間內，物體A由負的最大位移向平衡位置運動，回復力指向平衡位置，可得物體A的速度方向與加速度方向相同，均沿軸正方向，故A錯誤；B．由圖可知物體A振動周期為，物體A由特殊位置（平衡位置或最大位移處）開始計時，在任意一個內，物體A通過的路程等于振幅的5倍，即50cm，除此外的位置在1.25s內通過的路程不等于振幅的5倍，故B錯誤；C．物體A的振動方程為將代入可得可得故C正確；D．當A運動到最高點時，B與水平面間的作用力剛好為零，對B，根據(jù)牛頓第二定律有對A，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)對稱性，當A運動到最低點時，對A，根據(jù)牛頓第二定律有此時水平面對物體B的支持力最大，有根據(jù)牛頓第三定律，物體B對水平面的最大壓力為6mg，故D錯誤。故選C。二.共振曲線【分析要點】系統(tǒng)做受迫振動時，如果驅動力的頻率可以調節(jié)，把不同頻率的驅動力先后作用于同—個振動系統(tǒng)，其受迫振動的振幅將不同，如圖是共振曲線圖．驅動力頻率f等于系統(tǒng)的固有頻率f0時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振．【要點詮釋】：驅動力頻率接近物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振．【典例分析1】（2023上·江蘇揚州·高三統(tǒng)考階段練習）如圖甲所示，一個豎直圓盤轉動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向振動，T形支架下面系著一個彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)。改變圓盤勻速轉動的周期，其共振曲線如圖乙所示、則（）A．圓盤以的周期勻速轉動時，小球穩(wěn)定后振動頻率約為3HzB．當圓盤轉動周期為時，小球振動的振幅最大C．若圓盤勻速轉動的周期減小，共振曲線的峰值將向右移動D．若圓盤勻速轉動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率變小【答案】D【詳解】A．圓盤轉動時，T形支架對小球產生周期性的驅動力，此時小球的運動為受迫振動，小球振動穩(wěn)定后的周期等于驅動周期為2s，頻率為故A錯誤；B．當驅動力的頻率等于小球的固有頻率時發(fā)生共振，振幅最大；由乙圖可知小球的固有頻率是3Hz，周期為故B錯誤；C．共振曲線的峰值由彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)決定，與圓盤勻速轉動的周期無關，故C錯誤；D．圓盤轉動時，T形支架對小球產生周期性的驅動力，此時小球的運動為受迫振動，小球簡諧振動頻率與驅動力頻率相同；若圓盤勻速轉動的周期增大，系統(tǒng)的振動頻率變小，故D正確。故選D?！镜淅治?】．兩單擺在不同的驅動力作用下其振幅A隨驅動力頻率f變化的圖象如圖中甲、乙所示，則下列說法正確的是()A.單擺振動時的頻率與固有頻率有關，振幅與固有頻率無關B.若兩單擺放在同一地點，則甲、乙兩單擺的擺長之比為4∶1C.若兩單擺擺長相同放在不同的地點，則甲、乙兩單擺所處兩地的重力加速度之比為4∶1D.周期為2s的單擺叫作秒擺，在地面附近，秒擺的擺長約為2m【答案】B【解析】做受迫振動的物體的頻率等于驅動力的頻率，單擺振動時的頻率由驅動力的頻率決定，與單擺的固有頻率無關，當驅動力頻率等于單擺的固有頻率時，單擺的振幅最大，發(fā)生共振，選項A錯誤；由題圖可知，甲、乙兩個單擺的固有頻率之比為1∶2，則由T＝eq\f(1,f)＝2πeq\r(\f(l,g))可知，l＝eq\f(g,4π2f2)，則若兩單擺放在同一地點，則甲、乙兩單擺的擺長之比為4∶1；若兩單擺擺長相同放在不同的地點，則甲、乙兩單擺所處兩地的重力加速度之比為1∶4，選項B正確，C錯誤；在地面附近，秒擺的擺長為l＝eq\f(gT2,4π2)≈1m，選項D錯誤.三.波的圖像【分析要點】1．圖像的建立用橫坐標表示在波的傳播方向上介質中各質點的平衡位置，縱坐標表示某一時刻各個質點偏離平衡位置的位移，并規(guī)定橫波中位移方向向某一個方向時為正值，位移方向向相反的方向時為負值．在平面上，描出各個質點平衡位置與對應的各質點偏離平衡位置的位移的坐標點（），用平滑的曲線把各點連接起來就得到了橫波的波形圖像（如圖所示）．2．圖像的特點（1）橫波的圖像形狀與波在傳播過程中介質中各質點某時刻的分布相似，波形中的波峰即為圖像中的位移正向的最大值，波谷即為圖像中位移負向的最大值，波形中通過平衡位置的質點在圖像中也恰處于平衡位置．（2）波形圖像是正弦或余弦曲線的波稱為簡諧波．簡諧波是最簡單的波．（3）波的圖像的重復性：相隔時間為周期整數(shù)倍的兩個時刻的波形相同．（4）波的傳播方向的雙向性：不指定波的傳播方向時，圖像中波可能向軸正方向或軸負方向傳播．波動圖像的意義：描述在波的傳播方向上的介質中的各質點在某一時刻離開平衡位置的位移．3．由波的圖像可以獲得的信息知道了一列波在某時刻的波形圖像，如圖所示，能從這列波的圖像中了解到波的傳播情況主要有以下幾點：（1）可以直接看出在該時刻沿傳播方向上各質點的位移．圖線上各點的縱坐標表示的是各質點在該時刻的位移．如圖中的點的位移是．（2）可以直接看出在波的傳播過程中各質點的振幅，即波動圖線上縱坐標最大值的絕對值，即．（3）可以判斷出沿傳播方向上各質點在該時刻的運動方向．如要確定圖線上點的振動方向，可以根據(jù)波的傳播方向和波的形成過程，知道質點開始振動的時刻比它左側相鄰質點要滯后一些，所以質點在此時刻的位移值是質點在下一時刻的位移值，由此判斷出質點此時刻的速度方向應沿軸正方向，即向上振動．如果這列波的傳播方向改為自右向左，則質點開始振動的時刻比它右側相鄰質點要滯后一些，所以質點此時刻的位移值將是質點在晚些時刻的位移值，由此判斷出質點此時刻的速度方向應沿方向，即向下振動．總之，利用波的傳播方向確定質點運動方向的方法是要抓住波動的成因，即先振動的質點（即相鄰兩點中離波源比較近的質點）總是要帶動后面的質點（即相鄰兩點中離波源比較遠的質點）運動．【典例分析1】（2024上·河南·高三校聯(lián)考期末）位于坐標原點的質點P在t=0時刻從平衡位置開始振動，t=1.0s時刻振動剛好傳播到x=2.2m處，如圖所示，此時質點Q處平衡位置，則下列說法正確的是（）A．質點P起振方向為y軸負方向B．質點Q的平衡位置坐標為xQ=0.9mC．質點P比質點Q振動超前D．0~1.0s內，質點P運動的路程為【答案】A【詳解】A．t=1.0s時刻，x=2.2m處質點的振動方向沿y軸負方向，因此質點P起振方向為y軸負方向，A項正確；B．質點Q的平衡位置坐標為B項錯誤；C．波的傳播速度大小質點P比質點Q振動超前C項錯誤；D．t=1s時刻，質點P運動的路程為D項錯誤。故選A?！镜淅治?】（2024上·山東聊城·高三統(tǒng)考期末）某列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，在時的波形圖如圖所示，P為平衡位置在處的質點。已知該波在此介質中的傳播速度為，關于該波，下列說法正確的是（）A．從時刻開始再經過0.125秒，P點走過的路程為B．P點沿y軸做簡諧運動的表達式為C．從時刻開始，經0.25秒質點P沿x軸正方向傳播了D．該波在傳播過程中，若遇到長的障礙物，不能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象【答案】A【詳解】A．由圖可知波長為4m，則周期為s從時刻開始再經過0.125s=T，P點走過的路程為，故A正確；B．波向右傳播，根據(jù)平移法可知P點從平衡位置向上振動，則P點沿y軸做簡諧運動的表達式為C．P點只能在平衡位置附近振動，不能“隨波逐流”，故C錯誤；D．由圖可知波長為4m，該波在傳播過程中，若遇到長的障礙物，能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤；故選A。四．振動圖像和波動圖像的比較特點振動圖像波動圖像相同點圖線形狀正（余）弦曲線正（余）弦曲線縱坐標不同時刻某一質點的位移某一時刻介質中所有質點的位移縱坐標最大值振幅振幅不同點描述對象某一個振動質點一群質點（軸上各個點）物理意義振動位移隨時間的變化關系軸上所有質點在某一時刻振動的位移橫坐標表示時間表示介質中各點的平衡位置離原點的距離橫軸上相鄰兩個步調總一致的點之間的距離的含義表示周期表示波長（見下節(jié)）圖像變化隨時間延伸隨時間推移其他頻率和周期在圖中直接識讀周期已知波速時，根據(jù)圖中可求出（見下節(jié)）兩者聯(lián)系質點的振動是組成波動的基本要素之一波動是由許多質點振動所組成的，但從圖像上波形的變化無法直接看出，若知波的傳播方向和某時刻的波形圖，則可以討論波動中各質點的振動情況【典例分析1】（2024上·湖南·高三校聯(lián)考階段練習）一列簡諧橫波沿x軸傳播，t=1.5s時刻的波形圖如圖甲所示，P、Q為介質中平衡位置分別在xP=1m、xQ=2m處的質點，圖乙為平衡位置位于x=1m和x=2m之間某質點A（圖中未標出）的振動圖像，則下列判斷正確的是（

）A．波沿x軸正方向傳播B．t=1s時，P的加速度沿y軸正方向C．t=2s時，Q的速度正在增大D．質點Q的振動方程為【答案】D【詳解】A．t=1.5s時刻，由圖乙可知，質點A的位移為，此質點正沿y軸負方向運動，根據(jù)振動與波動的關系可知，波正沿x軸負方向傳播，A錯誤；B．t=1s時刻，質點A位于波峰，質點P正沿y軸正方向運動，加速度指向平衡位置，沿方向，B錯誤；C．t=2s時，質點A在平衡位置沿y軸負方向運動，此時質點Q也沿方向運動，速度正在減小，C錯誤；D．t=0時刻，質點A在平衡位置沿y軸正向運動，此時質點Q的位移為，沿y軸正向運動，則質點Q的振動方程D正確。故選D?！镜淅治?】（2024·新疆烏魯木齊·統(tǒng)考一模）“波”字最早用于描述水紋起伏之狀，唐代詩人有“微風動柳生水波”的描述。圖甲為一列可看成簡諧橫波的水波在時的波形圖，P、Q是介質中的兩個質點，圖乙為質點P的振動圖像。下列說法中正確的是（）A．水波沿x軸負方向傳播 B．水波的波速為C．時，質點Q的位移為 D．質點P的平衡位置坐標【答案】AD【詳解】A．根據(jù)圖乙可知0.5s時質點P沿y軸負方向振動，根據(jù)甲圖可知水波沿x軸負方向傳播，A正確；B．根據(jù)甲乙圖像可知波長為12cm，周期為1.2s，則解得波速為B錯誤；C．從圖示的甲圖到t=1.0s波形向左移動根據(jù)對稱性可知，此時Q點到平衡位置的距離與P點到平衡位置的距離相等，所以Q點位移為，C錯誤；D．甲圖中質點P位移為，說明質點P再經過0.1s回到平衡位置，那么波形向左移動，所以則質點P的平衡位置坐標為故選AD。五．根據(jù)兩個波形圖求周期、波速【典例分析1】（2024上·河北滄州·高三泊頭市第一中學校聯(lián)考期末）如圖所示，一列簡諧波沿軸正方向傳播，實線為時刻的波形，虛線為時的波形，下列說法正確的是（）A．該波的周期為B．時，處的質點正在向軸正方向運動C．波速大小可能為D．內該波上所有質點運動的路程可能為【答案】CD【詳解】A．簡諧波沿軸正方向傳播，由波形圖可知故A錯誤；C．波速當時，，故C正確；B．根據(jù)“上下坡”規(guī)律可得，時，處的質點恰好向下通過平衡位置，故B錯誤；D．當周期為時，傳播時間為半個周期，則所有質點運動的路程均為，故D正確。故選CD。【典例分析2】（2024上·河北保定·高三統(tǒng)考期末）某機械波在軸上傳播，如圖所示，實線代表時刻的波形圖，虛線代表時的波形圖。下列關于這列波的說法中正確的是（

）A．若波沿軸正方向傳播，它的周期B．若波沿軸正方向傳播，速度可能為C．若波沿軸負方向傳播，它的周期D．若波速為，時刻，處質點的位移是0【答案】BD【詳解】A．若波沿x軸正方向傳播，則由圖可知解得周期為當n=0時，T=1.2s，因此它的周期可能為1.2s，故A錯誤；B．由圖可知，波長，若波沿x軸正方向傳播，則速度當n=2時，v=30m/s，故B正確；C．若波沿x軸負方向傳播，則由圖可知解得周期為當n=0時，T=0.4s，因此它的周期可能為0.4s，故C錯誤；D．若波沿x軸負方向傳播，則速度當n=0時，v=10m/s，故波沿x軸負方向傳播，且周期為T=0.4s。因t=0時刻，x=1m處質點的位移是0，則t=0.4s時刻，x=1m處質點的位移是0，故D正確。故選BD。六．根據(jù)兩個振動圖求周期、波速【典例分析1】(多選)如圖甲所示，一列簡諧橫波在x軸上傳播，圖乙和圖丙分別為x軸上a、b兩質點的振動圖象，且xab＝6m．下列說法正確的是()A．波一定沿x軸正方向傳播B．波長可能是8mC．波速一定是1m/sD．波速可能是3m/s【答案】BD【解析】由振動圖象無法比較a、b兩質點振動的先后，所以無法判斷波的傳播方向，故A錯誤；若波沿x軸正方向傳播，由振動圖象讀出t＝0時刻，a質點經過平衡位置向下運動，而b位于波峰，結合波形得到：xab＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(n＋\f(1,4)))λ(n＝0,1,2…)，得到波長為：λ＝eq\f(4xab,4n＋1)＝eq\f(24,4n＋1)m(n＝0,1,2…)，由題圖乙、丙可知，此列波的周期T＝8s，則波速為：v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(3,4n＋1)m/s(n＝0,1,2…)，同理可知，若波沿x軸負方向傳播，波長為：λ＝eq\f(24,4n＋3)m(n＝0,1,2…)，波速為：v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(3,4n＋3)m/s(n＝0,1,2…)，由于n是整數(shù)，當n＝0時，λ＝8m，故B正確；由上可知，波速不一定等于1m/s，故C錯誤；若波沿x軸正方向傳播時，由v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(3,4n＋1)m/s(n＝0,1,2…)得知，當n＝0時，v＝3m/s，故D正確．【典例分析2】（2023·湖南永州·統(tǒng)考一模）戰(zhàn)繩作為一項超燃脂的運動，十分受人歡迎。一次戰(zhàn)繩練習中，某運動達人晃動繩的一端使其上下振動（可視為簡諧振動）形成橫波。圖甲、圖乙分別是同一繩上P、Q兩質點的振動圖像，傳播方向為P到Q。波長大于1m、小于3m，P、Q兩質點在波的傳播方向上相距3m，下列說法正確的是（

）A．該列波的波長可能為 B．P、Q兩質點振動方向始終相反C．該列波的波速可能為 D．從至，Q質點運動的路程為3.4m【答案】C【詳解】ABC．由題意可知（其中n=0、1、2……）由于波長大于1m、小于3m，則n只能取1、2，當n=1時有得當n=2時有得且當波長為時，波速由于P、Q兩距離并不是半個波長的奇數(shù)倍，故P、Q兩點的振動方向并不是始終相反，故AB錯誤，C正確；D．由于且由于0時刻Q質點處于平衡位置，則此時間內Q運動的路程故D錯誤。故選C。圖6學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、單選題1．（2023上·安徽合肥·高三合肥一六八中學?？茧A段練習）如圖所示為某物體沿一直線做簡諧運動的圖像，則下列說法中正確的是（）A．和，合外力做功不相同、合外力的沖量相同B．和，合外力做功不相同、合外力的沖量相同C．和，合外力做功相同、合外力的沖量也相同D．和，合外力做功相同、合外力的沖量不相同【答案】B【詳解】A．設最大速度大小為，則內動能的變化量為，動量變化量為，內動能變化量為，動量變化量為，根據(jù)動能定理可知這兩段時間內合力做功不相同，根據(jù)動量定理知合力的沖量不相同，故A錯誤；B．內動能變化量為動量變化量為，結合上述和相比，合外力做功不相同、合外力的沖量相同，故B正確；C．內動能變化量為動量變化量為結合上述和相比，合外力做功不相同、合外力的沖量相同，故C錯誤；D．結合上述可知和內動能變化量均為0，動量變化量均為0，根據(jù)動能定理和動量定理得知合力的功和沖量都相同，故D錯誤。故選B。2．（2023上·山東青島·高三統(tǒng)考期末）豎直方向振動的彈簧振子及其振動圖像如圖所示，已知小球質量為，彈簧的勁度系數(shù)為，下列說法正確的是（）A．振子（小球）的位移隨時間變化的關系式為B．在第1s末到第2s末這段時間內，小球的動能在減少、彈性勢能在增加C．小球的最大加速度為D．該小球在0~20s內的位移為100cm【答案】C【詳解】A．由圖可知，小球振動的周期T為4s，振幅A為5cm，則小球的位移隨時間變化的關系式為故A錯誤；B．在第1s末到第2s末這段時間內，小球從最大位移運動到平衡位置，則小球的動能在增加、彈性勢能在減小，故B錯誤；C．小球在最大位移處時受到的彈力最大為則根據(jù)牛頓第二定律可得，小球的最大加速度為故C正確；D．由圖可知，小球在4s時的位移為零。小球周期為4s，20s即為4個周期，所以該小球在0~20s內的位移為零，故D錯誤。故選C。3．（2024上·河北·高三校聯(lián)考期末）如圖甲所示，通過戰(zhàn)斗繩進行高效全身訓練是健身房的最新健身潮流之一、健身愛好者訓練時，手持繩的一端上下甩動形成的繩波可簡化為簡諧橫波，手的平衡位置在x=0處，手從平衡位置開始甩動時開始計時，t=0.5s時繩的波形圖如圖乙所示，此時繩波剛好傳播到x=6m處，下列說法正確的是（）A．繩波傳播的速度大小為12m/sB．繩波第一次從x=0處傳到x=6m處的過程中，x=3m處的質點通過的路程為1.2mC．手從平衡位置開始甩動時起振方向沿y軸正方向D．t=0.5s時，x=3m處的質點的加速度最大【答案】A【詳解】A．繩波傳播的速度故A正確；B．根據(jù)圖乙可知，波長為6m，即周期為0.5s，繩波第一次從x=0處傳到x=6m處的過程中，x=3m處的質點只振動了半個周期，經過的路程為2個振幅，即x=3m處的質點通過的路程為s=2A=60cm=0.6m故B錯誤；C．根據(jù)同側法可知，x=6m處的質點的起振方向沿y軸負方向，由于所有質點的起振方向均與波源的起振方向相同，可知，手從平衡位置開始甩動時起振方向沿y軸負方向，故C錯誤；D．根據(jù)上述可知，t=0.5s時，x=3m處的質點處于平衡位置剛剛開始振動，質點位移為0，可知質點的加速度也為0，故D錯誤。故選A。4．（2023·湖南長沙·長沙一中?？级＃┤鐖D是物理興趣小組的同學在某資料上發(fā)現(xiàn)的一幅物理圖像，該圖像未標明坐標軸代表的物理量。于是同學們對該圖像進行了討論，正確的意見是（）A．該圖像可能是某種氣體在不同溫度時的分子速率分布圖像，且圖線Ⅱ對應的溫度較高B．該圖像可能是黑體在不同溫度時的輻射強度隨波長變化的圖像，且圖線Ⅰ對應的溫度較高C．該圖像可能是某振動系統(tǒng)在不同驅動力作用下受迫振動的振幅隨頻率變化的圖像，且圖線Ⅱ對應的驅動力頻率較大D．該圖像可能是不同電源的輸出功率隨負載電阻變化的圖像。且圖線Ⅰ對應的電源內阻較大【答案】A【詳解】A．如圖所示的可能是某種氣體在不同溫度時的分子速率分布圖像，且圖線Ⅱ對應的溫度較高，故A正確；B．溫度升高時，黑體輻射各種波長的輻射強度都增加，不同溫度對應的曲線不相交，B錯誤；C．同一振動系統(tǒng)在不同驅動力作用下的共振曲線峰值對應的頻率相同，且不會經過坐標原點，故C錯誤；D．當負載電阻等于電源內阻時電源的輸出功率最大，如果圖像是不同電源的輸出功率隨負載電阻變化的圖像，則圖線Ⅱ對應的電源內阻較大，故D錯誤。故選A。5．（2024·全國·高三專題練習）共振篩由偏心輪、篩子、彈簧等組成，偏心輪轉動過程給篩子一個驅動力，如圖甲所示。該共振篩的共振曲線如圖乙所示。已知增大電壓，可使偏心輪轉速提高，增加篩子質量，可增大篩子的固有周期，已知12V電壓下偏心輪的轉速為30r/min，則下列說法中正確的是（）A．電壓為12V時，篩子實際振動的頻率是0.8HzB．電壓從12V開始減小，篩子有可能會共振C．保持12V電壓不變，減小篩子的質量，篩子有可能會共振D．若只改變電壓，篩子的固有周期不變，仍為1.25s【答案】D【詳解】A．電壓為12V時，篩子實際振動的頻率是故A錯誤；B．由乙圖知，當頻率為0.8Hz時，發(fā)生共振，即篩子的固有頻率為f0=0.8Hz根據(jù)題意，電壓從12V開始減小，偏心輪轉速降低，頻率減小，篩子不可能會共振，故B錯誤；C．保持12V電壓不變，偏心輪頻率不變，減小篩子的質量，篩子固有周期減小，固有頻率增大，篩子不可能會共振，故C錯誤；D．根據(jù)題意，篩子的固有周期與電壓無關，篩子的固有周期故D正確。故選D。7．（2024上·云南德宏·高三統(tǒng)考期末）圖1為一列簡諧橫波在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．00.3s內，質點Q運動的路程為0.3mB．t＝0.7s時，質點Q距平衡位置的距離大于質點P距平衡位置的距離C．t＝0.5s時，質點Q的加速度小于質點P的加速度D．t＝0.2s時，質點Q沿y軸負方向運動【答案】C【詳解】A．因周期T=0.4s，則因質點Q不是從平衡位置或者波峰波谷位置開始振動，則00.3s內，質點Q運動的路程不等于3A=0.3m，選項A錯誤；B．t＝0.7s時，質點P在位移最大的位置，質點Q不在位移最大的位置，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B錯誤；C．t＝0.5s時，質點P在位移最大的位置，回復力最大，加速度最大，而質點Q不在位移最大的位置，則質點Q的加速度小于質點P的加速度，選項C正確；D．因t=0時刻質點P沿y軸正向振動，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D錯誤。故選C。8．（2024上·廣東·高三廣東華僑中學校聯(lián)考期末）圖甲是一列簡諧橫波在時刻的波形圖，圖乙是處的質點的振動圖像。則下列說法正確的是（）A．該波波長為B．該波頻率為C．該波的傳播速度為D．在時間內，處質點的路程為【答案】C【詳解】ABC．由圖甲可知波長為由圖乙可知周期為則頻率為該波的傳播速度為故AB錯誤，C正確；D．由于則在時間內，處質點的路程為故D錯誤。故選C。9．（2024上·廣東東莞·高三統(tǒng)考期末）如圖甲所示，“戰(zhàn)繩訓練”是常見的健身方式，健身愛好者甩動戰(zhàn)繩，令其在豎直平面內形成簡諧波。如圖乙所示是某次訓練中時戰(zhàn)繩的波形圖，繩上質點P的振動圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（）A．該波沿x軸負方向傳播B．該波的波速為10m/sC．若僅增大抖動的幅度，波速會增大D．質點P再經0.1s將運動到圖中的位置【答案】B【詳解】A．由圖丙可知時，質點P正在向y軸負方向振動，根據(jù)平移法可知該波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；B．該波的波速為故B正確；C．機械波的傳播速度只由介質決定，若增大抖動的幅度，波速保持不變，故C錯誤；D．質點只能在平衡位置附近振動，不能沿波傳播，故D錯誤。故選B。10．（2024上·河北·高三校聯(lián)考期末）如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線為t=0時刻的波形圖，虛線為t=0.1s時刻的波形圖，質點M的橫坐標x=2.5m，波源不在坐標原點O，下列說法正確的是（）A．波的頻率可能為7.5HzB．波的傳播速度可能為5m/sC．t=0.1s時刻質點M正在沿x軸正方向運動D．t=0.1s時刻M點左側在x軸上與M點相距5m處的質點正在向y軸方向振動【答案】D【詳解】A．波沿x軸正方向傳播，則周期為頻率為（n=0，1，2，3，……）所以波的頻率可能為2.5Hz，12.5Hz，……，不可能為7.5Hz，A錯誤；B．波速為由題圖可知，則（n=0，1，2，3，……）當n=0時，v=10m/s，不可能為5m/s，選項B錯誤；C．波的傳播過程是振動形式的傳播，質點不會隨波遷移，M點振動方向垂直于x軸，，選項C錯誤；D．由題知，在t=0.1s時刻在M右側與M相距5m處的質點向上振動，在M點左側在x軸上與M相距5m處的質點正在向y方向振動，選項D正確。故選D。11．（2024上·安徽·高三校聯(lián)考期末）一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖1、圖2分別是x軸上相距1m的M、N兩點的振動圖像。下列說法正確的是（）A．M、N兩點的振動方向始終相同B．該簡諧橫波的波長可能為C．該簡諧橫波的波長可能為2mD．該簡諧橫波的波速可能為【答案】D【詳解】A．由圖像可知，當1s<t<2s時，M、N兩點振動方向相反，故A錯誤；B．設由M指向N為x軸正方向，若波沿x軸正向傳播，則得由圖像可知T=4s，故波速當時，，；若波沿x軸負向傳播，則得又，故波速當時，，當時，，故D正確，BC錯誤。故選D。12．（2024·廣西·校聯(lián)考一模）圖中實線和虛線分別表示一列簡諧橫波在傳播方向上相距的兩質點P和Q的振動圖像。該波的波長可能為（）A． B． C． D．【答案】D【詳解】若P質點離波源近，則P、Q間距離至少為四分之三個波長，有則波長當時，；若Q質點離波源近，則P、Q間距離至少為四分之一個波長示，有則波長沒有選項符合這種情況。故選D。13．（2023上·湖南邵陽·高三校聯(lián)考階段練習）彩帶舞是一種民間舞蹈藝術，每逢節(jié)日，人們就會在大街小巷跳起彩帶舞，營造一種歡樂祥和的氛圍。彩帶舞愛好者某次抖動彩帶形成的彩帶波可看成簡諧橫波。在如圖所示的彩帶上有相距6m的M、N兩質點，波由M向N傳播，某時刻兩質點的振動圖像如圖所示。下列說法正確的是（

）A．該簡諧橫波的傳播周期為B．該簡諧波的波長可能為20mC．該簡諧橫波的傳播速度大小可能為6m/sD．的時間內質點M點的路程為120cm【答案】C【詳解】A．由圖像可知，該簡諧橫波的傳播周期為。故A錯誤；B．根據(jù)圖像可知，M、N兩質點之間的距離與波長的關系（）故波長（）波長為20m時，無正整數(shù)解，故B錯誤；C．該簡諧橫波的傳播速度大?。ǎ┊敃r故C正確；D．由圖像可知，振幅內質點M點的路程故D錯誤。故選C。14．（2023上·江蘇揚州·高三統(tǒng)考階段練習）如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實線為時刻的波形圖，虛線為時刻的波形圖，已知波的周期，下列說法正確的是（）A．該波的波速一定是B．該波的傳播周期一定為C．時，Q點的位移一定為零D．時，Q點一定沿y軸正方向運動【答案】C【詳解】AB．根據(jù)圖可知，波長如果波向左傳播，則有只有當n=0時此時波速為如果波向右傳播，則有只有當n=0時此時波速為故AB錯誤；C．如果波向左傳播，則根據(jù)波的傳播也是波形的平移，Q點正好到達平衡位置，位移為零；如果波向右傳播，則根據(jù)波的傳播也是波形的平移，Q點也是正好到達平衡位置，位移為零，故C正確；D．時，若波向x軸正方向運動，Q點沿y軸正方向運動；若波向x軸負方向運動，Q點沿y軸負方向運動，故D錯誤。故選C。二、多選題15．（2024·河北·統(tǒng)考一模）如圖所示，時刻坐標原點O處的波源由平衡位置沿著y軸方向做簡諧運動，形成沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，經過0.5s時的波形如圖所示，此時波的前端剛好傳播到M點。已知質點M、質點N的平衡位置的橫坐標分別為1m和5m，則下列說法正確的是（）A．該波的周期為2sB．該波傳播的速度為2m/sC．波源的起振方向沿y軸正方向D．時，質點N第一次達到波峰【答案】BD【詳解】A．波源經過0.5s時的波形為半個周期的形狀，則波的周期為故A錯誤；B．半個周期形成半個波長的波形，則波長為由波速和波長的關系可知故B正確；C．因沿x軸正方向傳播，對M點由同側法可知起振向下，而所有點的起振方向均相同，則波源的起振方向沿y軸負方向，故C錯誤；D．N點起振需要的時間為因時間滿足則N點向下起振經過剛好到達波峰的位置，故D正確。故選BD。16（2024上·山東煙臺·高三統(tǒng)考期末）一列簡諧橫波在某均勻介質中沿x軸負向傳播，t=1s時的波形如圖甲所示，M和N是介質中的兩個質點，質點M的平衡位置位于x=4m處，質點N的振動圖像如圖乙所示，則下列說法中正確的是（）A．該波的傳播速度為2m/sB．M、N兩質點的平衡位置相距可能為5mC．t=3.5s時，質點M向y軸正方向運動D．質點N做簡諧運動的位移x隨時間t變化的關系式為cm【答案】ABD【詳解】A．由圖甲可知波長為由圖乙可知周期為波的傳播速度為A正確；C．t=1s時M點位于平衡位置并向正方向振動，t=3.5s時經歷的時間為此時質點M向y軸負方向運動，C錯誤；D．質點的振幅為由圖乙可知初相位為，故質點N做簡諧運動的位移x隨時間t變化的關系式為D正確；B．由圖乙可知t=1s時N點的相位為，M點的相位為0，則N點比M的振動提前了或延遲了，M、N兩質點的平衡位置相距可能為或B正確；故選ABD。17．（2024·吉林白山·統(tǒng)考一模）某健身者揮舞健身繩鍛煉臂力，揮舞后形成一列沿x軸傳播的簡諧橫波，如圖所示，實線為時的波形圖，虛線為時的波形圖。已知波的周期，下列說法正確的是（

）A．這列波的波速可能為 B．這列波的波速