专题2.7 振动图像和波动图像(解析版)

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-4） 第二部分 机械振动和机械波 专题2.7 振动图像和波动图像 一．选择题 1．（6分）（2019北京通州二模）图甲为一简谐横波在t＝0时刻的波形图象，图乙为横波中x＝2m处质点

A的振动图象，下列说法正确的是（ ）

A．波的传播方向沿x轴负方向 B．波的传播速度大小为2m/s C．在t＝0时刻，图甲中质点A的振动速度大小为0 D．在t＝1s时刻，图甲中质点A的位置坐标为（0，20） 【参考答案】B 【名师解析】由图乙可知，横波中x＝2m处质点A在t＝0时刻的振动方向沿y轴向上，再回到图甲中，根据横波的特征：质点的振动方向和波的传播方向相互垂直，可知波的传播方向沿x轴正方向，故A错误；由图甲可知波长为8m，由图乙可知周期T＝4s，因此该简谐横波的传播速度大小为v＝＝m/s＝2m/s，故B正确；在t＝0时刻，图甲中质点A在平衡位置，振动速度大小为最大，故C错误；从t＝0到t＝1s，即经过四分之一周期，图甲中质点A运动到波峰位置，所以其位置坐标为（2m，20cm），故D错误。 2．（5分）（2019广西桂林、崇左二模）如图所示，一列简谐横波t＝0时波形如图，波沿x轴负向传播，传

播速度v＝1m/s，则下列说法正确的是（ ）

A．此时x＝1.25 m处的质点正在做加速度增大的减速运动 B．x＝0.4 m处的质点比x＝0.6 m处的质点先回到平衡位置 C．x＝4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置 D．t＝2s的波形图与t＝0时的波形图重合 E．x＝2 m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y＝0.4sin（πt）（m） 【参考答案】ACD。 【命题意图】本题以波动图像给出解题信息，考查机械振动和机械波的相关知识点。 【解题思路】波沿x轴负向传播，此时x＝1.25 m处的质点右侧的质点纵坐标较大，故质点向上运动，质点纵坐标大于零，故由质点运动远离平衡位置可得：质点做加速度增大的减速运动，故A正确；由波沿x轴负向传播可得：x＝0.6 m处的质点向平衡位置运动，x＝0.4 m处的质点先运动到负的最大位移处后向平衡位置运动，所以 x＝0.6m处的质点比x＝0.4 m处的质点先回到平衡位置，选项B错误；由波沿x轴负向传播可得：x＝4 m处的质点由平衡位置向下振动，故x＝4 m处的质点再经过可运动到波峰位置，又有波长λ＝2m，波速v＝1m/s，所以，周期T＝λ/v＝2s，那么，x＝4 m处的质点再经过1.5 s可运动到波峰位置，选项C正确；故经过2s（一个周期），波正好向前传播一个波长，波形重合，故t＝2s的波形图与t＝0时的波形图重合，选项D正确； x＝2 m处的质点在做简谐运动的周期T＝2s，ω=2π/T=π，又有振幅A＝0.4m，t＝0时，质点位移为零，根据波沿x轴负向传播可知质点向下振动，其初相位为φ=π，故可得：x＝2 m处

质点的振动方程为y＝A sin（ωt+φ）=0.4sin（πt+π）（m），选项E错误。 3.（2019湖南衡阳三模）图甲中的B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产

生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B超图象。图乙为血管探头沿x轴正方向发送的简湝超声波图象，t＝0时刻波恰好传到质点M．已知此超声波的頻率为1×107Hz，下列说法正确的是（ ）

A．血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103m/s B．质点M开始振动的方向沿y轴正方向 C．0～1.25×10﹣7s内质点M的路程为2mm D．t＝1.25×10﹣7s时质点M运动到横坐标x＝35×10﹣2mm处 E．t＝1.5×10﹣7s时质点N恰好处于波谷 【参考答案】ACE 【名师解析】根据图象读出波长为：λ＝14×10﹣2mm＝1.4×10﹣4m，由v＝λf得波速为：v＝λf＝1.4×10﹣4×1×107＝1.4×103m/s，故A正确；由图可知，波的最前沿传播的是波谷，所以M点开始振动的方向向下，故B错误；质点振动的周期为：T＝＝1×10﹣7s，质点只会上下振动，因为t＝1.25×10﹣7s＝1T，所以质点A运动的路程为：S＝1×4A＝1.25×4×0.0004m＝0.002m＝2mm，故C正确；在波的传播过程中各质点只在平衡位置附近振动，不沿波的方向传播，故D错误；由图可知，MN之间的距离为：MN＝（35﹣17.5）×10﹣2mm

＝17.5×10﹣2mm＝1.75×10﹣4m，波的前沿传播到达N的时间为：t＝＝＝1.25×10﹣7s，在1.5×10﹣7s时质点N的振动时间为：0.25×10﹣7s＝T，波刚传到N点时N从平衡位置开始向下振动，经过T到达波谷，故E正确。 4．（5分）（2019江西南昌三模）如图甲所示，为一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图。图乙表

示该波传播的介质中x＝2m处的质点a从t＝0时起的振动图象。则下列说法正确的是（ ）

A．波传播的速度为20m/s B．波沿x轴负方向传播 C．t＝0.25s时，质点a的位移沿y轴负方向 D．t＝0.25s时，x＝4m处的质点b的加速度沿y轴负方向 E．从t＝0开始，经0.3s，质点b通过的路程是6m 【参考答案】ACD。 【命题意图】本题考查波动传播、振动图像和波动图像及其相关知识点。 【解题思路】由乙图知，质点的振动周期为T＝0.2s，由甲图知，波长λ＝4m，则波速为：v＝＝20m/s，选项A正确；由乙图知，t＝0时刻，质点a向下运动，根据甲图可知，该波沿x轴正方向传播，选项B错误；由乙图知，质点的振动周期为T＝0.2s，所以质点A在t＝0.25s的时刻的振动情况与t＝0.05s时刻的振动情况相同，即处于负的最大位移处，所以a的位移沿y轴负方向，选项C正确；由图甲可知，a质点和b质点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，所以在振动过程中任意时刻的位移都相反，所以质点b处于正的最大位移处，加速度沿y轴负方向，选项D正确；因为0.3s＝1.5T，则S＝n•4A＝1.5×4×0.2＝1.2m，故选项E错误。 5．（2019湖北黄冈三模）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6m处的质点A，

如图所示，已知波的传播速度为48m/s，下列说法正确的是 （ ）

A．波源的起振方向是向上 B．从t＝0时刻起再经过0.5s时间质点B第一次出现波峰 C．在t＝0时刻起到质点B第一次出现波峰的时间内质点A经过的路程是24cm D．从t＝0时刻起再经过0.35s时间质点B开始起振 E．当质点B开始起振时，质点A此时刚好在波谷 【参考答案】BCE 【名师解析】由波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻波刚好传播到x＝6m处的质点A，则此时A质点恰好向下振动，故波源的起振方向是向下，故A错误；在t＝0时刻起到质点B第一次出现波峰的时间为t＝s＝0.5s，因T＝ s＝s，则0.5s相当于有3T，A质点在此过程中振动的路程s＝2×3×4cm＝24cm，故B、C正确；从t＝0时刻起再经过t＝＝0.375s时间质点B开始起振，故D错误；B质点和E质点平衡位置

间距18m相当于，故E正确。 6.（2019成都摸底）（4分）如图甲，介质中两个质点A和B的平衡位置距波源O的距离分别为1m和5m。

图乙是波源做简谐运动的振动图像。波源振动形成的机械横波可沿图甲中x轴传播。已知t＝5s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处。下列判断正确的是（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选对3个得4分。每选错1个扣2分，最低得分为0分） A．A质点的起振方向向上 B．该列机械波的波速为0.2m/s C．该列机械波的波长为2m D．t＝11.5s时刻，B质点的速度方向沿y轴正方向 E．若将波源移至x＝3m处，则A、B两质点同时开始振动，且振动情况完全相同 【参考答案】ACE 【命题意图】此题考查振动图像、波动传播及其相关知识点。 【解题思路】由振动图像可知，A质点的起振方向向上（沿y轴正方向），选项A正确；由振动图像可知，振动周期T=4s，根据题述，t＝5s时刻，A质点第一次运动到y轴负方向最大位移处可知，振动从坐标原点传播到质点A需要2s（半周期），即λ/2=1m，波长λ=2m，选项C正确；该列机械波的波速为v=λ/T= 0.5m/s，选项B错误；波传播到质点B需要时间t1=x/v=10s，t＝11.5s时刻，B质点的速度方向沿y轴负方向，选项D错误；若将波源移至x＝3m处，A、B两质点分布在波源两侧，且距离相同，所以A、B两质点同时开始

振动，且振动情况完全相同，选项E正确。 7.（2018武汉4月调研）一列简谐横波某时刻的波形图如图(a)所示，从该时刻开始计时，质点A的 振动

图像如图(b)所示。下列说法正确的是 （选对1个得2分，选对2个 得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。 A．t=0. 6s时，质点P的位移为2m B．0~0. 6s内，质点P运动的路程为6m C．t=0. 6s时，波传播的距离为6m D．若t=0时，振动刚刚传到A点，则t=1.6s时，x=50m的质点第二次位于波峰 E．若t=0时，振动刚刚传到A点，则t=2.4s时，x=50m的质点第二次位于波峰

【参考答案】（1）（5分）ABE 【命题意图】本题考查振动图像、波动图像和波动传播及其相关的知识点。 【解题思路】根据图（a）所示的波动图像和图（b）所示的质点A的振动图像可知波沿x轴正方向传播。