高中物理 加強練習第八章　81.振動圖像和波的圖像的綜合應用

81.振動圖像和波的圖像的綜合應用(分值：25分)1~3題每題5分1.(2024·江蘇揚州市二模)一簡諧橫波沿x軸方向傳播，已知t=0.1s時的波形如圖甲所示，圖乙是x=4m處的質點的振動圖像，則下列說法正確的是()A.該簡諧波沿x軸正方向傳播B.經過1s，x=2m處質點向前傳播10mC.在t=4.55s時，x=2m處的質點速度方向與位移方向相同D.經過任意0.5s的時間，x=2m處的質點經過的路程一定為25cm答案C解析由題圖乙可知，x=4m處的質點在t=0.1s時沿y軸正方向振動，由題圖甲根據波形平移法可知，該簡諧波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；質點只會在平衡位置上下振動，并不會隨波的傳播方向遷移，故B錯誤；由題圖乙可知，周期為0.4s，則Δt=4.55s-0.1s=4.45s=11T+18T，簡諧波沿x軸負方向傳播，由題圖甲可知，t=0.1s時x=2m處的質點從平衡位置向下振動，則在t=4.55s時，x=2m處的質點處于平衡位置到波谷的振動過程中，質點速度方向與位移方向均為負方向，故C正確；由于Δt=0.5s=54T，可知只有當計時位置在平衡位置、波峰或波谷位置時，經過0.5s的時間，x=2m處的質點經過的路程才為s=54×4A=25cm，如果計時位置不在平衡位置、波峰或波谷位置時，經過0.5s的時間，x=2m處的質點經過的路程不等于25cm2.(2025·寧夏銀川市一模)“地震預警”是指在地震發生以后，搶在地震波傳播到受災地區前，向受災地區提前發出警報，通知目標區域從而實現預警。科研機構對波的特性展開研究，某機械波沿x軸傳播，圖甲為t=0.6s時的波的圖像，圖乙為x=5m處A質點的振動圖像，此時P、Q兩質點的位移均為-1cm，下列說法正確的是()A.這列波沿x軸正方向傳播B.P質點的振動方程為y=2sin(5π3t+πC.t=0.6s時，P、Q兩質點加速度大小相同，方向相反D.從t=0.6s開始經過0.3s，P、Q兩質點經過的路程相等答案B解析由題圖乙可知，在t=0.6s時，A質點正在沿y軸負方向運動，根據“同側法”可知，波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；P質點的振動方程為y=Asin(ωt+φ)，而ω=2πT=2π1.2rad/s=5π3rad/s，將t=0.6s，y=-1cm代入解得φ=π6或5π6，因t=0時刻，質點P沿+y方向運動，故取φ=π6，因此P質點的振動方程為y=2sin(5π3t+π6)cm，故B正確；t=0.6s時，質點P、Q點在x軸下方，加速度方向都沿y軸正方向，P、Q兩質點位移相同，加速度大小相同，故C錯誤；由波向x軸負方向傳播可知t=0.6s時質點P在x軸下方并向y軸負方向減速運動；Q在x軸下方并向y軸正方向加速運動，又0.3s=T4，所以從t=0.6s開始經過0.33.(多選)(2025·廣東清遠市一模)如圖甲所示，游樂場有一種水上蹦床設施，游客在蹦床上有規律的跳動，水面激起一圈圈水波。波源位于O點，水波在xOy水平面內傳播(不考慮能量損失)，波面呈現為圓形。t=1s時刻，部分波面的分布情況如圖乙所示，其中虛線、實線表示兩相鄰的波谷、波峰。A處質點的振動圖像如圖丙所示，z軸正方向表示豎直向上。下列說法中正確的是()A.水波的波長為4mB.水波的波速為2m/sC.t=3s時，A處質點所受回復力最大D.t=3s時，B處質點處在波谷位置答案AC解析由題圖乙可知，相鄰波峰和波谷之間的距離為2m，則水波的波長λ=4m，故A正確；由題圖丙，A處質點的周期為T=4s，則水波的波速為v=λT=1m/s，故B錯誤；t=3s時，A處質點位于波谷位置，與平衡位置的距離最大，根據F=-kx可知，此時回復力最大，故C正確；波源位于O點，A處質點和B處質點相距半個波長，可知兩質點振動相位完全相反，t=3s時，A處質點處于波谷位置，可知B處質點處在波峰位置，故D4.(10分)(2026·廣東廣州市期中)水袖是中國古典舞中用于情感表達的常用技巧，舞者的手有規律地振動傳導至袖子上，給人營造出一種“行云流水”般的美感，這一過程其實就是機械波的傳播。現有一列沿x軸方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波動圖像如圖甲所示，其中參與波動的質點P的振動圖像如圖乙所示，求：(1)(5分)該波的傳播方向和速度大小；(2)(5分)質點P在t=0開始計時后10s內經過的路程。答案(1)沿x軸負方向傳播2m/s(2)25cm解析(1)由題中波形圖和振動圖像可知t=0時刻質點P在平衡位置沿y軸正方向振動，根據“同側法”可知波沿x軸負方向傳播