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专题九 振动图像与波动图像
知识点一、振动图像与波动图像
1.两种图象的比较
图象类型
振动图象
波的图象
研究对象
一振动质点
沿波传播方向上所有质点
研究内容
一质点的位移随时间的变化
规律
某时刻所有质点的空间分布规律
图象
物理意义
表示某质点各个时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
图象信息
(1)质点振动周期
(2)质点振幅
(3)各时刻质点位移
(4)各时刻速度、加速度方向
(1)波长、振幅
(2)任意一质点在该时刻的位移
(3)任意一质点在该时刻的加速度方向
(4)传播方向、振动方向的互判
2.“一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象综合类问题
(1)分清振动图象与波的图象.只要看清横坐标即可,横坐标为x 则为波的图象,横坐标为t 则为振动
图象.
(2)看清横、纵坐标的单位,尤其要注意单位前的数量级.
(3)找准波的图象对应的时刻.
(4)找准振动图象对应的质点.
类型1 振动图像和波形图,读图知波长和周期,进行定性判定和定量计算
(多选)1.(2024•富平县一模)沿x 轴传播的一列简谐横波在t=0 时刻的波动图像如图甲所示,
平衡位置在x=4m 处的质点Q 的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
1
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A.该波沿x 轴正方向传播
B.该波的波长为10m
C.该波的周期为1.6s
D.该波的传播速度为12m/s
E.t= 4
15
s 时刻,x=0 处的质点回到平衡位置
2.(2022 秋•龙华区校级期末)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x=2m 和x=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(
)
A.该波沿+x 方向传播,波速为1m/s
B.质点a 经4s 振动的路程为2m
C.质点a 在t=2 s 时速度为零
D.此时刻质点a 的速度沿+y 方向
3.(2023 春•清江浦区校级月考)如图甲,水袖舞是中国京剧的特技之一,因其身姿摇曳、技法神
韵倍受人们喜欢。某次表演中演员甩出水袖的波浪可简化为如图乙所示沿x 轴方向传播的简谐横
波,P、Q 为该波沿水平传播方向上相距0.8m 的两个质点,且横波由P 传向Q。t=0 时P 质点正
经过平衡位置向上振动,Q 质点正处于波谷(未画出),图丙为P 质点振动图像。袖子足够长且
忽略传播时振幅的衰减,该水袖舞形成的简谐波的波速可能为( )
2
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A.1m/s
B.0.8m/s
C.0.6m/s
D.0.4m/s
4.(2023 秋•香坊区校级期中)一列沿x 轴方向传播的简谐横波在t=0 时刻的图象如图甲所示,
平衡位置位于x=15m 处的质点A 的振动图象如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.这列波沿x 轴正方向传播
B.从t=0 到t=0.1s 时间内,质点A 的加速度越来越大
C.这列波的波速是5
3 m/ s
D.从t=0 开始,质点P 比质点Q 早0.3s 回到平衡位置
类型2 振动图像和波形图,读图只知周期或波长,进行定性判定和定量计
算
5.(2023 春•吕梁期中)如图甲、乙所示分别为一列简谐横波上P、Q 两质点的振动图像,已知两
质点的平衡位置相距3m,其波长1m<λ<2m,则下列说法正确的是( )
A.P、Q 两质点的振动方向始终相反
B.该列波的波长可能为5
3
m
3
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C.该列波的波速可能为12
7
m/s
D.若波速为4
3
m/s,则波的传播方向为Q 到P
6.(2023 秋•彭州市期中)一列简谐横波沿直线传播,直线上相距10.5m 的质点a、b 的振动图像
分别如图中a、b 所示,质点a 的振动滞后于质点b。下列说法正确的是( )
A.该波的振幅为20cm
B.该波由质点b 传播到质点a 可能历时3s
C.该波的波速大小不可能为10.5m/s
D.该波的波长可能为8.4m
7.(2022 秋•南岗区校级期末)一列简谐横波沿x 轴方向传播,传播速度为10m/s,振幅为10cm。
图甲为图乙中质点P 的振动图像,图乙是t=0.22s 时刻波的图像。则( )
A.该波沿x 轴负方向传播
B.质点P 平衡位置的坐标x=0.2m
C.图乙中质点Q 比质点P 先回到平衡位置
D.从图乙时刻再过1.26s,质点P 通过的路程s=2.1m
8.(2023 秋•秦淮区期中)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形成B 超图像。如图为血管探头沿x 轴正方向发
送的简谐超声波图像,t=0 时刻波恰好传到质点M,已知此超声波的频率为1×107Hz。下列说法
正确的是( )
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A.0~1.25×10﹣7s 内质点M 运动的路程为2.4mm
B.超声波在血管中的传播速度为1.4×105m/s
C.质点M 开始振动的方向沿y 轴正方向
D.t=1.5×10﹣7s 时质点N 恰好处于波谷
9.(2023 秋•金水区校级期中)一列简谐横波在t=0s 时的波形图如图所示。介质中x=2m 处的质
点P 沿y 轴正方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5πt)(y 的单位是cm)。下列说法中正确
的是( )
A.这列波的波长为2m
B.这列波的波速为10cm/s
C.这列波的传播方向沿x 轴负方向
D.在0﹣0.9s 时间内,P 质点通过的路程是0.9m
10.(2023 秋•河南期中)一列简谐横波沿x 轴正方向传播,波源在x=0 处。P 是x 轴上坐标为x
=0.15m 处的点,当波传到P 点时记为0 时刻,P 点的振动图像如图所示。已知该波的传播速度
为v=0.6m/s,则下列说法正确的是( )
A.波源起振方向为y 轴正方向
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B.t=0.1s 时波源振动的速度最大
C.当P 点运动1×10﹣1m 的路程时,波源振动的速度最大
D.P 点与距波源5×10﹣2m 处的质点运动方向总是一致
类型3 已知两质点的振动图像,画波形图求解
11.(2023•湖南)如图(a),在均匀介质中有A、B、C 和D 四点,其中A、B、C 三点位于同一
直线上,AC=BC=4m,DC=3m,DC 垂直AB。t=0 时,位于A、B、C 处的三个完全相同的
横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,振动方向与平面ABD 垂直,已知波长为
4m,下列说法正确的是( )
A.这三列波的波速均为2m/s
B.t=2s 时,D 处的质点开始振动
C.t=4.5s 时,D 处的质点向y 轴负方向运动
D.t=6s 时,D 处的质点与平衡位置的距离是6cm
12.(2023 春•南开区期中)如图所示,一列简谐横波在x 轴上传播,图甲和图乙分别为x 轴上a、
b 两质点的振动图象,且xab=6m。下列判断正确的是( )
A.波一定沿x 轴正方向传播
B.波长可能是12m
C.波速可能是1.2m/s
D.波速不可能是2m/s
13.(2023•鼓楼区校级模拟)一列沿着x 轴正方向传播的简谐横波,波长λ>1m,平衡位置在x
轴的两质点A、B 的坐标分别为xA=1m、xB=2m,波传到B 点开始计时,A、B 的振动图像如
图所示。则该波的传播速度为( )
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A.7
3 m/ s
B.10
3 m/ s
C.7m/s
D.10m/s
14.(2021 春•鼓楼区校级期末)图甲为一列简谐横波在t=0 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t=0 时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是(
)
A.该波沿+x 方向传播,波速为1m/s
B.质点a 经4s 振动的路程为4m
C.t=4s 时刻质点b 的速度沿﹣y 方向
D.质点a 在t=2s 时速度为最大
类型4 两波相遇问题
15.(2023 春•武汉期末)如图a 所示,在xOy 平面内有S1和S2,两个波源分别位于x1=−0.2m 和
x2=1.2m 处,振动方向在xOy 平面内并与x 轴垂直,S1、S2的振动图像分别如图b、c 所示。t=
0 时刻,两波源同时开始振动,波速v=2m/s。下列说法正确的是( )
A.t=0.2s 时,x=0.2m 处的质点开始振动且方向沿y 轴负方向
B.t=0.4s 时,x=0.6m 处的质点位移为40cm
C.x=0.7m 处的质点始终位于平衡位置
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D.t=0.5s 后,x=0.8m 处的质点振幅为40cm
16.(2023 春•长安区校级期末)如图甲所示,在xOy 平面内有两个波源S1(﹣2m,0)和S2
(4m,0),两波源做垂直于xOy 平面的简谐运动,其振动图像分别如图乙和图丙所示,两波源
形成的机械波在xOy 平面内向各个方向传播,波速均为25cm/s。xOy 平面上有A、B 两点,其
位置坐标分别为A(﹣2m,8m),B(0.5m,0),则( )
A.两波源形成的波不同,不能产生干涉现象
B.图中点A(﹣2m,8m)的振幅为6m
C.AB 连线上有一个振动加强点
D.两波源的连线上有11 个振动加强点,它们的位移大小始终是6m
17.(2023 秋•南京期中)如图(a),在均匀介质中有A、B、C 和D 四点,其中A、B、C 三点位
于同一直线上,AC=BC=4m,DC=3m,DC 垂直AB。t=0 时,位于A、B、C 处的三个完全
相向的横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,振动方向与平面ABD 垂直,已知
波长为4m。下列说法正确的是( )
A.这三列波的波速均为2m/s
B.t=2s 时,D 处的质点开始振动
C.t=4.5s 时,D 处的质点向y 轴正方向运动
D.t=6s 时,D 处的质点与平衡位置的距离是2cm
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18.(2023 秋•杭州期中)如图所示,在某均匀介质中存在两个点波源S1和S2,它们沿z 方向振动,
垂直纸面向外为z 轴正方向。其中S1 位于(-√3m,0,0)处,其振动方程为
z =0.1sin(10 πt + π
3 )(m);
S2
位
于
(√3m,0,0)处
,
其
振
动
方
程
为
z =0.1sin(10 πt - π
6 )(m)。已知波速为40m/s,下列说法正确的是( )
A.波源S1的相位比波源S2的相位落后π
2
B.P(0,2m,0)处质点的振幅为0.2m
C.Q(-√3m,2m,0)处为振动减弱处
D.t=0 时刻波源S1和S2的加速度方向相同
19.(2023 秋•嘉兴月考)在同一均匀介质中有两列简谐横波持续沿x 轴相向传播,t=0 时刻,甲
波恰好传至x=0 处,乙波恰好传至x=5m 处,如图所示,甲波的波速大小为0.5m/s。下列说法
中正确的是( )
A.甲波的频率为8Hz
B.两波相遇后x=2.5m 处的质点始终是振动减弱点
C.x 轴上第一个位移达到6cm 的质点的横坐标为x=2.25m
D.t=4s 时刻,x=﹣1.5m 处质点与x=5.1m 处质点的振动方向相反
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