高考名校物理模拟试题分项解析热点47 波动图像和振动图像解析版.docx

1、高考名校物理模拟试题分项解析热点47 波动图像和振动图像解析版热点47 波动图像和振动图像高考真题1.（2019全国理综I卷34）（1）（5分）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=5时刻，该波的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（填正确答案标号。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质点Q的振动图像与图（b）相同B在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大C在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示E在t=0时刻，质点P与其平衡位置的距

2、离比质点Q的大【答案】CDE【命题意图】 本题考查对波动图像和振动图像的理解、波动传播及其相关知识点。【解题思路】t=T/2时刻，图（b）表示的介质中的质点从平衡位置向下振动，而图（a）中Q质点在t=T/2时刻从平衡位置向上振动，坐标原点O的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q的振动图像与图（b）不同平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示，选项A错误D正确；在t=0时刻，质点P处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而Q质点运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t=0时刻，质点P的速率比质点Q小，质点P与其平衡位置的距离比质点Q大，选项B错误CE正确。2.（20

3、19全国理综II卷34）（1）（5分）如图，长为l的细绳下方悬挂一小球a。绳的另一端固定在天花板上O点处，在O点正下方l的处有一固定细铁钉。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2）后由静止释放，并从释放时开始计时。当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为x，向右为正。下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_。【答案】（1）A（5分）【解析】当小球a摆至最低位置时，细绳受到铁钉的阻挡，摆长变短，水平位移减小，所以能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是图A。最新模拟题1（2020山东模拟）某一列沿x轴传播的简谐横波，在T=时刻

4、的波形图如图所示，P、Q为介质中的两质点，质点P正在向动能增大的方向运动。下列说法正确的是A波沿x轴正方向传播Bt=时刻，Q比P的速度大Ct=时刻，Q到达平衡位置Dt=时刻，P向y轴正方向运动【答案】.D【命题意图】 本题以T/4时刻的波形图给出解题信息，考查波动传播及其相关知识点。【解题思路】根据题述质点P正在向动能增大的方向运动可知，质点P正在向平衡位置运动，可判断出波动沿x轴负方向传播，选项A错误；t=T/4时刻Q处于波谷，速度为零，Q点速度P的速度小，选项B错误；在T/4时刻Q处于波谷，再经过半个周期即3T/4时刻，Q点到达波峰，选项C错误；在T/4时刻P向y轴负方向运动（即向下运动）

5、，再经过半个周期即3T/4时刻，P向Y轴正方向运动，选项D正确。【易错警示】解答此题常见错误主要有：一是把题给的t=T/4时刻波形图误认为是t=0时刻波形图；二是对波动图像中质点的振动情况一知半解。2. （2020广东佛山一模理综）一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是A质点振动频率时0.25HzB0至10s内质点经过的路程是20cmC第4s末质点的速度最大D在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等，方向相同E在t=2s和t=4s两时刻，质点速度大小相等，方向相同【答案】(1)A BC 【命题意图】本题以振动图像给出解题信息，综合对振动图像的理解及其相关知识点。【解题思路】由简谐

6、运动图像可知，质点振动周期为T=4s，振动频率f=1/T=0.25Hz，选项A正确；由简谐运动图像可知，质点振动振幅A=2cm，在一个周期内质点运动路程为4个振幅，在0至10s内，质点振动了2.5个周期，质点经过的路程为s=2.54A=10A=102cm=20cm，选项B正确。由简谐运动图像可知，第4s末，质点通过平衡位置，速度最大，选项C正确；由简谐运动图像可知，在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等，方向相反，选项D错误；由简谐运动图像可知，在t=2s和t=4s两时刻，质点都是通过平衡位置，根据简谐运动图像的斜率表示速度可知，在t=2s和t=4s两时刻的速度大小相等，但方向相反，选项

7、E错误。3.（2020河北第一次大联考）(1)(5分)如图所示,两列相干简谐横波在同一区域传播,实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷,已知两列波的振幅均为A、频率均为f.此刻,a、c是波峰与波谷相遇点,b是波谷与波谷相遇点,d是波峰与波峰相遇点,下列说法中正确的是()A.b点振幅为2AB.a、c两点始终处在平衡位置C.a、c连线的中点始终处在平衡位置D.从该时刻起,经过时间,b点移动到d点E.从该时刻起,经过时间,b点到达平衡位置【答案】(1)BCE(5分) 【解析】b点是波谷与波谷相遇点,振动加强,则振幅为2A,选项A正确;a、c两点是波峰与波谷相遇点,振动减弱,振幅为零,则始终处在平衡位置

8、,选项B正确;a、c连线的中点也是b、d连线的中点,是振动加强点,选项C错误;质点在振动时不随波移动,选项D错误;该时刻b点在波谷位置,则从该时刻起,经过时间,b点到达平衡位置,选项E正确.4.（2020山东青岛二中期中）如图所示，AB为固定水平长木板，长为L，C为长木板的中点，AC段光滑，CB段粗糙，一原长为的轻弹簧一端连在长木板左端的挡板上，另一端连一物块，开始时将物块拉至长木板的右端B点，由静止释放物块，物块在弹簧弹力的作用下向左滑动，已知物块与长木板CB段间的动摩擦因数为，物块的质量为m，弹簧的劲度系数为k，且，物块第一次到达C点时，物块的速度大小为v0，这时弹簧的弹性势能为E0，不计

9、物块的大小，则下列说法正确的是()A. 物块最终会做简谐运动，振幅为 B. 物块可能会停在CB面上某处C.弹簧开始具有的最大弹性势能为D.最终系统损失的机械能为【答案】：ACD【解析】物块在C位置时弹簧的弹力大小为：所以物块无法静止在BC板上物块反复振动几次后最后在光滑板AC上做振幅为的简谐运动，故A对B错物块由B第一次至C过程能量守恒，则有：弹簧弹性势能转化为动能、摩擦生热故C对物块最终在AC板上振动，振动过程机械能守恒，此时机械能为E0初始状态的机械能就是弹簧最大弹性势能所以损失机械能为，选项D正确。5（5分）（2019福建泉州5中高考适应性考试）图甲为一简谐横波在t0.10s时的波形图，

10、P是平衡位置在x0.5m处的质点，Q是平衡位置在x2.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（）A这列波沿x轴负方向传播 B这列波的传播速度为2m/s C从t0到t0.15s，这列波传播的距离为3m D从t0.10s到t0.15s，P通过的路程为10cm Et0.15s，P的加速度方向与y轴正方向相反【答案】ACE。【解析】振动图象的斜率表示速度，由乙图读出，在t0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向。由波形的平移法判断可知该波沿x轴负方向的传播。故A正确；由甲图读出波长为4m，由乙图读出周期为T0.2s，则波速为故B错误；从t0到t0.15s，波传播的距离为 svt200.1

11、5m3m，故C正确；从t0.10s到t0.15s，经过时间为t0.05s，由于在t0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t0.10s到t0.15s，质点P通过的路程不等于A10cm。故D错误；在t0.15s时，即从t0.10s时刻开始经过四分之一个周期，质点P在平衡位置上方，加速度的方向沿y轴负方向，故E正确。6.(1)(2019河南名校高三上学期第四次联考)(5分)关于波的干涉和衍射，下列说法正确的是_(填正确答案标号。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对于同一列机械波，障碍物越小，越容易绕过去B如果波在传播过程中遇到尺寸比波长

12、大得多的障碍物，该波就不能发生衍射C猛击音叉，围绕振动的音叉转一圈的过程中，会听到声音忽强忽弱，这是干涉现象D一束白光通过三棱镜后，在屏上出现彩色条纹，这是光的一种干涉现象E机械波、电磁波、光波均能产生衍射现象【答案】(1)ACE【解析】障碍物越小，机械波越容易绕过去，越容易发生衍射，A正确；只有当障碍物的尺寸与波的波长差不多或比波长短时，才会发生明显的衍射现象，当障碍物的尺寸比波的波长大得多时，也能发生衍射现象，只是不明显，B错误；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是声波叠加产生加强与减弱的干涉的结果，C正确；白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的折射现象，D错误；衍射是波的特性，一

13、切波都能发生衍射，E正确。7.（2020河北邢台期中）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向以v1m/s的速度传播，当波传播到坐标原点O时开始计时，O点处质点的振动方程为y10sin10t（cm），x轴上的P点横坐标xp10cm。求：（1）P点处的质点第二次到达波谷的时刻；（2）当O点处的质点运动的路程为1m时，P点处的质点运动的路程。【解析】（i）该波的周期T=s=0.2s波长=vT=0.2m从t=0开始，波传播到P点的时间t1=xp/v质点P从开始振动到第二次到达波谷的时间t2=7T/4=0.35s则P处的质点第二次到达波谷的时刻为t= t1+t2=0.45s（ii）当O点处质点运动路程为1m

14、时，其运动时间t=2.5T而OP两点之间的距离恰好等于半个波长，即O点比P点先振动半个周期，所以P点振动了2个周期，则P点运动的路程为24A=0.8m。8.（2020年1月云南昆明摸底）如图甲所示，一列简谐波沿x轴传播，AB为平衡位置相距4m的两个质点，它们的振动图像如图乙所示。求该波的波速。【命题意图】本题考查波动图像、对波动传播的理解、波速的计算及其相关知识点。【解题思路】根据图乙可知，该波周期T=0.4s由A、B振动图像可知，若简谐波沿x轴正方向传播，振动由质点A传播到质点B所需时间为tAB=nT+3T/4 （n=0,1,2,3）根据波速定义式有v=联立解得：v=m/s （n=0,1,2

15、,3）由A、B振动图像可知，若简谐波沿x轴负方向传播，振动由质点B传播到质点A所需时间为tBA=nT+T/4 （n=0,1,2,3）根据波速定义式有v=联立解得：v=m/s （n=0,1,2,3）9、在某光滑水平面上建立xOy直角坐标系，一弹性绳置于y轴正半轴，A、B是绳上的两质点，绳子的一端位于坐标原点O。现让绳子的该端以x0.2sin 5t(m)的规律做简谐运动，形成一列沿y轴正方向传播的横波。某时刻波刚传到A点，波形如图所示已知OA的距离为1.0 m，OB的距离为4.0 m。求：(1)质点振动的周期和波传播的速度的大小；(2)绳上的B点在波峰位置的时刻。【解析】：(1)由简谐运动的表达式

16、x0.2sin5t(m)可知5 解得T0.4 s 由图可知2OA2 m，则波传播的速度大小为v m/s5 m/s。 (2)由于AB之间的距离为(41) m3 m1 该波传到B点用时t11T0.6 s 则从B开始振动到处于波峰位置需要用时t2(nTT)(n0,1,2，) 故B在波峰的时刻为tt1t2(0.70.4n) s(n0,1,2，) 10、如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x0.2 m和x1.2 m处，传播速度均为v，振幅均为A2 cm。图示为t0时刻两列波的波形图(传播方向如图所示)，此刻平衡位置在x0.2 m和x0.8 m的P、Q两质点刚开始振动。质点M

17、的平衡位置在x0.5 m处，在t0.1 s时质点M第一次处于波谷位置。求波速v；平衡位置在x0.6 m处的质点是振动加强点还是振动减弱点？【解析】：由题图可得0.4 m 左波刚传播到质点M处所用时间为t1 质点M刚开始沿着y轴负方向振动，再经过时间t2T，质点M第一次到达波谷位置 则0.1 s 解得v4 m/s 平衡位置在x0.6 m处的质点到x0.2 m处的路程为s10.8 m，到x1.2 m处的路程为s20.6 m，路程差为s1s20.2 m 故平衡位置在x0.6 m处的质点为振动减弱点 11、如图，在坐标轴x0和x20 m处有两个连续振动的波源，在介质中形成相向传播的两列波，t0时刻两列

18、波刚好传到x2 m和x16 m处，已知两列波的波速均为2.5 m/s。求：(1)从t0到t2.5 s这段时间内，x7 m处质点运动的路程；(2)t10 s时，x12 m处质点的位移。【解析】：(1)由题中图象得左侧波：12 m，A10.02 m，T10.8 s，12.5 rad/s 波源振动方程：y左0.02sin t(m) 左侧波经2 s传播到x7 m处，该处的质点从t2 s开始振动；右侧波经3.6 s传播到x7 m处，2.5 s时还没有传播到x7 m处，由左侧波源的振动方程得x7 m处的质点在t2.5 s时的位移：y左0.02sin (t2)(m) cm 则该质点经过的路程为s22 cm

19、cm(4)cm。 (2)由题中图象得右侧波：24 m，A20.02 m，T21.6 s，2 rad/s 波源振动方程：y右0.02sin t(m) 左侧、右侧的波分别经过4 s、1.6 s传到x12 m处，t10 s时，左侧波在x12 m处的位移：y左0.02sin (104)(m)0 右侧波在x12 m处的位移：y右0.02sin (101.6)(m)2 cm 根据波的叠加原理可得，此时该处质点的位移为yy左y右2 cm。 12.(2)(2019四川德阳三诊)(10分)一列沿x轴传播的简谐横波，在t0时刻的波形如图实线所示，在t10.2 s时刻的波形如图虚线所示。若波向x轴负方向传播，求该波

20、的最小波速；若波向x轴正方向传播，且t1T，求x2 m处的P质点第一次出现波峰的时刻。【答案】 (2)10 m/s0.25 s 【解析】(2)当波向x轴负方向传播时，由波形图可知该波的波长为3 m从t0 s到t10.2 s过程，波向x轴负方向传播的距离为x1(n0,1,2，)波传播的波速为v解得v(15n10) m/s (n0,1,2，)n0时波速最小，vmin10 m/s。当波向x轴正方向传播时，由波形图可知t1T(n0,1,2，)，因t1T，则有t1T，解得T0.6 s波的速度大小为v25 m/s，波峰到P点的距离为x2xP1.25 mP点第一次出现波峰的时刻为t联立解得t20.25 s。