2011-2020年高考物理试卷分类汇编之032.振动图像与波动图像（含答案及解析）

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第32节 振动图象和波动图像
1.2020年北京卷6．一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是
A．该横波沿轴负方向传播
B．质点N该时刻向y轴负方向运动
C．质点L经半个周期将沿轴正方向移动到N点
D．该时刻质点K与Ｍ的速度、加速度都相同
答案∶B
解析∶AB．由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，故A错误，故B正确；
C．质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，故C错；
D．该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，故D错误。
故选B
2.2013年四川卷
5．图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振。则图2所示振动图像对应的质点可能位于　
A．aB．bC．cD．d【答案】：D
【解析】：由c质点比a质点起振晚0.5s，知道波动周期T=1s;在振动图像上确定1.25s时刻的位置，是 t轴上第二个平衡位置和第二个最大位移之间，由此可判断该质点的运动状态是处于正向位移，向下振动，根据“上坡下，下坡上”，知质点应该位于“正向位移，上坡位置”，选项D正确。
3.2014年理综安徽卷
16．一简谐横波沿x轴正向传播，图1是t=0时刻的波形图，图2是介质中某点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是 （ ）
A．0.5m
B．1.5m
C．2.5m
D．3.5m
【答案】C
【解析】由图2结合图1可知该质点x坐标值可能是1.5m和2.5m，而简谐横波沿x轴正向传播，由图1可得向下振动的质点为x坐标值2.5m的质点，故C正确。
4. 2014年理综北京卷
17.一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为，周期为T，t=0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是 （ ）
A．t=0时质点a的速度比质点b的大
B．t=0时质点a的加速度比质点b的小
C．图2可以表示质点a的振动
D．图2可以表示质点b的振动
【答案】D
【解析】由图1得t=0时刻，a在波峰，速度为零，b在平衡位置，速度最大，故A错误；由图1得t=0时刻，质点a的回复力最大，加速度比质点b大，故B错误；由振动图像图2得t=0时刻，该质点位于平衡位置，且具有向下的最大速度，可表示质点b的振动，故C错误，D正确。
5.2012年理综福建卷
13.一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是
A．沿x轴负方向，60m/s B．沿x轴正方向，60m/s
C．沿x轴负方向，30 m/s D．沿x轴正方向，30m/s
【答案】A
【解析】从甲图的波动图像可知，质点P向y轴负方向运动说明波沿x轴负方向传播，从图中还可在波长为24m,周期为0.4秒，可得到波速所以答案选A。
6.2012年理综全国卷
20.一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（a）是t=0时刻的波形图，图（b）和图（c）分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是
A. B. C.1m D.
【答案】BD
【解析】根据题述及波形图和两处质点的振动图像，图（b）所示质点在t=0时在正向最大位移处，图（c）所示质点在t=0时x=0.05m，运动方向沿y轴负方向，结合波形图找到对应的点，如图d所示。若b在前c在后，则b、c间相差为，则这两质点平衡位置之间的距离可能是（），B正确。若b在后c在前，则c、b间相差为，则这两质点平衡位置之间的距离可能是（），D正确。
7. 2016年四川卷6.简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则
A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向
B.该波从P传到Q的时间可能为7 s
C.该波的传播速度可能为2 m/s
D.该波的波长可能为6 m
【答案】AD
【解析】由图线可知，质点Q开始起振的方向为y正方向，选项A正确；振动由P向Q传播，由图线可知T=6s，质点Q的振动图像向左平移4 s后与P点的振动图像重合，意味着Q比P的振动滞后了4 s，即P传到Q的时间Δt可能为4 s，同时由周期性可知，故振动从P传到Q的时间可能为（n=1、2、3……），故不可能为7s，选项B错误；根据可得（n=1、2、3……），故波速不可能为2m/s，选项C错误；根据，当n =1时，λ=6m，选项D正确；故选AD。
8.2011年理综重庆卷
17．介质中坐标原点O处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图所示。下列能描述x0处质点振动的图象是

答案：C
解析：从波形图可以看出，t0时刻传到L=3λ处，说明t0=3T。简谐波沿x轴正向传播，则在t0时刻x=L质点的运动方向和波源在t=0时刻的运动方向相同，是沿y轴的负方向的，即每一个质点的起振方向都是沿y轴的负方向的，则C D可能正确。由于λ＜x0＜5λ/4，说明在T＜t＜5 T /4的时间内x0处质点没有振动，所以在t0时刻x0处质点的振动时间是3T -5 T /4＜t0-t＜3 T -T，即7 T /4＜t0-t＜2T，即振动图像中t0时刻前有少于2个多于7/4个的完整图形，所以C正确。
9.2014年理综四川卷
5．如图所示，甲为t = 1s时某横波的波形图像，乙为该波传播方向上某一质点的振动图像，距该质点△x = 0.5m处质点的振动图像可能是：（ ）
【答案】A
【解析】从甲图可以得到波长为2m，乙图可以得到周期为2s，即波速为1m/s；由乙图的振动图像可以找到t=1s时，该质点位移为负，并且向下运动，再经过T/8就到达波谷，所以可以判断波是向左传播，而距该质点Δx=0.5m处质点，就是相差λ/4或时间相差T/4，但有两种可能是提前或延后。若是延后是在t=1s时再经过T/4到达乙图的振动图像t=1s时的位移，所以A正确，若是提前是在t=1s时要向返回T/4到达乙图的振动图像t=1s时的位移，该质点在t=1s时，该质点位移为负，并且向上运动，所以BCD都错误。
10. 2014年理综福建卷
17．在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图像，如右图所示，则该波在第一个周期末的波形图是（ ）
答案：D
解析：由振动图像知波源开始振动的方向为负y方向，故介质中各个质点的起振方向均向下，第一个周期末开始振动的质点，其振动方向与波源开始振动的方向相同，即也是负y方向，由波的平移法可知，A、C两图中波最前列的质点起振方向向上，所以选项A、C错误；由振动图像的振幅变化知，后半个周期振幅较大，即波源的振幅在增大，根据波传播的特点知，故选项B错D正确。
11.2015年理综天津卷3、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xa=2m和xb=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 （ D ）
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、此时刻质点a的速度沿+y方向
D、质点a在t=2s时速度为零
解析：根据b点在该时刻向上运动可以确定波沿-x方向传播，A错；由乙图可知周期为8s，4s内a质点振动半个周期，质点振动的路程为1m，选项B错；波沿-x方向传播，可以判定质点a沿-y方向运动，选项C错；经过2s质点振动1/4周期，质点a刚好运动到最大位移处，速度为0，选项D正确。故本题选D。
12.2019年天津卷7.一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1=1m和x2=7m处质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（ ）
A.
B.
C.
D.
答案：BC
解析：通过两个图像可以看出波的周期为4s，两个质点的距离间隔为6m，因为振动具有周期性，故时间间隔不能确定，为，其中n为整数，那么两个质点间的关系为，当n=1的时候，速度v=1.2m/s，当n= -1时，速度大小为2 m/s，两者的差别是波的传播方向不同，AD不符合题意，BC符合题意。
故答案为：BC
13.2019年浙江选考卷16.【加试题】图1为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P、Q为介质中的两个质点，图2为质点P的振动图像，则（ ）
A．t=0.2s时，质点Q沿y轴负方向运动
B．0～0.3s内，质点Q运动的路程为0.3m
C．t=0.5s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度
D．t=0.7s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
答案：CD
解析：由图1可知，该波波长λ为2m，由图2可知周期T=0.4s，由于t=0时刻质点P先向上振动，所以该波向左传播。t=0.2s=T/2，又由于t=0时刻Q点先向下振动，所以经过半个周期，Q点向y轴正方向运动，A错误；
0～3s内，t=0.3s=3T/4，因为Q的位置不是波峰也不是波谷，所以路程s不等于0.3m，B错；t=0.5s=T+T/4，此时P位于波峰，Q不在波峰也不在波谷，波峰或波谷的加速度最大，C对；t=0.7s=T+3T/4，此时P位于波谷，Q不在波峰也不在波谷，波峰或波谷的离平衡位置的距离最大，D对。故选CD。
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