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专题15.4 振动图像和波动图像一选择题1.(2017江西南昌二模)一条弹性绳子呈水平状态,M为绳子中点,两端点P、Q同时开始上下振动,一小段时间后产生的波形如图所示。对于其后绳上各点的振动情况,以下判断正确的是。A.两列波将同时到达中点MB.两列波波速之比为12C.中点M的振动总是加强的D.M点的位移大小在某时刻可能为零E.绳的两端点P、Q开始振动的方向相同【参考答案】ADE2.(多选)(2017陕西宝鸡一模)一列简谐横波沿着x轴正方向传播,波中A、B两质点在平衡位置间的距离为0.5 m,且小于一个波长,如图甲所示,A、B两质点振动图象如图乙所示。由此可知。A.波中质点在一个周期内通过的路程为8 cmB.该简谐波的波长为4 mC.该简谐波的波速为0.5 m/sD.t=1.5 s时A、B两质点的位移相同E.t=1.5 s时A、B两质点的振动速度相同【参考答案】ACE3 (多选)(2017湖北武汉模拟)一列简谐横波沿x轴传播。在x=12 m处的质点a的振动图线如图甲所示,在x=18 m处的质点b的振动图线如图乙所示。下列判断正确的是。(填正确答案标号)A.质点a在波谷时,质点b一定在平衡位置向y轴正方向振动B.若波沿+x方向传播,这列波的最大传播速度为 3 m/sC.若波沿-x方向传播,这列波的最大波长为24 mD.若波的传播速度为0.2 m/s,则这列波沿+x方向传播E.若波的传播速度为1 m/s,则这列波沿-x方向传播(导学号88094692)【参考答案】ACD【名师解析】由图可知,波的周期为T=8 s,A对;若波向+x传播,波向右平移,得n+=ab=6 m,v右=,选项B错,D对;若波向-x传播,波向左平移,得n+=ab=6 m,v左=, 选项C对E错。4(5分)一列简谐横波沿x轴传播，t0时刻的波形如图所示，从此时刻开始，x1 m处的质点和x3 m处的质点分别经过0.1 s和0.3 s第一次到达波峰，则下列说法正确的是_(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这列波沿x轴正向传播B该列波在0.1 s内沿x轴传播的距离为1 mCx1 m处质点在0.4 s内沿x轴传播的距离为4 mD在00.6 s时间内，x1.5 m处质点通过的路程是60 cmE在t0.5 s时，x4 m处质点振动方向沿y轴正方向【参考答案】BDE5(2016湖北六校调考)一列简谐横波，在t0.6 s时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为1 cm，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是()A这列波沿x轴正方向传播B这列波的波速是 m/sC从t0.6 s开始，紧接着的t0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 mD从t0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置E若该波在传播过程中遇到一个尺寸为30 m的障碍物，不能发生明显衍射现象【参考答案】ABD6.如图2所示，在均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x0.1sin 20t(m)，形成的机械波的波速都是10 m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4 m和5 m。则()A.波的周期为0.2 sB.波的波长为2 mC.P点一定是振动加强点D.P点可能是振动减弱点【参考答案】C7.(2016山东潍坊期末)一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，其中t时刻和t0.4 s时刻在x轴上3 m至3 m区间内的波形图如图3中同一条图线所示，则下列说法中正确的是()A.质点振动周期一定为0.4 sB.该波最小波速为10 m/sC.从t时刻开始计时，x2 m处的质点比x2.5 m处的质点先回到平衡位置D.在t0.8 s时刻，x2 m处的质点位移为零【参考答案】BC【名师解析】因为机械波每经过1个周期，波形相同，所以T s(n1，2，3，)，选项A错误；根据波形图可知，波长4 m，所以波速v10n m/s(n1，2，3，)，当n1时，波速最小，为10 m/s，选项B正确；已知波沿x轴正方向传播，在t时刻x2 m处的质点从最大位移处向平衡位置移动，而x2.5 m处的质点正向最大位移位置运动，所以x2 m处的质点比x2.5 m处的质点先回到平衡位置，选项C正确；在t0.8 s时刻，横波的波形与t时刻波形相同，x2 m处的质点位移不为零，选项D错误。8.(2016河北邯郸模拟)如图4甲所示，OPs，t0时刻质点O开始振动，产生沿O、P所在直线向右传播的简谐横波，图乙为质点P从tt1时刻开始振动的图象，则以下说法正确的是()A.t0时刻质点O的振动方向沿y轴正方向B.t2时刻质点P振动速度最大，方向沿y轴负方向C.该波与另一频率为的同类波叠加能产生稳定的干涉现象D.若某障碍物的尺寸为(t2t1)，该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象【参考答案】ACD9.(2015武汉武昌区调研)一列简谐横波，在t0.6 s时刻的图象如图6甲所示，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是()A.这列波沿x轴正方向传播B.这列波的波速是 m/sC.从t0.6 s开始，质点P比质点Q晚0.4 s回到平衡位置D.从t0.6 s开始，紧接着的t0.6 s时间内，A质点通过的路程是4 mE.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物，不能发生明显衍射现象【参考答案】ABD10.一物理教师某天正在一湖边钓鱼，突然湖的周围起了风，他发现湖中钓鱼的浮标上下浮动。他根据自己的经验认为浮标上下浮动可简化成竖直方向的简谐运动，他通过观测绘制出了浮标的振动图象，如图甲所示，接着他又根据湖面的波纹绘制出了水的波动图象，如图乙所示。假设图乙是一列沿x轴正方向传播的水波在t0.5 s时的波形图，图甲是图乙中离原点04 m范围内某质点的振动图象，则下列说法正确的()甲乙A.浮标上下振动的周期为T2 sB.该列波的波速为2 m/sC.该波传播过程中遇到频率为1 Hz的机械波时能产生干涉D.图甲是x2 m处质点的振动图象E.不能确定图甲是04 m范围内哪个质点的振动图象【参考答案】ABD11(5分)如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是_(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此时能明显观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距离相等C如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象E挡板前后波纹间距离不等【参考答案】ABC【名师解析】因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，选项A正确；波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，选项B正确、E错误；如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，选项C正确；如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，选项D错误二、非选择题1(10分)如图所示，虚线是一列简谐横波在t0时刻的波形，实线是这列波在t1 s时刻的波形若波沿x轴正向传播，则t1 s时刻，x3 m处的质点第一次回到平衡位置需要的时间最长可能为多少？若波速大小为75 m/s，波速方向如何？若波沿x轴正方向传播，则波在t1 s内传播距离：s(n5) m(8n5) m(其中n0、1、2)若波速v75 m/s，则1 s内传播svt75 m8n575n可见，n不是整数，则波不可能沿x轴正方向传播当波沿x轴负方向传播时，波在t1 s内传播距离：s(n3) m(8n3) m(其中n0,1,2)若波速大小为75 m/s，则1 s内波传播的距离svt751 m75 m因为s75 m(93) m，所以波向左传播2(10分)在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4 m的A、B两点， 图甲、乙分别是A、B两质点的振动图象，已知该波波长大于2 m ，求这列波可能的波速若波由B向A传播，A点比B点晚振动时间tnTT(n0,1,2,3，)所以A、B间的距离sn(n0,1,2,3，)，则波长因为2 m，所以n0或1，当n0时，116 m，v140 m/s当n1时，2 m，v2 m/s.3(2015东北三校联考)一列沿x轴正向传播的简谐横波在t0时刻的波的图象如图所示，经0.1 s，质点M第一次回到平衡位置，求：(1)波传播的速度；(2)质点M在1.2 s内走过的路程。【答案】(1)1 m/s(2)0.8 m【名师解析】(1)波沿x轴正方向传播，当x0处的状态传到M点时，M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为x0.1 m则波速为v m/s1 m/s4(2016贵州六校联考)如图所示为波源O振动1.5 s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，已知波源O在t0时开始沿y轴负方向振动，t1.5 s时它正好第二次到达波谷，问：(1)何时x5.4 m的质点第一次到达波峰？(2)从t0开始至x5.4 m的质点第一次到达波峰这段时间内，波源通过的路程是多少？【答案】(1)11.7 s(2)1.95 m【名师解析】(1)由图知60 cm0.6 m由题知1.5 s1T，所以T1.2 sx5.4 m处的质点距波源有n9(个)即波源O经t19 T10.8 s传到此点，此点第一次到达波峰还需t2 T0.9 s，共用时间tt1t211.7 s。(2)由(1)知从t0开始至x5.4 m的质点第一次到达波峰经历的时间为11.7 s，即历时9T所以s源4A93A39A1.95 m。5(10分)一弹簧竖直悬挂一个质量为m的木块，当木块处于平衡状态时，用力F缓慢向下拉木块使之向下移动距离d，然后松开手，木块做简谐运动当木块正好经过平衡位置向下运动时，某同学开始观察木块的振动过程，该同学发现经过1 s后木块第一次回到平衡位置已知d4 cm，取竖直向上为正方向，请在图甲中将该同学观察到的木块的振动过程用振动图象描述出来另一位同学在该同学观察7 s后开始计时，请在图乙中画出后一位同学观察的振动图象(请至少画出一个周期)如果由于该木块的振动，在水面形成机械波，7 s内传播了7 m，则该波的波长是多少？【名师解析】图象如图所示因为水波在7 s内传播了7 m，所以波速为v m/s1 m/s，又由图象得T2 s，根据v，所以2 m6(10分)如图所示为沿波的传播路径上A、B两个质点从某时刻开始计时的振动图象，A、B平衡位置的距离为5 m，波从A传播到B所用的时间不足一个周期，求：图中B质点的振动方程；波从A传播到B所用的时间及波传播的速度大小即A、B两质点平衡位置的距离为波从A传播到B所用的时间为tT2 s波传播的速度v m/s2.5 m/s13
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