2025年高考物理：图像专题 专题09振动图像与波动图像（共4种图像类型）-学案原卷版

这是一份2025年高考物理：图像专题 专题09振动图像与波动图像（共4种图像类型）-学案原卷版，共9页。学案主要包含了振动图像与波动图像等内容，欢迎下载使用。

知识梳理
知识点一、振动图像与波动图像
1.两种图象的比较
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.
题型归类
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（ ）
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=415s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（ ）
A．1m/sB．0.8m/sC．0.6m/sD．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53m/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53m
C．该列波的波速可能为127m/s
D．若波速为43m/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（ ）
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
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（ ）
A．73m/sB．103m/sC．7m/sD．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
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
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(10πt+π3)(m)；S2位于(3m，0，0)处，其振动方程为z=0.1sin(10πt-π6)(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π2
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