第八章　81.振动图像和波的图像的综合应用---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版）

这是一份第八章　81.振动图像和波的图像的综合应用---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版），共13页。
1~3题每题5分
1.(2024·江苏扬州市二模)一简谐横波沿x轴方向传播，已知t=0.1 s时的波形如图甲所示，图乙是x=4 m处的质点的振动图像，则下列说法正确的是( )
A.该简谐波沿x轴正方向传播
B.经过1 s，x=2 m处质点向前传播10 m
C.在t=4.55 s时，x=2 m处的质点速度方向与位移方向相同
D.经过任意0.5 s的时间，x=2 m处的质点经过的路程一定为25 cm
答案 C
解析 由题图乙可知，x=4 m处的质点在t=0.1 s时沿y轴正方向振动，由题图甲根据波形平移法可知，该简谐波沿x轴负方向传播，故A错误；质点只会在平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故B错误；由题图乙可知，周期为0.4 s，则Δt=4.55 s-0.1 s=4.45 s=11T+18T，简谐波沿x轴负方向传播，由题图甲可知，t=0.1 s时x=2 m处的质点从平衡位置向下振动，则在t=4.55 s时，x=2 m处的质点处于平衡位置到波谷的振动过程中，质点速度方向与位移方向均为负方向，故C正确；由于Δt=0.5 s=54T，可知只有当计时位置在平衡位置、波峰或波谷位置时，经过0.5 s的时间，x=2 m处的质点经过的路程才为s=54×4A=25 cm，如果计时位置不在平衡位置、波峰或波谷位置时，经过0.5 s的时间，x=2 m处的质点经过的路程不等于25 cm，故D错误。
2.(2025·宁夏银川市一模)“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，某机械波沿x轴传播，图甲为t=0.6 s时的波的图像，图乙为x=5 m处A质点的振动图像，此时P、Q两质点的位移均为-1 cm，下列说法正确的是( )
A.这列波沿x轴正方向传播
B.P质点的振动方程为y=2sin (5π3t+π6) cm
C.t=0.6 s时，P、Q两质点加速度大小相同，方向相反
D.从t=0.6 s开始经过0.3 s，P、Q两质点经过的路程相等
答案 B
解析 由题图乙可知，在t=0.6 s时，A质点正在沿y轴负方向运动，根据“同侧法”可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；P质点的振动方程为y=Asin (ωt+φ)，而ω=2πT=2π1.2 rad/s=5π3 rad/s，将t=0.6 s，y=-1 cm代入解得φ=π6或5π6，因t=0时刻，质点P沿+y方向运动，故取φ=π6，因此P质点的振动方程为y=2sin (5π3t+π6) cm，故B正确；t=0.6 s时，质点P、Q点在x轴下方，加速度方向都沿y轴正方向，P、Q两质点位移相同，加速度大小相同，故C错误；由波向x轴负方向传播可知t=0.6 s时质点P在x轴下方并向y轴负方向减速运动；Q在x轴下方并向y轴正方向加速运动，又0.3 s=T4，所以从t=0.6 s开始经过0.3 s，P、Q两质点经过的路程不相等，故D错误。
3.(多选)(2025·广东清远市一模)如图甲所示，游乐场有一种水上蹦床设施，游客在蹦床上有规律的跳动，水面激起一圈圈水波。波源位于O点，水波在xOy水平面内传播(不考虑能量损失)，波面呈现为圆形。t=1 s时刻，部分波面的分布情况如图乙所示，其中虚线、实线表示两相邻的波谷、波峰。A处质点的振动图像如图丙所示，z轴正方向表示竖直向上。下列说法中正确的是( )
A.水波的波长为4 m
B.水波的波速为2 m/s
C.t=3 s时，A处质点所受回复力最大
D.t=3 s时，B处质点处在波谷位置
答案 AC
解析 由题图乙可知，相邻波峰和波谷之间的距离为2 m，则水波的波长λ=4 m，故A正确；由题图丙，A处质点的周期为T=4 s，则水波的波速为v=λT=1 m/s，故B错误；t=3 s时，A处质点位于波谷位置，与平衡位置的距离最大，根据F=-kx可知，此时回复力最大，故C正确；波源位于O点，A处质点和B处质点相距半个波长，可知两质点振动相位完全相反，t=3 s时，A处质点处于波谷位置，可知B处质点处在波峰位置，故D错误。
4.(10分)(2026·广东广州市期中)水袖是中国古典舞中用于情感表达的常用技巧，舞者的手有规律地振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”般的美感，这一过程其实就是机械波的传播。现有一列沿x轴方向传播的简谐横波，t=0时刻的波动图像如图甲所示，其中参与波动的质点P的振动图像如图乙所示，求：
(1)(5分)该波的传播方向和速度大小；
(2)(5分)质点P在t=0开始计时后10 s内经过的路程。
答案 (1)沿x轴负方向传播 2 m/s (2)25 cm
解析 (1)由题中波形图和振动图像可知t=0时刻质点P在平衡位置沿y轴正方向振动，根据“同侧法”可知波沿x轴负方向传播。由题图甲可知，该波的波长λ=8 m；由题图乙可知，该波的周期T=4 s
可得波速大小v=λT=2 m/s
(2)因时间t=10 s=2.5T，质点P在0~10 s内总路程为s=2.5×4×2.5 cm=25 cm。