第八章　微点突破5　振动图像与波的图像的综合应用2027届高三物理一轮复习习题

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振动图像和波的图像的比较
例1 (2025·江苏南京市调研)如图(a)为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，图(b)为介质中平衡位置在x=0.5 m处质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波速大小为1 m/s
B.波沿x轴正方向传播
C.在0~4 s内，质点P运动的路程为8 cm
D.t=2 s时，质点P沿y轴负方向运动
答案 D
解析 根据振动图像与波形图可知λ=2 m，T=4 s，波速v=λT=0.5 m/s，故A错误；由(b)图可知t=0时刻，质点P振动方向沿y轴正方向，在(a)图中结合同侧法可知，波沿x轴负方向传播，故B错误；振幅A=4 cm，0~4 s内，质点P运动的路程为s=4A=16 cm，故C错误；(b)图为振动图像，可知t=2 s时质点P沿y轴负方向运动，故D正确。
例2 (2024·天津卷·3)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲是t=1 s时该波的波形图，图乙是x=0处质点的振动图像。则t=11 s 时该波的波形图为( )
答案 C
解析 波的周期T=4 s，因t=11 s时，即在t=1 s后再经过10 s=2.5T，此时原点处的质点振动到波谷位置，即该波的波形图为C。
例3 (2025·江苏徐州市模拟)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻波源从坐标原点开始振动，图甲是简谐横波在t=0.6 s时的部分波形图，图乙是这列波上x=0.7 m处的质点从t=0.7 s时刻开始振动的图像，下列说法正确的是( )
A.波源的起振方向向上
B.t=0.6 s时，x=0.1 m处的质点在波谷处
C.波的频率f=0.5 Hz
D.波源的振动方程为y=15sin(5πt) cm
答案 B
解析 由题图乙可知，x=0.7 m处的质点的起振方向向下，故波源的起振方向向下，故A错误；由题图甲可推断，t=0.6 s时，x=0.1 m处的质点在波谷处，故B正确；由题图甲可知，34λ=0.3 m，即λ=0.4 m，又该波的波速为v=xt=0.70.7 m/s=1 m/s，故该波的频率为f=vλ=10.4 Hz=2.5 Hz，故C错误；波源的振动方程的形式为y=Asin(ωt+φ)，其中A=15 cm，ω=2πf=5π rad/s，t=0时刻波源处于平衡位置且起振方向向下，则φ=π，故波源的振动方程为y=15sin(5πt+π) cm，故D错误。
例4 (2025·江苏盐城市模拟)战绳作为一项超燃脂的运动，十分受人欢迎。晃动战绳一端使其上下振动(可视为简谐振动)形成横波。图甲、乙分别是某列战绳上P、Q两质点的振动图像，传播方向为P到Q。P、Q两质点的平衡位置相距3 m，波长2 m