2021高考物理二轮复习第一篇专题十四：振动和波的图象学案5页

振动和波的图象
(2020·山东等级考)一列简谐横波在均匀介质中沿 x轴负方向传播,已知 x= λ处质点的振
动方程为 y=Acos( t),则 t= T时刻的波形图正确的是 (　　)
(1)审题破题眼:
(2)命题陷阱点:
陷阱 1:认为波沿正方向传播。
波的传播方向是不确定的,这也是波的多解的一个重要原因,不能想当然认为波沿正方向传播。
陷阱 2:认为振动方程为波的方程。
能够区分波的图象和振动图象,也要正确区分和应用波的方程和振动方程。
准确地从振动图象和波的图象中提取有效信息
类别 振动图象 波的图象
研究对象 一个质点 波传播方向上的所有质点
图象 　正(余)
弦曲线
　正(余)弦曲线
物理意义
某质点在各时刻的位
移
某时刻各质点的位移
方程 x=Asin(ωt+φ) y=Acos[ω(t- )+φ]

振动方向 　(看下
一时刻的位移)
　(将波沿传播方向平移)
联系
(1)纵坐标均表示质点的位移
(2)纵坐标的最大值均表示振幅
(3)波在传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动,每一个质点都有自己
的振动图象
快速判断质点振动方向的两种方法
(1)上下坡法:逆着波的传播方向,“下坡”时质点向下振动,“上坡”时质点向上振动。
(2)同侧法:波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧。
振动与波的图象解题流程
1.(振动图象)(多选)一个质点做简谐运动的图象如图所示,下列叙述正确的
是 (　　)
A.质点的振动频率为 4 Hz
B.在 10 s内质点经过的路程是 20 cm
C.在 t=1.5 s和 t=4.5 s两时刻质点的位移大小相等
D.在 t=1.5 s和 t=4.5 s两时刻质点的速度相同
2.(波的图象)(多选)如图所示,沿 x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲
线,其波速为 200 m/s。下列说法正确的是 (　　)

A.从图示时刻开始,质点 b比质点 a先回到平衡位置
B.从图示时刻开始,经 0.01 s,x=2 m处质点通过的路程为 0.4 m
C.若该波波源从 x=0处沿 x轴正方向运动,则在 x=2 000 m处接收到的波的频率将小于 50 Hz
D.若该波传播过程中遇到宽约为 3 m的障碍物,则能发生明显的衍射现象
3.(振动和波的联系)(多选)图甲是一列简谐横波在 t=1s时刻的波形图,质点 P、Q在该时刻的
位置如图所示。图乙为质点 Q的振动图象。下列判断正确的是(　　)
A.该简谐横波的波速大小为 2 m/s
B.t=1 s时,质点 P正处于加速运动状态
C.质点 P、Q的加速度在运动过程中不可能相等
D.质点 P在任意 1 s内运动的路程一定是 12 cm
E.质点 P的平衡位置对应的 x坐标为 m
4.(波的多解)(多选)一列横波沿直线传播,在波的传播方向上有 A、B两点。在 t时刻 A、B两
点间形成如图甲所示波形,在(t+3 s)时刻 A、B两点间形成如图乙所示波形,已知 A、B两点间
距离 a=9 m,则以下说法中正确的是 (　　)
A.若周期大于 4 s,波可能向右传播
B.若周期为 4 s,波一定向右传播
C.若波速为 8.5 m/s,波一定向左传播
D.该波波速可能的最小值为 0.5 m/s

专题十四　振动和波
光的折射和反射
考向 2
///研透真题·破题有方///
　D　根据题意可知,t= T时,在 λ=λ+ λ处的质点处于 y=Acos( t)
=Acos( · T)=Acos( )=0,即此时该质点位于平衡位置,A、B均错误;下一时刻,y>0,即该
质点处于平衡位置且向上振动,由题意知横波沿 x轴负方向传播,根据同侧法原理判断波形可
知 C错误、D正确。故选 D。
///多维猜押·制霸考场///
1.B、C　由图读出周期为 T=4 s,则频率为 f= =0.25 Hz,故 A错误;质点在一个周期内通过的路
程是 4个振幅,t=10 s=2.5T,则在 10 s内质点经过的路程是 s=2.5×4A=10×2 cm=20 cm,故 B
正确;由图看出,在 t=1.5 s和 t=4.5 s两时刻质点位移大小相等,速度大小相等、方向相反,故
C正确,D错误。
2.B、D　根据“上坡下,下坡上”知,题图所示时刻质点 b向 y轴负方向振动,故质点 a比质点
b先回到平衡位置,选项 A错误;根据题图知波长为 4 m,由 T= =0.02 s知,f=50 Hz,经过 0.01
s,x=2 m处的质点回到平衡位置,运动的路程为 0.4 m,选项 B正确;由于波源向观察者所在处靠
近,故接收到的波的频率大于 50 Hz,选项 C错误;波发生明显衍射的条件是障碍物...