2024届高考物理三轮复习讲义：机械波的图象基本问题题型汇总

机械波的图象基本问题 题型1 波的形成与传播 【例题1】 在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是（　　） A．每个质点均在其平衡位置附近自由振动 B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动 C．绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同 D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒 【例题2】 一列简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔选取一个质点，如图甲所示。时刻波恰传到质点1，并立即开始向上振动，经过时间，所选取的1-9号质点间第一次出现如图乙所示的波形，已知波的振幅为，则下列判断正确的是（　　） A．时，质点3向上运动 B．该波的周期一定为，波速一定为 C．至内，质点5运动的路程为 D．时，质点4位于波谷 【例题3】 （20-21高三上·浙江·阶段练习）手持较长软绳端点O在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波，波沿绳方向水平传播，如图所示。绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为。时波源从平衡位置开始起振，时OP段第一次出现如图所示波形，O在最高点时，P恰好在平衡位置，则（　　） A．此时质点P正向上振动，但加速度为零 B．该绳波的传播速度一定为 C．再经过，OP之间一定还是图示波形 D．再经过，OP方向上离P点的质点一定处于波峰位置 【例题4】 （2023·天津北辰·三模）一列沿轴正方向转播的简谐横波，时刻的波形如图所示，此时位于处的质点开始振动。已知时质点第一次出现在波峰位置，则下列说法正确的是（　　） A．该波的频率为2Hz B．波源开始振动时的运动方向沿轴的负方向 C．0~1s内质点振动的路程为40cm D．时质点在波谷位置 题型2 机械波相关物理量的计算 【例题5】 （21-22高三上·湖北·阶段练习）一列简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻，波刚好传播到坐标原点O点处，且O点处的质点从平衡位置开始向下振动，平衡位置在x=2m处的质点a比O点处质点的振动滞后0.5s，t=2s时，质点a刚好第一次到达波峰，通过的路程为6cm，质点b的平衡位置在x=8m处，则下列说法正确的是（　　） A．x=2m处的质点起振的方向向下 B．坐标原点O处的质点振动振幅为3cm C．波的传播速度为4m/s D．质点b比质点a振动滞后1.5s 【例题6】 （21-22高三下·浙江绍兴·阶段练习）如图所示，Ox轴上有P、M、N三点，已知OP=10m，PM=MN=8m，t=0时刻起O处波源从平衡位置开始做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐波。已知第2s内P处质点比M处质点恰好多2次全振动，M处质点比N处质点恰好多4次全振动，并且第2s末波已传过N处质点。则（　　） A．该波的波长为2m B．该波的波速为14m/s C．第2s末M处质点在平衡位置 D．若波源的起振方向向上，第3s末时N处质点位于波峰 题型3 波形图的物理意义及信息读取 【例题7】 如图所示，为甲、乙两列波在相同均匀介质中传播的波形图，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙波长之比 B．甲、乙振幅之比 C．甲、乙波速之比 D．甲、乙周期之比 题型4 根据振动图像判断波形图 【例题8】 （2020·山东·高考真题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（　　） A． B． C． D． 题型5 已知某质点第一次出现波峰或者波谷求周期 【例题9】 （2023·天津·模拟预测）一列简谐横波在弹性介质中沿x轴传播，波源位于坐标原点O，时刻波源开始振动，时波源停止振动，如图所示为时靠近波源的部分波形图。其中质点a的平衡位置离原点O的距离为。下列说法中正确的是（　　） A．波速为5m/s B．波源起振方向沿y轴正方向 C．在，质点a位于波谷 D．从波源起振开始计时，3.0s内质点a运动的总路程为2.5m 题型6 波的叠加与减弱的判断 【例题10】 （2021·浙江·高考真题）将一端固定在墙上的轻质绳在中点位置分叉成相同的两股细绳，它们处于同一水平面上。在离分叉点相同长度处用左、右手在身体两侧分别握住直细绳的一端，同时用相同频率和振幅上下持续振动，产生的横波以相同的速率沿细绳传播。因开始振动时的情况不同，分别得到了如图甲和乙所示的波形。下列说法正确的是（　　） A．甲图中两手开始振动时的方向并不相同 B．甲图中绳子的分叉点是振动减弱的位置 C．乙图中绳子分叉点右侧始终见不到明显的波形 D．乙图只表示细绳上两列波刚传到分叉点时的波形 【例题11】 （22-23高三下·山东·开学考试）某消音器的原理图如图所