专项突破8 振动图像与波形图的综合-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019 江苏专用）

球的正上方，此时B球回到初位置，故C错误故选D. 专项突破7简谐运动对称性的应用 1.C 2.C解析：物块甲运动至最高点时，挡板对乙的弹力最小值 为0，对乙有F=mgsin8, 对甲有Fw1+mgsin0=ma, 物块甲运动至最低点时，根据对称性有F2-mgsin8=ma, 对乙受力分析，挡板对乙的弹力最大值为F、=F2+ mgsin0=4 ngsin0,故选C. 3.D解析：A.刚施加力F时，对P、Q整体进行分析，根据牛 顿第二定律有之g=2m,解得a,=子，对0进行分析，根 1 据牛顿第二定律有N,+乞mg-mg=ma,根据牛顿第三定律 有N=N,解得Q对P的压力大小为=g,故A错误 B.假设P,Q分离，则两者之间弹力为0，对Q进行分析，根 据牛顿第二定律有mg2mg=m4:,解得加速度大小为a, 28,方向竖直向下，施加拉力后，对P.Q整体进行分析，令 平衡位置的压缩量为，则有了g+,=2mg,令整体相对 平衡位置位移为x,则回复力为F=2mg+k(x+o）-2mg, 解得F=x,可知回复力大小与相对平衡位置的位移大小 成正比，方向相反，可知整体做简谐运动，根据简谐运动的对 称性，整体运动的最大加速度为a,=4g<a,=2&,表明P,Q 整体先向上做加速运动，后向上减速至0速度减为0时的 加速度大小小于分离时向下的加速度，可知假设不成立，即 施加力F后，在运动过程中P、Q不可能分离，故B错误： C.结合上述可知，P运动到最高点时，整体加速度方向向 下，大小为a,=4&,对整体分析有2mg-F-F。=2ma1,解得 F。=mg,即弹簧的弹力大小为mg,故C错误：D.物块开始位 置，根据胡克定律与平衡条件有2mg=,结合上述分析，物 块在最高点时，根据胡克定律有F。=mg=红，P从静止时位 置到第一次速度最大的位置间的距离为4x=2×(名) 紧故D正确放选D 4.D解析：设弹簧原长位置为。，沿斜面向下为正下滑到最 低点L,时：k(L。-L,)+G,∫=-ma1,从最低点开始上滑时： k(L-L,)+G,+f-ma,可得：a,>a,方向邵向上.下滑经过 平衡位置L2时：k(L-L)+G,f=0, 上滑到最高点L,静止时：k(L-L,)+G+f'=0(其中f"为矢 G 量).已知f1≤f。=f,当f'沿斜面向上时，f'<0,2= k k+4,则L,≤L:当∫'沿斜面向下或等于0时. G,-f1 Lo,L=- G+' f'≥0，L1= +L(此时弹簧处于仲长状态)，L2<L.则 滑块上滑到的最高点的位置应该在下滑时加速度为零的位 置或其下方故选D. 选择性必修第一册 专项突破8振动图像与波形图的综合 1.C 2.D解析：A.质点V从1=0时刻开始振动，由振动图像可知 此时质点N向上振动，由波形图可知图示时刻，N点向下振 动，则图甲时刻波并非刚好传播到N点：由图可知波长为 4m,周期为0.2，波速为r=行=20m,故A错误：B.因1= 0时刻质点N在平衡位置沿γ轴正向振动，可知1=0时刻质 点M在x轴下方沿y轴负向振动，速度减小，从1=0.05“开 始，点处于y轴负方向，且此时向上向平衡位置振动，速度 变大.则从1=Q05:到1=020：经历了015s,即子T,则质 点M通过的路程大于3A=15cm,故B错误：C.根据振动图 像可知1=0.45s时，质点N在最大位移处，故C错误：D.振 动加强点到两波源的距离差△r满足△x=n入(n=0,I, 2,…),由题意可知-12m<△x<12m.解得n=0,±1，±2，共有 5个振动加强点，故D正确.故选D. 3.(1)0.5m/s(2)(1.6n+1.2)×10s(n=0.1.2,…) 解析：(1)实线圆、虚线圆分别表示1=0时刻相邻的被蜂和 波谷，由图甲可知宁=04em, 由图乙可知周期T=0.016, 则波在水中的传播速度大小为=子=0.5m； (2)根据题意可知P处此时处于波蜂位置，从图乙所示状态 、开始，P点第1次到达波谷所需时间为4，=不， 代人数据解得t,=1.2×102s. 则P点到达波谷的所有时间为△1=t,+nT(n=1,2,…), 代人数据解得△=(1.6n+1.2)×102s(n=0,1,2,…). 专项突破9波的多解问题 1.C解析：AB.由图2可知0时刻V质点向下振动，结合图1 利用同侧法可知该简谐波沿x轴负方向传播，故AB错误： C.依题，0时刻开始M点向下振动，根据振动规律可知，经 过。T质点到达议谷，屑过7到达波峰，考虑周期性可 程。T4)T+nT=04s,解得周期可能值T包 6 2+3ns(n=0, 1.2 1,2…）,当n=1时，T=024s,故C正确：D.根据=T= 10(2+3n) 25 1.2 m/s(n=0.1,2…),当r=号s,n为分数，不满 足条件，故D错误故选C. 2.D解析：A.由题意，x=1.2m处的质点在1=0.03s时刻向y 轴正方向运动，由上下坡法可知波向x轴正方向传播.则时 同0(+号).可得T号(a=0,1.2 .3 1_4n+3 3,…),该波的颜率为f=70.12 Hz(n=0,1,2,3,…),当 n=3时f=125Hz,故A正确：B.由图知，波长A=1.2m,则 波速=f=(40n+30)m/s(n=0.1,2.3,…),当n=0时，x= 30m/5,故B正确：C.由于波向x轴正方向传播，1=0时x= 1.4m处质点位于x轴上方，加速度方向沿y轴负方向，赦 C正确：D.简谐横波沿x轴传播，质点只上下振动，不随波迁 黑白题54心专项突破8 振动图像与波形图 1,图甲为一列简谐横波在t=0.3s时刻的波 形图，P点是介质中的某一质点，其振动图 像如图乙所示.下列说法正确的是( .y/em +y/em 20-- r/m 205 08s -20 A.该波的传播方向沿x轴正向 B.P点的平衡位置横坐标x=3m 1 C.t=0.3s到t=0.5s时间内，质点P通过 的路程为(40-10√3)cm D.P点的振动方程为y=20sin 10π t 音am 2.(2025·浙江杭州月考)一列简谐横波沿x 轴正方向传播，此波在某时刻的波形图如 图甲所示.质点M的平衡位置在x=1.5m 处，质点N的平衡位置是x=4m处.质点N 从t=0时刻开始振动，其振动图像如图乙 所示.此波传播到达平衡位置为x=12m处 的质点Q时，遇到一障碍物（未画出）之后 立刻传播方向反向，反射波与原入射波在 相遇区域发生干涉，某时刻两列波部分波 形如图丙所示.则下列说法中正确的是 y/em ↑yem 5 0.050.00.15020i/s 丙 2黑白题物理|选择性必修第一册 的综合 A.图甲时刻波刚好传播到N点，波速为 20m/s B.从t=0.05s到t=0.20s,质点M通过的 路程小于15cm C.t=0.45s时，质点N的位移为0 D.足够长时间后，0、Q之间有5个振动加 强点（不包括O、Q两点） 3.(2024·江苏苏州期末)青蛙在平静的水面 上鸣叫时引起水面振动.把水波视作横波， 以青蛙所在位置为原点O,某时刻波源垂直 xOy平面振动所产生波的示意图如图甲所 示，实线圆、虚线圆分别表示相邻的波峰和 波谷，图乙为某质点的振动图像，求： (1)波在水中的传播速度大小： (2)从图乙所示状态开始，P点到达波谷所 需时间△k, 0.8 0.4 /em 0.5-- x/em 0.4 0.8 0.8 t/(×102s) -0.5 ©专项突破9 波的多解问题 题型1时间周期性 1.(2025·河南名校联考)一列波长为10m的 简谐横波沿x轴传播，t=0时刻波形如图1 所示.经0.4s后，质点M振动至波峰位置， 质点N的振动图像如图2所示，则()》 ↑yc ↑y/cm 0 图1 图2 A.该简谐波沿x轴正方向传播 B.该简谐波传播方向不确定 C.该简谐波的周期可能为0.24s D.该简谐波的波速可能为号ms 25 2.(2024·广东江门期中)图中实线和虚线分 别是x轴上传播的一列简谐横波在t=0和 t=0.03s时刻的波形图，x=1.2m处的质点 在t=0.03s时刻向y轴正方向运动，下列说 法错误的是 ( ylem o、0成.6点友8m A.该波的频率可能是125Hz B.该波的波速可能是30m/s C.t=0时x=1.4m处质点的加速度方向沿 y轴负方向 D.各质点在0.03s内随波迁移0.9m 3.如图所示，一列简谐横波沿x轴向正方向传 播，实线和虚线分别是t1和2时刻的波形 图，已知t2-t1=1.0s,由图判断下列哪一个 波速是可能的 y/m /n A.2 m/s B.3 m/s C.5 m/s D.10 m/s 题型2空间周期性 4.平静的湖面上有a、b两片叶子，a、b两片叶 子间相距4.2m,叶子b在a的右方，一列水 波沿水平方向向右传来，波速为10m/s,波 长大于2m.某时刻叶子b达到波峰位置，而 叶子a正处于平衡位置且向上运动，则这列 波的周期可能是 () A.0.24s或0.56sB.0.24s或1.68s C.0.336s或0.56s D.0.336s或1.68s 5.(2024·山东临清实验中学开学)一列沿x 轴正向传播的简谐波，在x1=2m和x2= 12m处的两质点的振动图像分别如图中实 线和虚线所示.下列判断正确的是() y/m A.波长一定是4m B.波长可能是10m C.波速可能是4m/s D.波速可能是5m/s 6.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻 的部分波形图像如图所示，则下列关于虚线 框内波形的说法正确的是 ( 4/m 28x/m 进阶突破·专项练13