9.7波动图像和振动图像的综合运用 专项训练 -2027届高考物理一轮复习100考点精练

**基本信息** 聚焦波动图像与振动图像综合应用，通过14道各地模拟题系统覆盖传播方向判断、波速计算等核心考法，强化运动和相互作用观念与科学推理能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |波动图像和振动图像综合运用|14题（含2026甘肃三模、2025河南联考等）|传播方向判断、波速计算、质点振动分析、实际情境应用（地震预警、激光雕刻）|以周期、波长、波速为纽带，建立两图像物理量关联，通过图像信息提取培养科学推理与模型建构能力|

2027高考物理一轮复习100考点精练 第9章 机械振动和机械波 考点9.7 波动图像和振动图像的综合运用 【考点精练】 1．（2026甘肃岷县三模）图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处质点的振动图像。下列说法正确的是(      ) A.该波遇到4cm障碍物可发生明显衍射 B.该波沿x轴负方向传播 C.该波的传播速度为400m/s D.时刻质点p的振动方向沿y轴负方向 答案：AC 解析：由图甲可知波长，由图乙可知周期。 A.发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多，该波波长，遇到的障碍物，尺寸小于波长，可发生明显衍射，故A正确； B.由图乙可知，时刻处的质点正沿轴正方向振动，结合图甲，根据“同侧法”或“微平移法”可知，该波沿轴正方向传播，故B错误； C.波速，故C正确； D.根据图乙可知，时刻质点的振动方向沿轴正方向，故D错误。 2. (2026年4月安徽合肥名校联考）如图1所示是一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播时时刻的波形图，P、Q（Q未标出）是介质中两个质点，P是平衡位置位于处的质点，质点Q的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（    ） A． 这列简谐波在介质中的传播速度是 B． B．在时质点P沿y轴正方向运动 C．质点P做简谐运动的位移随时间变化的关系是 D．P、Q两质点的平衡位置间的距离可能是半个波长 【答案】ABC。 解析：由图1可知波长，由图2可知周期，则波速为，A正确；由于波在介质中匀速传播，则从到波传播的距离 又因为波沿轴负方向传播，且P是平衡位置位于，则 处的质点在时的振动情况与P点在时的振动情况相同。根据同侧法分析时处的质点振动情况可知，此时质点沿y轴正方向运动，B正确；由图1可知振幅，由图2可知周期则。由图1可知波峰位于处，平衡位置位于处，P是平衡位置位于，则P点横坐标为波峰与平衡位置的中点处，所以P点的纵坐标为，根据同侧法分析可知，P点此时在向y轴负方向运动。设P点的振动方程为。当时，，则质点P做简谐运动的位移随时间变化的关系是，质点P振动图像如下图，C正确； 由C选项可知P点的振动方程为，由图2的图像可知，Q点的振动方程为，因为波沿x轴负方向传播，若Q在P的左侧，则P、Q两点间的相位差，若Q在P的右侧，则Q、P两点间的相位差 则P、Q两质点的平衡位置间的距离，D错误。 3. （2025年5月河南部分重点高中考前联考）图甲为沿x轴正方向传播的某简谐波在时刻的波形图，P（图中未标出）是此波上的一个质点，图乙为P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播速度为 B. 质点P的平衡位置可能位于处 C. 质点P的平衡位置可能位于处 D. 质点P在2s内沿x轴运动了10m 【答案】C 【解析】．由图可知， 所以波的传播速度为 A错误； 由题意可知，0时刻波的方程可写为 则0时刻、、质点偏离平衡位置位移为10cm，波向正方向传播，由图乙可知，O时刻质点向上振动，则质点的平衡位置可能位于处，B错误，C正确； 质点只在平衡位置上下振动，并不会随波迁移，D错误。 4. （山东13校高三四月联考模拟）激光雕刻时能在材料表面形成波动，可将其视为沿轴正方向传播的简谐横波。时的波形如图甲所示，图乙为某质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 质点平衡位置的坐标可能为 B. 时，处质点的位移为0 C. 时，处质点的速度沿轴正方向 D. 处质点的振动方程为 【答案】BD 【解析】．由图乙可知，周期为，则质点的振动方程为 时，质点的位移为 且向上振动，由图甲可知，时的波动方程为 可知，平衡位置的坐标的质点的位移为，由同侧法可知，该质点向下振动，故A错误； 结合上述分析可知，处质点在时的位移为 设处质点的振动方程为 解得 则处质点的振动方程为 则时，处质点的位移为0，速度沿轴负方向，故C错误，BD正确。 5. （甘肃白银市一中、八中、银光中学2025年5月高三适应性）宁夏银川市自2025年1月以来地震频繁发生，手机“地震预警”是指在地震发生后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图甲所示，已知P点是平衡位置在处的质点，Q点的平衡位置坐标为，以此时刻做为计时起点。质点Q振动图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 时刻质点P沿y轴正方向运动 B. 地震横波的传播波速为9m/s C. 时，质点Q的加速度沿y轴正方向最大 D. 0-5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm 【答案】BD 【解析】由图乙可知时刻质点Q沿y轴正方向运动，根据同侧法（质点的振动方向和波的传播方向在波的同一侧）判断地震横波沿x轴负方向传播，故时刻，根据同侧法可知质点P沿y轴负方向运动，故A错误； 由图甲可知，解得波长 由图乙可知，则地震横波的传播波速为，故B正确； 由图乙可知，时，质点Q在处，由公式可知，回复力沿y轴负方向且最大，则加速度也沿y轴负方向且最大，故C错误； 振幅，周期，则一个周期内，质点运动的路程为 而时间 在时P点向下振动，则在经过一个周期后P的速度正在减小，在此后的时间内其路程小于10cm，故0~5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm，故D正确。 6 （2025·广东汕头模拟）“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，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，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，如图甲所示为研究过程中简谐波t＝0时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于x＝4 m处，图乙为质点M的振动图像，则（　　） A.该列波的传播速度为2 m/s B.该列波的传播方向沿x轴负方向传播 C.质点M在9 s内通过的路程为340 cm D.质点M在2 s内沿x轴运动了8 m 答案：AB 解析：由题图甲、乙可知λ＝4 m，T＝2 s，则该列波的传播速度为v＝＝2 m/s，故A正确；由题图乙可知t＝0时刻质点M沿y轴正方向振动，根据波形平移法可知，该列波的传播方向沿x轴负方向传播，故B正确；根据Δt＝9 s＝T，可知质点M在9 s内通过的路程为s＝×4A＝18A＝360 cm，故C错误；质点M只在其平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故D错误。 7 （2025·山东潍坊模拟）如图甲所示，波源S发出一列水平向右传播的简谐横波先后经过P、Q两点，图乙为波源S的振动图像。已知S到P、Q两点的距离分别为SP＝4.2 m、SQ＝5.4 m。已知波在该介质中传播的速度为8 m/s，则在t＝1.0 s时，P、Q两点间的波形图正确的是（　　） 答案：C 解析：该列波的周期为T＝0.1 s，所以波长为λ＝vT＝0.8 m，波传到P、Q两点所需要的时间tP＝＝ s，tQ＝＝ s，t＝1.0 s时P、Q已振动时间为ΔtP＝ s＝4T，ΔtQ＝ s＝3T，由题图乙可知质点起振方向向上，所以此时P点处于波谷处，Q点处于波峰处。又P、Q两点间距离为1.2 m，可知PQ＝1λ，故选C。 　 8 （2025·四川绵阳市零诊）如图（a）为一列简谐横波在t＝0.5 s时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、－0.5A；图（b）是质点Q的振动图像。正确的是（　　） A.波沿＋x方向传播，0.5 s时刻P质点正在向＋y方向振动 B.波沿＋x方向传播，0.5 s时刻Q质点正在向＋y方向振动 C.波速为4 cm/s，0.5 s时刻质点P在减速、质点Q在加速 D.波速为4 cm/s，质点P、Q振动方向有时相同有时相反 答案 D 解析：　由质点Q的振动图像可知0.5 s时刻质点Q正在向－y方向振动，在题图（a）中根据同侧法可以判断出波沿－x方向传播，故A、B错误；根据波的图像可得波长为λ＝24 cm，根据振动图像可得质点振动的周期即波传播的周期为T＝6 s，则波速为v＝＝4 cm/s，根据同侧法可得0.5 s时刻质点P正在向平衡位置运动，在加速，而质点Q正在向负向最大位移处运动，在减速，C错误；波速为4 cm/s，由于质点P、Q的平衡位置的距离不是半波长的整数倍，所以质点P、Q振动方向有时相同有时相反，D正确。 9.[2021山东/多选]一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t1＝2s时的波形图，虚线为t2＝5s时的波形图.以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（　AC　） 　　 A　　　　　　　　B 　　 C　　　　　　　　D 答案 AC 解析　若机械波沿x轴正方向传播，在t1＝2s时O点振动方向竖直向上，则传播时间Δt＝t2－t1＝3s，满足Δt＝T＋nT（n＝0，1，2，3，…），解得T＝s（n＝0，1，2，3，…），当n＝0时，解得周期T＝4s，A项正确，B项错误；若机械波沿x轴负方向传播，在t1＝2s时O点振动方向竖直向下，则Δt＝T＋nT（n＝0，1，2，3，…），解得T＝s（n＝0，1，2，3，…），当n＝0时，解得周期T＝12s，C项正确，D项错误. 10. （2025·山东威海模拟）一列横波在某介质中沿x轴传播，t＝0.4 s时的波形图如图甲所示。M、N分别是平衡位置在x1＝2.0 m和x2＝4.5 m处的两个质点，图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（　　） A.该波沿x轴负方向传播 B.该波的波速为10 m/s C.从t＝0.4 s到t＝0.6 s，M通过的路程为（20－5）cm D.t＝0.6 s时，N向y轴负方向振动 答案 BC 解析：　由题图乙可知，t＝0.4 s时质点M向上振动，根据“上下坡”法可得，该波沿x轴正方向传播，故A错误；波长为6 m，周期为0.6 s，所以波速v＝＝ m/s＝10 m/s，故B正确；根据质点的振动情况可知，t＝0.4 s时，质点M的纵坐标为5 cm，所以从t＝0.4 s到t＝0.6 s，M通过的路程为s＝（10－5）cm＋10 cm＝（20－5）cm，故C正确；t＝0.4 s时，质点N处于负的最大位移处，所以t＝0.6 s时，即经过0.2 s（三分之一个周期），N向y轴正方向振动，故D错误。 11 水袖是对古代服饰衣袖的夸张展现，是戏装的重要组成部分.戏曲演员经常通过对水袖的运用来刻画人物.水袖的运用，不仅使肢体动作得以延伸，更是扩展了身体的表现力和延伸了内在感情.演员通过技法和身体的表现力，体现出“行云流水”般的美感.如果某段时间里水袖波形可视为简谐波，如图甲所示为演员水袖表演过程中某时刻的波形图，此时刻记为t＝0，M是平衡位置x＝8m的质点，图乙为质点M的振动图像，则（　C　） A.该简谐波沿x轴正方向传播 B.该简谐波的传播速度为0.25m/s C.质点M在5s内通过的路程为200cm D.质点M在5s内在x轴方向上移动了20m 答案 C 解析　由题图乙可知，t＝0时刻，质点M向上振动，根据“上下坡”法结合题图甲可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；由题图可知λ＝8m，T＝2s，所以波的传播速度为v＝＝4m/s，故B错误；由于5s＝2T＋，所以质点M在5s内通过的路程为s＝2×4A＋2A＝10A＝200cm，故C正确；质点只在平衡位置上下振动，并不会随波迁移，故D错误. 12 （2025·云南昆明期末）一列简谐横波沿x轴传播，如图（a），实线和虚线分别为t1＝0和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1＝1.0 m和x2＝4.0 m的两个质点，图（b）为质点Q的振动图像，则（　　） A.波的传播方向为x轴负方向 B.波速大小为40 m/s C.t2的大小为0.05 s D.从t1＝0时刻起，质点P第一次到达波峰处所需要的时间为0.175 s 答案：BD 解析：根据质点Q的振动图像可知，t＝0时刻，质点Q在平衡位置向上振动，结合波形图可知，波的传播方向为x轴正方向，选项A错误；该波的波长为λ＝8 m，周期T＝0.2 s，则波速大小为v＝＝40 m/s，选项B正确；结合波形图可知t2＝＝ s＝ s（n＝0，1，2，3，…），选项C错误；从t1＝0时刻起，质点P第一次到达波峰处所需要的时间为Δt＝＝ s＝0.175 s，选项D正确。 13 （2025·福建泉州月考）一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上平衡位置相距6 m的两质点，振动图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A.在t＝0至t＝0.5 s时间内，质点a的路程比质点b的小 B.a、b两质点可能同时经过平衡位置 C.这列波的波长可能是24 m D.这列波的波速可能是 m/s 答案 CD 解析：　根据振动图像可知，在t＝0至t＝0.5 s时间内，质点a的平均速率大于质点b的平均速率，则质点a的路程大于质点b的路程，故A错误；根据振动图像可知，两者间距为λ＋nλ或λ＋nλ（n＝0，1，2，…），所以a、b两质点不可能同时经过平衡位置，故B错误；当两者间距为λ＋nλ时，λ＋nλ＝6 m，波长为λ＝m（n＝0，1，2，…），波速v＝＝ m/s（n＝0，1，2，…），当n＝0时，波长为24 m，当两者间距为λ＋nλ时，λ＋nλ＝6 m，波长为λ＝ m（n＝0，1，2，…），波速v＝＝ m/s（n＝0，1，2，…），当n＝1时，波速为 m/s，故C、D正确。 14 （辽宁省名校联盟2025年高三1月份联合考试）战绳训练俗称“甩大绳”（如图甲所示），是很多运动员的重要训练项目之一，P和Q是某条战绳上相距的两个质点，图乙、丙分别表示两个质点的振动图像，经观察波长满足。 （1）求这列波的传播方向和波速v； （2）若时刻开始计时，质点通过的路程为时，求质点的位移大小。 【答案】（1）P向Q传播， （2）0 【解析】（1） 由图乙、丙可知，这列波的周期为 若波由Q向P传播，由波的周期性可知 由于，故无解; 若波由P向Q传播，由波的周期性可知 由于可知，当时，所以波速 故此波由P向Q传播，波速为 （2） 由图乙、丙可知，振幅 质点经历时间 所以这段时间内质点经历，运动到平衡位置 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2027高考物理一轮复习100考点精练 第9章 机械振动和机械波 考点9.7 波动图像和振动图像的综合运用 【考点精练】 1．（2026甘肃岷县三模）图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处质点的振动图像。下列说法正确的是(      ) A.该波遇到4cm障碍物可发生明显衍射 B.该波沿x轴负方向传播 C.该波的传播速度为400m/s D.时刻质点p的振动方向沿y轴负方向 2. (2026年4月安徽合肥名校联考）如图1所示是一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播时时刻的波形图，P、Q（Q未标出）是介质中两个质点，P是平衡位置位于处的质点，质点Q的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（    ） A． 这列简谐波在介质中的传播速度是 B． B．在时质点P沿y轴正方向运动 C．质点P做简谐运动的位移随时间变化的关系是 D．P、Q两质点的平衡位置间的距离可能是半个波长 3. （2025年5月河南部分重点高中考前联考）图甲为沿x轴正方向传播的某简谐波在时刻的波形图，P（图中未标出）是此波上的一个质点，图乙为P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播速度为 B. 质点P的平衡位置可能位于处 C. 质点P的平衡位置可能位于处 D. 质点P在2s内沿x轴运动了10m 4. （山东13校高三四月联考模拟）激光雕刻时能在材料表面形成波动，可将其视为沿轴正方向传播的简谐横波。时的波形如图甲所示，图乙为某质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 质点平衡位置的坐标可能为 B. 时，处质点的位移为0 C. 时，处质点的速度沿轴正方向 D. 处质点的振动方程为 误，BD正确。 5. （甘肃白银市一中、八中、银光中学2025年5月高三适应性）宁夏银川市自2025年1月以来地震频繁发生，手机“地震预警”是指在地震发生后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图甲所示，已知P点是平衡位置在处的质点，Q点的平衡位置坐标为，以此时刻做为计时起点。质点Q振动图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 时刻质点P沿y轴正方向运动 B. 地震横波的传播波速为9m/s C. 时，质点Q的加速度沿y轴正方向最大 D. 0-5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm 6 （2025·广东汕头模拟）“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，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，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，如图甲所示为研究过程中简谐波t＝0时刻的波形图，M是此波上的一个质点，平衡位置处于x＝4 m处，图乙为质点M的振动图像，则（　　） A.该列波的传播速度为2 m/s B.该列波的传播方向沿x轴负方向传播 C.质点M在9 s内通过的路程为340 cm D.质点M在2 s内沿x轴运动了8 m 7 （2025·山东潍坊模拟）如图甲所示，波源S发出一列水平向右传播的简谐横波先后经过P、Q两点，图乙为波源S的振动图像。已知S到P、Q两点的距离分别为SP＝4.2 m、SQ＝5.4 m。已知波在该介质中传播的速度为8 m/s，则在t＝1.0 s时，P、Q两点间的波形图正确的是（　　） 　 8 （2025·四川绵阳市零诊）如图（a）为一列简谐横波在t＝0.5 s时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、－0.5A；图（b）是质点Q的振动图像。正确的是（　　） A.波沿＋x方向传播，0.5 s时刻P质点正在向＋y方向振动 B.波沿＋x方向传播，0.5 s时刻Q质点正在向＋y方向振动 C.波速为4 cm/s，0.5 s时刻质点P在减速、质点Q在加速 D.波速为4 cm/s，质点P、Q振动方向有时相同有时相反 9.[2021山东/多选]一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t1＝2s时的波形图，虚线为t2＝5s时的波形图.以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（　　） 　　 A　　　　　　　　B 　　 C　　　　　　　　D 10. （2025·山东威海模拟）一列横波在某介质中沿x轴传播，t＝0.4 s时的波形图如图甲所示。M、N分别是平衡位置在x1＝2.0 m和x2＝4.5 m处的两个质点，图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的是（　　） A.该波沿x轴负方向传播 B.该波的波速为10 m/s C.从t＝0.4 s到t＝0.6 s，M通过的路程为（20－5）cm D.t＝0.6 s时，N向y轴负方向振动 11 水袖是对古代服饰衣袖的夸张展现，是戏装的重要组成部分.戏曲演员经常通过对水袖的运用来刻画人物.水袖的运用，不仅使肢体动作得以延伸，更是扩展了身体的表现力和延伸了内在感情.演员通过技法和身体的表现力，体现出“行云流水”般的美感.如果某段时间里水袖波形可视为简谐波，如图甲所示为演员水袖表演过程中某时刻的波形图，此时刻记为t＝0，M是平衡位置x＝8m的质点，图乙为质点M的振动图像，则（　　） A.该简谐波沿x轴正方向传播 B.该简谐波的传播速度为0.25m/s C.质点M在5s内通过的路程为200cm D.质点M在5s内在x轴方向上移动了20m 12 （2025·云南昆明期末）一列简谐横波沿x轴传播，如图（a），实线和虚线分别为t1＝0和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1＝1.0 m和x2＝4.0 m的两个质点，图（b）为质点Q的振动图像，则（　　） A.波的传播方向为x轴负方向 B.波速大小为40 m/s C.t2的大小为0.05 s D.从t1＝0时刻起，质点P第一次到达波峰处所需要的时间为0.175 s 13 （2025·福建泉州月考）一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上平衡位置相距6 m的两质点，振动图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A.在t＝0至t＝0.5 s时间内，质点a的路程比质点b的小 B.a、b两质点可能同时经过平衡位置 C.这列波的波长可能是24 m D.这列波的波速可能是 m/s 14 （辽宁省名校联盟2025年高三1月份联合考试）战绳训练俗称“甩大绳”（如图甲所示），是很多运动员的重要训练项目之一，P和Q是某条战绳上相距的两个质点，图乙、丙分别表示两个质点的振动图像，经观察波长满足。 （1）求这列波的传播方向和波速v； （2）若时刻开始计时，质点通过的路程为时，求质点的位移大小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $