12.4 振动图像与波的图像的综合应用 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦振动与波动图像的时空综合应用，通过多题型覆盖传播方向判断、物理量计算及实际情境分析，强化科学思维与运动观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题|图像互判、状态分析|振动与波动图像的时空联系，传播方向与质点振动方向互判| |填空|2题|波速计算、位置判断|波长、周期与波速关系，波峰/谷位置推理| |解答|3题|综合计算、方程构建|结合振动方程、多解问题，深化运动和相互作用观念|

12.4振动图像与波的图像的综合应用专项训练 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．均匀介质中一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻部分波形如图所示，已知质点P比质点Q先回到平衡位置，且t=4s时质点P、Q的位移相同，则（    ） A．波沿x轴负方向传播 B．该波的波长为12m C．该波的波速可能为3m/s D．图示时刻经周期，P、Q两质点通过的路程相等 2．水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手的规律振动会传导至袖子上，给人一种“行云流水”的美感。如图（a）所示，一列简谐横波沿轴方向传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，且，、分别是平衡位置为和的两质点。图（b）为质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．时刻的振动方向沿轴正方向 B．时刻的加速度最小 C． D．到内，、运动的路程相等 3．图甲为一列简谐横波在时的波动图像，图乙为该波中处质点的振动图像，根据图像分析，下列说法不正确的是（　　） A．该简谐横波沿轴正方向传播 B．该简谐横波的波速大小为 C．质点振动后在任意一个内的路程均为 D．在时，质点的位移为 4．下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（   ）    A．该波的周期是5s B．该波的波速是3m/s C．4s时P质点向上振动 D．4s时Q质点向上振动 5．一列简谐横波沿轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知波源振动周期大于。下列说法正确的是（　　） A．波一定沿轴正方向传播 B．波源振动周期一定为 C．波的传播速度大小可能为 D．处的质点在内运动的路程可能为 6．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图1是时该波的波形图，图2是处质点的振动图像。则时该波的波形图为（　　） A． B． C． D． 7．一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为，振幅为。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于和处。某时刻b质点的位移为，且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时，a质点的振动图像为（    ） A．    B．    C．   D． 二、多选题 8．波源P的平衡位置位于x=-6m处，产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，0时刻波源P开始振动，t时刻形成的波形图如图所示，质点Q的平衡位置位于x=2m处。波源P的振动频率为2Hz，下列说法正确的是（　　） A．波源P的起振方向沿y轴负方向 B．该波的波速大小为1m/s C．2s时质点Q开始振动 D．0~3s内，质点Q通过的路程为8cm 9．一列简谐横波在介质中沿直线传播，其波长大于，a、b为介质中平衡位置相距的两质点，其振动图像如图所示。则时的波形图可能为（    ） A． B． C． D． 10．一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。当时，简谐波的波动图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 三、填空题 11．如图甲所示，水上乐园的游客在蹦床上规律地跳动时，水面被激出一圈圈水波。水波在水平面内传播，波源位于坐标原点，波面为圆形。时刻，部分波面的分布情况如图乙所示，其中虚线表示波谷，实线表示相邻的波峰。A处质点的振动图像如图丙所示，轴以竖直向上为正方向。则水波的传播速度为___________，时处质点处于___________（选填“波峰”“波谷”或“平衡位置”）。 12．如图所示，实线是一列简谐波在时的波的图像，此时的质点a正沿y轴负方向运动；虚线是时的波的图像，已知。则这列波的传播方向沿x轴____________（选填“正”或“负”）方向，传播速度为____________，质点a从至在时间内通过的路程为____________。 四、解答题 13．一列沿x轴负方向传播的简谐横波，平衡位置为，处的两个质点M、N的振动图像如图甲、乙所示，且M、N两质点之间有时出现一个波峰，有时出现两个波峰，求： (1)质点M在0至9s内运动的路程； (2)这列波的波长与波速。 14．在某次大型庆典活动中，技术人员采用数百架无人机编队表演模拟水波纹扩散的壮观效果。通过精确控制无人机模拟水面上质点的振动，形成以O点为波源向外传播的圆形波。以某一方向建立x轴，该传播方向上有a、b两架水平方向相距0.5m的无人机，如图甲所示。从计时开始a、b两无人机的振动图像分别如图乙、丙所示。 (1)请写出无人机b的振动方程； (2)若该波的波长大于0.2m，求波速的大小。 15．如图所示，实线和虚线分别是沿轴方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。 (1)求该波的波长，可能的周期； (2)若，求该波的速度大小； (3)求在满足（2）的条件下原点点的振动方程。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A B C C C A AC AD AC 11． 1.5 波峰 12． 负 20 13．(1) (2)， 【详解】（1）根据甲图可知，周期，质点M在0至9s内振动了，则质点M的路程 （2）根据甲、乙图可知，质点M、N间的距离 由于M、N两质点之间有时出现一个波峰，有时出现两个波峰，则上式中 解得波长 根据 14．(1) (2)、或 【详解】（1）由图可得振幅 周期 所以 所以无人机b的振动方程为 （2）由图可得，b的振动图像落后于a，相位差为 所以 当时，有 则 当时，有 则 当时，有 则 当时，有 所以该波的波长大于0.2m，波速的大小为、或。 15．(1)，若该波沿轴正向传播，则有 若该波沿轴负向传播，则有 (2)若该波沿轴正向传播，该波的速度大小为 若该波沿轴负向传播，该波的速度大小为 (3)若该波沿轴正向传播，则原点点的振动方程 若该波沿轴负向传播，则原点点的振动方程 【详解】（1）由图可知，该波的波长为 若该波沿轴正向传播，则有 整理可得 若该波沿轴负向传播，则有 整理可得 （2）根据题意可知，若 则有 若该波沿轴正向传播，则有 该波的速度大小为 若该波沿轴负向传播，则有 该波的速度大小为 （3）若该波沿轴正向传播，则有 则原点点的振动方程 若该波沿轴负向传播，则有 则原点点的振动方程 学科网（北京）股份有限公司 $