七高考（）高考物理试题分项精析 专题48 波的图像和波长、频率及波速关系的综合应用.doc

专题48 波的图像和波长、频率及波速关系的综合应用一、单项选择题1【2011四川卷】如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当q点在t=0时的振动状态传到p点时，则 a1cmx3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动bq处的质点此时的加速度沿y轴的正方向cq处的质点此时正在波峰位置dq处的质点此时运动到p处【答案】b 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系2【2011重庆卷】介质中坐标原点o处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到l处，波形如图所示。下列能描述x0处质点振动的图象是 【答案】c【解析】从波形图可以看出，t0时刻传到l=3处，说明t0=3t。简谐波沿x轴正向传播，则在t0时刻x=质点的运动方向和波源在t=0时刻的运动方向相同是沿y轴的负方向的，即每一个质点的起振方向都是沿y轴的负方向的，则c、d可能正确。由于x05/4，说明在tt5 t /4的时间内x0处质点没有振动，所以在t0时刻x0处质点的振动时间是3t -5 t /4t0-t3 t -t，即7 t /4t0-t2t，即振动图像中t0时刻前有少于2个多于7/4个的完整图形，所以c正确【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系3【2012大纲全国卷】一列简谐横波沿x轴正方向传播，图（a）是t=0时刻的波形图，图（b）和图（c）分别是x轴上某两处质点的振动图像。由此可知，这两质点平衡位置之间的距离可能是 am bm c1m dm 【答案】b 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系4【2012福建卷】一列简谐波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点p正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是 a沿x轴负方向，60m/s b沿x轴正方向，60m/sc沿x轴负方向，30 m/s d沿x轴正方向， 30m/s【答案】a【解析】由乙图可知：p点下一个时刻位移沿负方向增大，所以p点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知：，由甲图可知：，所以，故选a。【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系5【2015天津3】图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是 a该波沿+x方向传播，波速为1m/sb质点a经过4s振动的路程为4mc此时刻质点a的速度沿+y方向d质点a在t=2s时速度为零【答案】d【解析】根据b点在该时刻向上运动可以确定波沿-x传播，a错。由乙图可知周期为8秒，4秒内a质点振动的路程为1m，b错。波沿-x传播可以判定a沿-y方向运动，c错。经过2秒质点振动四分之一周期，a质点刚好运动到最大位移处速度为零，d正确。 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系6【2015福建16】简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（ ） 【答案】 d 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系7【2014北京卷】一简谐横波沿x轴正方向传播，波长为，周期为t。t=0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法正确的是 at=0时质点a的速度比质点b的大bt=0时质点a的加速度比质点b的大c图2可以表示质点a的振动d图2可以表示质点b的振动【答案】d 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系8【2014安徽卷】一简谐横波沿x轴正向传播，图1示t=0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是（ ） a0.5m b1.5m c2.5m d3.5m 【答案】c【解析】由题图2可知，该质点在t=0时刻竖直方向的坐标为-0.1my-.2m，并且向y轴负方向运动，由题可知波向x轴正方向运动，综上可知，该质点的坐标值可能为2.67mx2m之间，故选c。【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系9【2014四川卷】如图所示，甲为t = 1s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x = 0.5m处质点的振动图象可能是（ ） 【答案】a【解析】由题意知m，s，由乙图知s时在y轴负向且向下运动，满足该条件的点有两个，如图所示，无论向左传0.5m的图（1），还是向右传0.5m的图（2），都可确定在s时沿波的传播方向上据质点该0.5m处，质点都在y轴正向且向下运动，满足题意的选项只有a选项正确。【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系10【2017天津卷】手持较长软绳端点o以周期t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沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点p，且o、p的平衡位置间距为l。t=0时，o位于最高点，p的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是 a该简谐波是纵波b该简谐波的最大波长为2lc时，p在平衡位置上方d时，p的速度方向竖直向上【答案】c 【考点定位】机械振动和机械波【名师点睛】本题应注意波的周期性，要从波长入手。 二、多项选择题1【2011海南卷】一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点p沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5t）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是 a周期为4.0s b振幅为20cmc传播方向沿x轴正向 d传播速度为10m/s【答案】cd 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系2【2016天津卷】在均匀介质中坐标原点o处有一波源做简谐运动，其表达式为，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12 m处，波形图象如图所示，则 a此后再经6 s该波传播到x=24 m处bm点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向c波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向d此后m点第一次到达y=3 m处所需时间是2 s【答案】ab【解析】波的周期t=4 s，波长=8 m，波速，则再经过6 s，波传播的距离为x=vt=12 m，故该波传到x=24 m处，选项a正确；m点在此时振动方向向下，则第3 s末，即经过了0.75t，该点的振动方向沿y轴正方向，选项b正确；因波传到x=12 m处时，质点向y轴正方向振动，故波源开始振动时的运动方向沿y轴正方向，选项c错误；因为=sin 45，故m点第一次到达y=3 m位置时，振动的时间小于=1 s，选项d错误。【考点定位】机械波的传播、质点的振动【名师点睛】此题考查了质点的振动及机械波的传播；要知道质点振动一个周期，波向前传播一个波长的距离；各个质点的振动都是重复波源的振动，质点在自己平衡位置附近上下振动，而不随波迁移；能根据波形图及波的传播方向判断质点的振动方向。3【2016上海卷】甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源m、n两点沿x轴相向传播，波速为2 m/s，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则 a甲乙两波的起振方向相反b甲乙两波的频率之比为3:2c再经过3 s，平衡位置在x=7 m处的质点振动方向向下d再经过3 s，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零【答案】abd 【考点定位】机械波的传播、质点的振动【方法技巧】通过波的前沿质点振动方向判断波的起振方向，根据波长、波速与频率关系计算两列波的频率，通过平移法画出3 s时的波形，再分析问题。4【2016全国新课标卷】某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是a水面波是一种机械波b该水面波的频率为6 hzc该水面波的波长为3 md水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去e水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移【答案】ace 【考点定位】波的传播【名师点睛】本题考查了波的基本特点，波的波长、波速、周期三者的关系是考查的重点。还要理解波传播时介质中振动的质点并不随波迁移，只在各自的平衡位置附近振动；波的传播过程也是能量传递过程。 5【2013天津卷】一列简谐波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a，b两质点的振动图像如图所示，下列描述该波的图像可能正确的是（ ） a b. c d. 【答案】ac【解析】由振动图象可知，当t0时，质点a处在波峰位置，质点b处在平衡位置且向下振动，当简谐波由a向b传播时，有，解得可能波长为（n=0，1，2.）。当简谐波由b向a传播时，有，解得可能波长为（n0，1，2.）。故选ac。【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系6【2014新课标全国卷】图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，p是平衡位置在x=1.0m处的质点，q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点q的振动图象，下列说法正确的是 a在t=0.10s时，质点q向y轴正方向运动b在t=0.25s时，质点p的加速度方向与y轴正方向相同c从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6md从t=0.10s到t=0.25s，质点p通过的路程为30cme质点q简谐运动的表达式为（国际单位）【答案】bce 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系7【2014新课标全国卷】图（a）为一列波在t=2s时的波形图，图（b）为媒质是平衡位置在x=1.5m处的质点的振动图象，p是平衡位置为x=2m的质点，下列说法正确的是 a波速为0.5m/sb波的传播方向向右c0-2s时间内，p运动的路程为8cmd0-2s时间内，p向y轴正方向 运动e当t=7s时，p恰好回到平衡位置【答案】ace 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系8【2014海南卷】一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为，（）。a点的振动规律如图所示。已知波速为m/s，在s时b的位移为0.05m，则下列判断可能正确的是 a波沿x轴正向传播，mb波沿x轴正向传播，mc波沿x轴负向传播，md波沿x轴负向传播，m【答案】bc【解析】由题知，该波波长为，若波沿x轴正向传播，且，则a、b距离为四分之三个波长，当a在平衡位置向上振动时，b刚好在正向最大位移处，即位移为0.05m，b对；若波沿x轴负向传播，且（一又四分之一波长处），当a在平衡位置向上振动时b刚好也处在正向最大位移处，即位移为0.05m，c对。【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系9【2015海南16（1）】一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点p的x坐标为3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是 a波速为4m/sb波的频率为1.25hzcx坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷dx的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰e当质点p位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷【答案】bde 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系三、非选择题1【2012上海卷】如图，简谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过t=3s，其波形如虚线所示。己知图中x1与x2相距lm，波的周期为t，且2tt4t 。则可能的最小波速为_m/s，最小周期为_s。 【答案】5， 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系2【2012新课标卷】一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴_（填“正向”或“负向”）。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为_m。 【答案】正向；0.8【解析】由图b可知，时刻，该质点的位移为，在下一时刻，位移大于。所以该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴正向由振动方程得：，则有：，解得：，波长大于，所以， ，解得：。【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系3【2015重庆11（2）】如图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点p的振动周期为0.4s。求该波的波速并判断p点此时的振动方向。 【答案】；p点沿y轴正向振动【解析】 由波形图可知，波速，波沿x轴正方向，由同侧法可知p点沿y轴正向振动。【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系4【2015全国新课标34（2）】平衡位置位于原点o的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，p、q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），p与q的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期t=1s，振幅a=5cm。当波传到p点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置，求：（）p、q之间的距离；（）从t=0开始到平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。【答案】（1）133cm；（2）125cm 【考点定位】波的图像和波长、频率及波速关系5【2011山东卷】如图所示，一列简谐波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，此时p质点向y轴负方向运动，虚线为t2=0.01s时的波形图。已知周期t0.01s。 （1）波沿x轴_(填“正”或“负”）方向传播。（2）求波速。【答案】（1）正 （2）v=100m/s【解析】（