备考2024届高考物理一轮复习讲义第八章机械振动和机械波第2讲机械波考点2波的图像与振动图像的综合应用

考点2　波的图像与振动图像的综合应用振动图像和波的图像的比较项目振动图像波的图像不同点物理意义表示介质中某一质点在各个时刻的位移表示介质中的各个质点在某一时刻的位移研究对象一个振动质点沿波传播方向上的一系列质点研究内容一个质点的位移随时间的变化规律某时刻一系列质点的空间分布规律图像P点振动情况向下振动，靠近平衡位置向上振动，远离平衡位置图像变化随时间推移，图像延续，但已有形式不变随时间推移，图像沿传播方向平移一个完整图形所占横轴的距离表示一个周期T表示一个波长λ比喻单人舞的录像抓拍的集体舞照片图像信息（1）质点振动周期（2）质点振幅（3）各时刻质点位移（4）各时刻质点速度、加速度方向（1）波长、振幅（2）任意一质点在该时刻的位移（3）任意一质点在该时刻加速度方向（4）传播方向、振动方向的互判图像形状正（余）弦曲线 相同点及联系（简谐横波）可获得的信息质点振动的振幅、位移、加速度的方向联系（1）纵坐标均表示质点的位移（2）纵坐标的最大值均表示振幅（3）波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图像渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位.某渔船发出的一列超声波在t＝0时的波的图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则该波的波速为　1.5×103m/s　，波沿x轴　正　方向传播；0～1s时间内，质点只在　平衡位置　附近上下振动；0～1s时间内，质点P运动的路程为　2　m.研透高考明确方向4.[已知振动图像判定波的图像/2023辽宁葫芦岛一模]如图甲所示，用手握住长绳的一端，t＝0时刻在手的带动下绳上A点开始上下振动，其振动图像如图乙所示，则能正确反映t1时刻绳上形成的波形的是（　B　）解析　根据A点振动图像可知，在t1时刻绳上A点向下运动，波传播的时间t1恰好为一个半周期，传播的距离为一个半波长，C、D错误；由题图乙知A点起振方向向上，故B正确，A错误. 5.[已知波的图像判定振动图像/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＝34T＋nT（n＝0，1，2，3，…），解得T＝124n+3s（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＝14T＋nT（n＝0，1，2，3，…），解得T＝124n+1s（n＝0，1，2，3，…），当n＝0时，解得周期T＝12s，C项正确，D项错误.6.[波的图像与振动图像的综合应用/2024湖南名校联考一检]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/sC.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＝λT＝4m/s，故B错误；由于5s＝2T＋T2，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.方法点拨波的图像与振动图像综合类问题的分析思路