格物学 力学波的图像

振动图像-波的图像知识点考前进阶单选题自测题解析-广东省等高中物理,平均正确率46.0%

2025-06-24
振动图像-波的图像知识点考前进阶单选题自测题解析-广东省等高中物理,平均正确率46.0%
1、['振动图像']

正确率40.0%某同学设计了如图甲所示的地震测量装置,水平方向$${{X}}$$和竖直方向$${{Y}}$$的构造相同.在某次测量中发现$${{Y}}$$方向上位移传感器先出现图像,经过$${{0}{.}{5}{s}}$$后$${{X}}$$方向上位移传感器也开始出现图像,其振动图像如图乙所示,已知当地$${{P}}$$波的传播速度是$${{6}{{k}{m}{/}{s}}{,}{S}}$$波的传播速度是$${{4}{{k}{m}{/}{s}}{,}}$$则(

B

A.$${{X}}$$方向传感器接收到的是$${{P}}$$波振动

B.该地震波的振动周期是$${{0}{.}{1}{s}}$$

C.该次地震中心与测试点距离$${{1}{0}{{k}{m}}}$$

D.两重球处于平衡位置时弹簧弹力均为$${{0}}$$

2、['振动图像']

正确率60.0%如图所示,光滑直杆上弹簧连接的小球以$${{O}}$$点为平衡位置,在$${{A}}$$、$${{B}}$$两点之间做简谐运动.以$${{O}}$$点为原点,选择由$${{O}}$$指向$${{B}}$$为正方向,建立$${{O}{x}}$$坐标轴.小球经过$${{B}}$$点时开始计时,经过$${{0}{.}{5}{s}}$$首次到达$${{A}}$$点.则小球在第一个周期内的振动图像为图中的(

A

A.

B.

C.

D.

3、['对简谐运动的表达式的理解', '振动图像']

正确率60.0%某质点的振动图像如图所示,下列说法正确的是(

D

A.$${{t}{=}{1}{s}}$$和$${{t}{=}{3}{s}}$$时刻,质点的速度相同

B.$${{t}{=}{1}{s}}$$到$${{t}{=}{2}{s}}$$时间内,速度与加速度方向相同

C.简谐运动的表达式为$$y=2 \mathrm{s i n} ( 0. 5 \pi t+1 5 \pi) \mathrm{c m}$$

D.简谐运动的表达式为$$y=2 \mathrm{s i n} ( 0. 5 \pi t+0 5 \pi) \mathrm{c m}$$

4、['振动图像']

正确率60.0%图为一在水平方向上振动的弹簧振子的振动图像,由此可知(

B

A.在$${{t}_{1}}$$时刻,振子的动能最大,所受的弹力最大

B.在$${{t}_{2}}$$时刻,振子的动能最大,所受的弹力最小

C.在$${{t}_{3}}$$时刻,振子的动能最大,所受的弹力最小

D.在$${{t}_{4}}$$时刻,振子的动能最大,所受的弹力最大

5、['对简谐运动的表达式的理解', '振动图像', '波动图像', '波速、波长和频率(周期)的关系']

正确率40.0%一列简谐横波沿$${{x}}$$轴正方向传播,图甲是$${{t}{=}{0}}$$时的波形图,图乙和图丙分别是$${{x}}$$轴上$${{M}{、}{N}}$$两质点的振动图象.则下列说法错误的是$${{(}{)}}$$

C

A.质点$${{M}}$$离开平衡位置位移的瞬时值表达式为$$y=0. 1 \operatorname{c o s} \pi t ( m )$$

B.质点$${{N}}$$在$${{t}{=}{0}}$$时的加速度是振动过程中最大值的$$\frac{1} {2}$$

C.质点$${{M}{、}{N}}$$平衡位置之间的距离可能为$${\frac{5} {4}} m$$

D.质点$${{M}{、}{N}}$$的速度方向有时相同有时相反

6、['波的形成和传播', '振动图像', '波动图像']

正确率40.0%一列简谐横波沿$${{X}}$$

B

A.$${{x}{=}{0}}$$处的质点

B.$${{x}{=}{2}{m}}$$处的质点

C.$${{x}{=}{4}{m}}$$处的质点

D.$${{x}{=}{6}{m}}$$处的质点

7、['振动图像', '波发生明显衍射的条件', '波动图像', '波速、波长和频率(周期)的关系']

正确率40.0%如图所示,甲图为沿$${{x}}$$轴传播的一列简谐横波在$${{t}{=}{0}}$$时刻的波动图象,乙图是$${{x}{=}{2}{m}}$$处质点$${{P}}$$的振动图象,下列判断正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.该波的传播速率为$$0. 2 5 \, m / s$$

B.该波沿$${{x}}$$轴正方向传播

C.经过$${{0}{.}{5}{s}}$$,质点$${{P}}$$沿波的传播方向移动$${{2}{m}}$$

D.若遇到$${{3}{m}}$$的障碍物,该波能发生明显的衍射现象

8、['波的衍射现象', '振动图像', '波的叠加', '波动图像', '波速、波长和频率(周期)的关系']

正确率40.0%如图所示,在同一种均匀介质中的一条直线上,两个振源$${{A}{、}{B}}$$相距$${{8}{m}}$$。在$${{t}_{0}{=}{0}}$$时刻$${{A}{、}{B}}$$开始振动,它们的振幅相等,且都只振动了一个周期,$${{A}{、}{B}}$$的振动图象分别如图甲$${、}$$乙所示。若$${{A}}$$振动形成的横波向右传播,$${{B}}$$振动形成的横波向左传播,波速均为$$1 0 m / s$$,则(

C

A.$${{t}_{1}{=}{{0}{.}{2}}}$$$${{s}}$$时刻,两列波相遇

B.两列波在传播过程中,若遇到大于$${{1}{m}}$$的障碍物,不能发生明显的衍射现象

C.在两列波相遇过程中,$${{A}{B}}$$连线中点$${{C}}$$处的质点的振动速度始终为零

D.$${{t}_{2}{=}{{0}{.}{8}}}$$$${{s}}$$时刻,$${{B}}$$处质点经过平衡位置且振动方向向下

9、['简谐运动振动图象', '振动图像', '波动图像']

正确率40.0%一列简谐横波沿$${{x}}$$轴负方向传播,如图甲是$${{t}{=}{1}{s}}$$时的波形图,图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点$${{)}}$$.图乙可能是图甲中的哪个质点的振动图象$${{(}{)}}$$



A

A.$${{x}{=}{0}{m}}$$处的质点

B.$${{x}{=}{1}{m}}$$处的质点

C.$${{x}{=}{2}{m}}$$处的质点

D.$${{x}{=}{3}{m}}$$处的质点

10、['振动图像', '波的叠加', '波速、波长和频率(周期)的关系']

正确率40.0%如图甲所示,在均匀介质中的一条直线上的两个振源$${{A}}$$、$${{B}}$$相距$${{6}{m}{,}}$$振动频率相等$${{.}{{t}_{0}}{=}{0}}$$时刻$${{A}}$$、$${{B}}$$开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等$${,{A}}$$的振动图像为图乙$${,{B}}$$的振动图像为图丙.若由$${{A}}$$向右传播的机械波与由$${{B}}$$向左传播的机械波在$$t_{1}=0. 3 \mathrm{s}$$时恰好相遇,则下列判断正确的是(

A

A.两列波在$${{A}}$$、$${{B}}$$间的传播速度大小均为$${{1}{0}{{m}{/}{s}}}$$

B.两列波的波长都是$${{4}{m}}$$

C.在两列波相遇过程中,中点$${{C}}$$为振动加强点

D.$$t_{2}=0. 7 5 \mathrm{s}$$时刻$${{B}}$$点经过平衡位置且振动方向向下

1. 地震测量装置问题解析

根据题目描述,$$Y$$方向先接收到信号,$$X$$方向延迟$$0.5s$$,说明$$Y$$方向接收到的是速度更快的$$P$$波($$6km/s$$),$$X$$方向接收到的是$$S$$波($$4km/s$$)。设地震中心与测试点距离为$$D$$,则:

$$ \frac{D}{4} - \frac{D}{6} = 0.5 $$

解得$$D = 6km$$,故选项C错误。$$P$$波先到达,因此$$X$$方向传感器接收到的是$$S$$波,选项A错误。从图乙可以看出振动周期为$$0.2s$$,选项B错误。两重球在平衡位置时弹簧弹力不为零(需平衡重力),选项D错误。综上,无正确选项,但题目可能有误,建议重新核对。

2. 简谐运动振动图像问题解析

小球从$$B$$点开始计时,$$0.5s$$首次到达$$A$$点,说明半周期为$$0.5s$$,周期$$T=1s$$。振动图像应从正向最大位移($$B$$点)开始,经过$$0.5s$$到达负向最大位移($$A$$点),再经过$$0.5s$$返回$$B$$点。选项中只有A符合这一特征。

正确答案:A。

3. 振动图像与表达式问题解析

从图像可知:

  • $$t=1s$$和$$t=3s$$时刻,质点速度大小相同但方向相反,选项A错误。
  • $$t=1s$$到$$t=2s$$时间内,质点从平衡位置向负方向运动,速度与加速度(指向平衡位置)方向相同,选项B正确。
  • 振幅$$A=2cm$$,周期$$T=4s$$,角频率$$\omega = \frac{2\pi}{T} = 0.5\pi$$。初始相位由$$t=0$$时$$y=0$$且向正方向运动确定,为$$\varphi = -\frac{\pi}{2}$$,故表达式为$$y=2\sin(0.5\pi t - 0.5\pi)$$,选项D正确。

正确答案:B、D。

4. 弹簧振子振动图像问题解析

分析各时刻:

  • $$t_1$$时刻:位移最大,动能为零,弹力最大,选项A错误。
  • $$t_2$$时刻:通过平衡位置,动能最大,弹力为零,选项B正确。
  • $$t_3$$时刻:位移最大,动能为零,弹力最大,选项C错误。
  • $$t_4$$时刻:通过平衡位置,动能最大,弹力为零,选项D错误。

正确答案:B。

5. 简谐横波振动图像问题解析

从图乙可知:

  • 质点$$M$$的振动方程为$$y=0.1\cos(\pi t)$$(振幅$$0.1m$$,周期$$2s$$),选项A正确。
  • 质点$$N$$在$$t=0$$时位移为$$0.05m$$(最大值$$0.1m$$),加速度为最大值的一半,选项B正确。
  • 两质点相位差$$\Delta \phi = \frac{\pi}{2}$$,距离可能为$$\frac{\lambda}{4} + n\lambda$$。由波速$$v=\frac{\lambda}{T}=1m/s$$,得$$\lambda=2m$$,因此距离可能为$$0.5m, 2.5m, \ldots$$,选项C($$\frac{5}{4}m$$)错误。
  • 两质点速度方向可能相同(如均向上或向下)或相反,选项D正确。

错误选项:C。

6. 简谐横波传播问题解析

题目不完整,无法解析。

7. 波动与振动图像问题解析

从甲图得波长$$\lambda=4m$$,乙图得周期$$T=2s$$,波速$$v=\frac{\lambda}{T}=2m/s$$,选项A错误。$$t=0$$时$$P$$点向下振动,波沿$$x$$负方向传播,选项B错误。质点不随波迁移,选项C错误。障碍物尺寸($$3m$$)与波长($$4m$$)接近,能发生明显衍射,选项D正确。

正确答案:D。

8. 两列波相遇问题解析

两列波相向传播,波速均为$$10m/s$$,相遇时间$$t=\frac{8}{10+10}=0.4s$$,选项A错误。波长$$\lambda=vT=10 \times 0.4=4m$$,障碍物大于$$1m$$但小于$$4m$$时仍可能衍射,选项B错误。$$C$$点为两列波反相叠加点,始终静止,选项C正确。$$t=0.8s$$时$$B$$点已停止振动(振动仅持续$$0.4s$$),选项D错误。

正确答案:C。

9. 波动与振动图像匹配问题解析

图乙显示$$t=1s$$时质点位移为零且向负方向运动。图甲中$$x=0m$$和$$x=2m$$处质点位移为零,但$$x=0m$$处向负方向运动(波向左传播),符合图乙。

正确答案:A。

10. 两列机械波相遇问题解析

两波在$$t_1=0.3s$$时相遇,传播距离均为$$3m$$,波速$$v=\frac{3}{0.3}=10m/s$$,选项A正确。周期$$T=0.4s$$,波长$$\lambda=vT=4m$$,选项B正确。$$C$$点为两列波反相叠加点,始终振动减弱,选项C错误。$$t_2=0.75s$$时$$B$$点已停止振动(振动仅持续$$0.4s$$),选项D错误。

正确答案:A、B。

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