《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

例3 (2024·南京师大附中高三期末)一列简谐横波沿x轴传播，t = 2 s时刻波的图像如图4甲所示，x = 2 m处的质点P的振动图像如图乙所示，由此可以判断（ ）

A. 该波沿x轴负方向传播
B. 在t = 3 s时质点P的加速度方向沿y轴正方向
C. 该波在0～5 s时间内传播的距离是2 m
D. 在0～5 s时间内质点P通过的路程是20 cm

答案： B [由题图乙可知，x = 2 m处的质点P在t = 2 s时刻沿y轴负向振动，结合题图甲可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；在t = 3 s时质点P在负的最大位移处，由回复力F = -kx，可知，回复力方向沿y轴正方向。由牛顿第二定律，可知在t = 3 s时质点P的加速度方向沿y轴正方向，故B正确；波长$\lambda = 2$ m，周期T = 4 s，波速$v=\frac{\lambda}{T}=\frac{2}{4}$ m/s = 0.5 m/s，该波在0～5 s时间内传播的距离$\Delta x = v\cdot\Delta t = 0.5×5$ m = 2.5 m，故C错误；振幅A = 5 cm，周期为4 s，在0～5 s时间内质点P通过的路程是s = 5A = 25 cm，故D错误。]

2. (2023·湖北卷，7)一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为100 cm，振幅为8 cm。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于$x = -\frac{40}{3}$ cm和x = 120 cm处。某时刻b质点的位移为y = 4 cm，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（ ）

答案：
A [a、b两质点平衡位置的距离$\Delta x=(120+\frac{40}{3})$ cm =$\frac{4}{3}\lambda=\lambda+\frac{\lambda}{3}$，a质点的振动情况和b质点左侧与b质点平衡位置相差$\frac{\lambda}{3}$的质点的振动情况相同，由波向x轴正向传播，某时刻b质点的位移为y = 4 cm，且向y轴正方向运动，可推出a、b两质点之间的波形如图所示，此刻a质点向y轴负方向振动，速度增大，且此刻a质点与b质点位移相同，均为y = 4 cm，振动图像为A，A正确，B、C、D错误。]