2022届全国高三物理模拟试题汇编：简谐振动及图像

试卷更新日期：2022-07-19 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 如图所示为沿x轴负方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形图，其波速为10m/s。振源在x = 5m处。下列说法正确的是（）

A、振源的振动频率为4Hz B、若观察者从x = 2m处沿x轴向负方向运动，则接收到波的频率可能为0.5Hz C、从t = 0时刻开始，经0.5s时间x = 3m处质点向x轴负方向迁移0.5m D、从t = 0时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置

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2. 一物体放置在水平平台上，随平台一起在竖直方向做简谐运动而不脱离平台台面。以竖直向上为正方向，物体的振动图像如图所示， $a$ 、 $b$ 、 $c$ 、 $d$ 为图像上的四个点。则（）

A、处于 $a$ 状态时物体对平台的压力最小 B、处于 $b$ 状态时物体的速度竖直向下 C、处于 $c$ 状态时物体处于超重状态 D、处于 $d$ 状态时物体对平台的压力等于自身重力

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3. 在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是（）

A、波1速度比波2速度大 B、相对于同一障碍物，波2比波1更容易发生衍射现象 C、这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象 D、这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率相同

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4. 如图甲所示，第五代移动通信技术（简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。为研究波的传播，小明利用一波源起振器产生的波进行观察，如图乙所示，波源起振器处于 $O$ 点，下图是 $t = 2 s$ 时的波形图，已知波速为 $4 c m / s$ ，则下列说法正确的是（）

A、波源的起振方向竖直向下 B、若有一 $P$ 点位于 $x = 24 c m$ 的位置，则 $t = 5 s$ 时，该 $P$ 点第一次达到波峰的位置 C、若有一 $P$ 点位于 $x = 36 c m$ 的位置，则 $t = \frac{29}{3} s$ 时，该 $P$ 点第一次达到振幅的一半的位置 D、若有一 $P$ 点位于 $x = 48 c m$ 的位置，则 $t = \frac{27}{2} s$ 时，该 $P$ 点第一次达到振幅的 $\frac{\sqrt{2}}{2}$ 的位置

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5. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波长为入 $λ$ ，周期为T。某时刻的波形如图所示，a、b，c是介质中的三个质点，下列说法正确的是（）

A、质点a、b、c的振幅都相同 B、质点a的加速度比质点b的小 C、质点b比质点a先回到平衡位置 D、质点b和质点c的速度方向总是相同的

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6. 一列简谐横波沿x轴传播， $t = 2 s$ 时刻波的图像如图甲所示， $x = 2 m$ 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、该波在 $0 ∼ 5 s$ 时间内传播的距离是 $2 m$ C、在 $t = 5 s$ 时质点P的加速度方向沿y轴正方向 D、在 $0 ∼ 5 s$ 时间内质点P通过的路程是 $25 c m$

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二、多选题

7. 在均匀介质中有一列沿x轴传播的机械波，其波动图像如图所示，实线为t=0时刻的波形图，虚线是经过t₁=4s的波形图，波的周期T>3s，则下列说法正确的是（）

A、波的波长为4m B、B、C两质点的振动情况总是相同的 C、波的周期可能为16s D、t=12s时，B点一定沿y轴正方向运动 E、这列波的波速可能为 $\frac{3}{4}$ m/s

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8. 如图甲所示为一简谐横波在 $t = 0.3$ s时的波形图，P是平衡位置在 $x = 2$ m处的质点，S是平衡位置在 $x = 6$ m处的质点，Q是平衡位置在 $x = 8$ m处的质点，图乙所示为质点S的振动图像。下列说法中正确的是（）

A、这列波沿x轴正方向传播 B、 $t = 0$ 时，P正沿y轴负方向减速运动 C、P与Q—定总是同时回到平衡位置 D、 $t = 0.55$ s时P、Q偏离平衡位置的距离之和为20cm

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9. 一列简谐波在均匀介质中传播，t=0.4s时的波形图如图甲所示，介质中质点M的振动图像如图乙所示，则（）

A、简谐波的波长为5m B、简谐波的波速大小为10m/s C、该简谐波沿x轴正向传播 D、t=0.4s时质点Q的速度方向向上，加速度正在减小 E、从t=0.4s时开始再经过5s，质点P的路程为2.5m

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10. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播， $t = 0$ 时，位于坐标原点O处的波源开始从平衡位置沿y轴向上做周期为 $0.5 s$ ，振幅为 $6 c m$ 的简谐振动。当平衡位置在 $x = 10 m$ 处的质点P刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰。下列描述正确的是（）

A、波源O在开始振动后 $1.75 s$ 内通过的路程为 $0.84 m$ B、该列简谐横波的最大波长为 $20 m$ C、该列简谐横波的最大波速为 $80 m / s$ D、若波长满足 $5 m < λ < 10 m$ ，则波速为 $16 m / s$ E、若波长满足 $5 m < λ < 10 m$ ，则波速为 $40 m / s$

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11. 如图所示为一列简谐横波沿x轴传播时在t＝0时刻的波形图，此时质点M离开平衡位置的位移为y＝3cm，x＝4m处的质点的振动方程为y＝－5sin（ $2 π t$ ）cm。则下列说法正确的是（）

A、波沿x轴正方向传播 B、波传播的速度大小为8m/s C、t＝1.5s时刻，M点的位移为y＝－3cm D、从t＝0时刻开始，M点第一次到达波峰所用的时间大于0.125s E、平衡位置为x＝4m的质点比x＝8m的质点振动超前0.5s

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12. 图甲为一列简谐横波在 $t = 0.2 s$ 时刻的波形图，P是平衡位置在 $x = 0.5 m$ 处的质点，Q是平衡位置在 $x = 2.0 m$ 处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（）

A、质点Q简谐运动的表达式为 $y = 0.20 s i n 5 π t m$ B、在 $t = 0.3 s$ 时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C、从 $t = 0.2 s$ 到 $t = 0.4 s$ ，该波沿x轴负方向传播了2m D、从 $t = 0.2 s$ 到 $t = 0.5 s$ ，质点P通过的路程为30cm E、在 $t = 0.4 s$ 时，P质点的位移为 $- 10 \sqrt{2} c m$

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13. 一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m 处．此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是（）

A、该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s B、A质点比B质点晚振动0.1 s C、B质点此时的位移为1 cm D、由图示时刻经0.2 s，B质点的运动路程为2 cm E、该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4 m的障碍物时不会发生明显的衍射现象

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三、填空题

14. 一列机械波沿x轴正方向传播，当波传到 $x_{1} = 1 m$ 处的质点M开始计时，M的振动图像如图所示，当 $t = 2 s$ 时， $x_{2} = 7 m$ 处的质点N第一次到达波峰。则这列波的周期为s，M点在 $t =$ s时第一次到达波峰，波速为 $m/s$ ；

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15. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.3s时的波形图。若波沿x轴正方向传播，则其最大周期为s；若波沿x轴负方向传播，则其传播的最小速度为m/s。

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16. 如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，实线为t=0时刻的波形，虚线为经过t=0.25s后的波形，已知T<t<2T（T为该波的周期）。该波的传播速度大小v=m/s；这列波的频率f=Hz。

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17. 如图所示，小球与细线构成一个单摆（ $θ < 5 °$ ），其周期为T，振幅为A。现将小球拉至B点静止释放，开始计时。经过 $\frac{T}{8}$ 时间，小球运动距离 $\frac{A}{2}$ （选填“大于”、“小于”或“等于”）；在 $\frac{T}{4}$ 时刻，小球的动能（选填“最大”或“最小”）。

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四、综合题

18. 两列简谐横波 $P$ 、 $Q$ 在同一介质中分别沿 $x$ 轴正方向和负方向传播， $P$ 、 $Q$ 两列波在 $t = 0$ 时刻的波形分别如图甲中实线、虚线所示， $x = 1.5 L$ 处质点的振动图像如图乙所示。简谐波 $P$ 的周期为 $T_{P}$ ，图中 $A_{1}$ 、 $A_{2}$ 已知， $T_{0}$ 未知，求：

(1)、两列波在介质中的传播速度 $v$ 及简谐波 $Q$ 的周期 $T_{Q}$ ；

(2)、求 $T_{0}$ 及 $x = 1.5 L$ 处质点从 $t = 0$ 时刻到 $T_{0}$ 时间内通过的路程 $s$ 。

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19. 甲、乙两列简谐横波分别沿 $x$ 轴负方向和正方向传播，两波源分别位于 $x = 0.8 m$ 处和 $x = - 0.6 m$ 处，两列波的波速大小相等，波源的振幅均为 $2 c m$ ，两列波在 $t = 0$ 时刻的波形如图所示，此时平衡位置在 $x = - 0.2 m$ 和 $x = 0 m$ 处的 $M$ 、 $N$ 两质点刚要开始振动。已知甲波的周期为 $0.8 s$ ，求：

(1)、乙波传播到 $N$ 质点所需要的时间；

(2)、在 $0 ~ 2.5 s$ 时间内， $N$ 质点沿 $y$ 轴正方向速度最大的时刻。

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五、解答题

20. 某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示。在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m。测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s。求这列简谐横波的波长。

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