2021届高考物理三轮冲刺：简谐运动 培优检测

2021届高考物理三轮冲刺简谐运动培优检测

1.一列简谐横波沿入轴负方向传播，周期为0.2sj=o』s时的部分波形如图所

示.下列说法不正确的是（）

A.该波的传播速度为4.0m/s

B.r=0.1s时，平衡位置在x=6.5m处的质点的振幅为6.0cm

C.f=O时，平衡位置在x=0.2m处的质点向y轴正方向运动

D.f=O时，平衡位置在x=L2m处的质点加速度向上最大

2.已知。点为波源的平衡位置/=（）时刻波源开始做振幅为40cm的简谐振

动，频率为20Hz,发出一列横波沿x轴正方向传播，如图所示为尸点恰好

开始振动时的波形图，尸,。两质点平衡位置的坐标分别为P（6，〃，0），Q（30，",0）,

则下列说法正确的是（）

A.当「=0.375s时-，。点已经振动一个周期

B.Q点开始振动时的运动方向沿7方向

C.Q点刚开始振动时，J点恰位于波峰

D.Q点刚开始振动之前，尸点经过的路程为14m

3.如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经。.5S后，其波

形如图中虚线所示，设该波的周期7大于0$。以下说法正确的是（）

B.波的周期可能是4s

C.如果波是向右传播的，波速是0.72m/s

D.波的周期一定是全

4.一列波源在原点的简谐横波沿％轴正方向传播，如图所示为"0时刻的

波形图，此时波源处的质点正好运动到y轴的1cm处，波也刚好传播到

x=7m处质点8。已知波的传播速度为24m/s,下列说法错误的是（）

A.波源的起振方向是沿y轴向下

B.从公。时刻起再经过gs,波源到达波谷

C.从，=0时刻起再经过2.75s,质点8第一次到达波峰

D.从y0时刻起到质点3第一次出现波峰的时间内，质点4经过的路程是

38cm

5.如图所示为某简谐横波向x轴正方向传播过程中「。=。时刻的波形图，图

中M、尸、N三个质点的平衡位置分别为加=0.4m、/=0.9m、=1.4mo已知

该波的传播速度为10m/s,则以下说法正确的是（）

y/cm

-10

A.该波的波长为L8m

B.为=0时刻质点M、N的振动速度等大反向

C."0.1S时，质点M将移动到f0=o时质点N所在位置

D.，。=0时刻，质点?重力势能最小，动能最小，它的能量转移给「右侧

的质点了

6.一列横波某时刻的图像如图1所示，图2表示介质中某质点从该时刻开

始一段时间内的位移一时间图像。（）

A.若波沿X轴的正方向传播，则图2可能为K点的振动图像

B.若波沿X轴的正方向传播，则图2可能为M点的振动图像

C.若图2为乙点的振动图像,则波沿X轴的正方向传播

D.若图2为N点的振动图像，则波沿x轴的正方向传播

7.一列向右传播的简谐横波，当波传到x=2.0m处的尸点时开始计时，该时

刻波形如图所示，”09s时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说

法正确的是（）

A.波速为0.5m/s

B.经1.4s质点P运动的路程为35cm

C.f=L6s时、x=4.5m处的质点。第三次到达波谷

D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率可能为5Hz

8.在坐标原点的波源产生一列沿％轴正方向传播的简谐横波，波速

v=200m/s,已知f=0时,波刚好传播到x=40m处，如图所示。在x=400m处

有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（）

y/cmt，r

A.波源开始振动时方向沿y轴正方向

B.从r=0开始经0.15s,x=40m处的质点运动的路程为o.6m

C.接收器在「=2s时才能接收到此波

D.从f=0开始经0.15s,x=40m处的质点运动的路程为30m

9.如图所示为一列沿工轴负方向传播的简谐横波,实线为"。时刻的波形图,

A.该波的周期可能为0.8s

B.在r=0.9s时,p点沿y轴正方向运动

C.经过0.4s,P点经过的路程为0.4m

D.若该波的周期T>0.6S,在/=0.5s时，。点到达波峰位置

10.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

y=6sin（酊）（m）,它在介质中形成的简谐横波沿入轴正方向传播，从波源起振开

始计时，某时刻，在尸。到户8之间第一次形成的波形图如图所示，质点M为

该时刻波形图上一点，则（）

A.在此后的;周期内，回复力对M做功为零

B.在此后的g周期内，回复力对M的冲量为零

C.此后M点第一次到达y=-3m处所需时间是|S

DJ=6s时，该波传播到x=20m处

11.如图所示，实线和虚线分别为某种波在，时刻和f+&时刻的波形曲线,

8和C是横坐标分别为〃和3d的两个质点，下列说法中正确的是（）

2时刻

A.任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C不一定向下运动

B.任一时刻，如果质点B速度为零，则质点C的速度也为零

c.如果波是向右传播的，则波的周期可能为白加

D.如果波是向左传播的，则波的周期可能为《加

12.一简谐横波沿％轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图（a）

所示，鼻。是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图

像。下列说法正确的是（）

A.质点。的振动图像与图（b）相同

B.在"0时刻，质点P的速率比质点。的大

C.在y0时刻，质点P的加速度的大小比质点。的大

D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示

E.在"0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点。的大

13.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在r=。和y0.20s时的波形分别如图中

实线和虚线所示。已知该波的周期T>020s。下列说法正确的是（）

B.波长为0.08m

C.x=0.08m的质点在f=0.70s时位于波谷

D.x=0O8m的质点在"0.12s时位于波谷

E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为

0.32m

14.图（a）为一列简谐横波在"2s时的波形图，图（b）为平衡位置在

x=0.5m处的质点尸的振动图像，M是平衡位置在x=2m处的质点。下列说

B.波速为0.5m/s

C.0~2s时间内，质点M向y轴正方向运动

D.当f=9S时-，质点M恰好回到平衡位置且向y轴负方向振动

E.X=1.5m处的质点与质点P的振动步调有时相同有时相反

15.如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波

形图，此时。波上某质点尸的运动方向如图所示，则下列说法正确的是（）

A.两列波具有相同的波速

B.此时8波上的质点。正沿y轴正方向运动

C.Q波和。波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样

D.一个周期内，质点。沿％轴前进的距离是质点尸的1.5倍

E.在质点P完成30次全振动的时间内质点。可完成20次全振动

16.一列沿％轴正方向传播的简谐横波在"。时刻的波形如图所示，已知B

质点从时刻起经过0.5s第一次到达波谷，则下列判断正确的是（）

A.该波的周期为2s

B.该波的波速为20cm/s

C.在"。时刻8质点的振动方向沿y轴正方向

D.某个时刻尔B两质点的振动方向可能相同

E.A质点的振动方程为y=10sin〃（cm）

17.一列简谐横波沿％轴负方向传播，振幅为A,/秒与（，+0.2）秒两个时刻波

形完全相同，如图所示。图中M、N两质点在1秒时位移均为日A,下列说

法正确的是（）

A.该波的波速可能为30m/s

B.Q+0.1）秒时刻，x=lm处的质点位移可能不是零

C.从/秒时刻起，"L5m处的质点比x=2.5m处的质点晚回到平衡位置

D.从/秒时刻起，在质点〃第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波谷

18.简谐横波在均匀介质中沿直线传播，尸、。是平衡位置在传播方向上相距

10m的两质点，波先传到尸，从波传到。开始计时，E。两质点的振动

图像如图所示（实线为。的振动图像），则（）

A.质点尸开始振动的方向沿y轴正方向B.该波从质点P传播到

质点Q的时间可能为7s

C.该波的传播速度可能为1m/sD.该波的波长可能为1.5m

19.2016年2月6日，台湾高雄市发生6.7级地震，震源深度为15如

果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4kmis,已知波沿x

轴正方向传播,某时刻刚好传到N处,如图所示,则下列说法中正确的是

（）

A.从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过3.75s

B.从波传到N处开始计时,经过"0.03s位于x=240相处的质点加速度最小

C.波的周期为0015s

D.波动图象上M点此时速度方向沿y轴负方向,经过一段极短的时间后动

能减小

E.从波传到N处开始,经过0.0125s,M点的波动状态传播到N点、

20.一列简谐横波在"0时刻的波形图如图实线所示,从此刻起,经0.2$波

形图如图虚线所示,若波传播的速度为5〃z/s,则()

A.这列波沿x轴正方向传播

B./=0时刻质点a沿y轴正方向运动

C.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简

谐横波频率为J25%

D.x=2”处的质点的位移表达式为y=0.4sin(2.5^Z+^-)(m)

E.从r=0时刻开始质点a经0.4s通过的路程为0.8m

参考答案

1.答案：c

解析：根据题图可知，波长八。-8m,所以波速帝=4.0m/s,故A正确;根据题

图可知，所有质点的振幅都相同,都等于6.0cm,故B正确;根据波沿％轴负方

向传播可知」=0/s时刻平衡位置在x=0.2m处的质点向y轴正方向运动，而

UO.1S=；7,所以,=0时刻该质点位于平衡位置且向），轴负方向运动，故C错

误;因为2=0.8m,所以x=1.2m处的质点的振动状态和x=0.4m处的质点的振动

状态相同J=0/s时x=0.4m处的质点处于波峰，所以x=1.2m与x=0.4m处的质点

在0时刻处于波谷，具有向上的最大加速度，故D正确.

2.答案：B

解析：波的频率为20Hz,周期为T=0.05s,OP=6吁1.5"则波长4=4m,波速

V=7=0^5m/S=80m/S'振动从。传到Q的时间4=^=0.375S,A错误油波形图

可知，2点起振的方向沿-y方向，则波源刚开始振动时的运动方向沿方

向、传播方向上所有的质点起振方向都沿-＞方向，B正确;因

PQ=24,”=6"则。点刚开始振动时，P点恰位于平衡位置,C错误;。点刚开

始振动之前，「点已振动6T时间，则「点经过的路程为

6x4A=24x0.4m=9.6moD错误。

3.答案：A

4.答案:D

解析：由A点的振动可以判断波源的起振方向是沿），轴向下，A正确；从

图象可以看出，波长2=2x6m=12m,周期T=g=0.5s,波谷从原点传到x=4m

处需要时间”二=9,则波源从y0时刻位置运动到波谷位置所需要的时

v6

间4=71=},B正确；波从A点传播到8点所需要的时间

1誓s=2.375s,8从开始振动到第一次到达波峰需要时间L*O.375S,

则质点8从"0时刻开始到第一次到达波峰的时间"=A+G2.75S,C正

确；此过程中A质点振动的时间％=弓7,故A经过的路程s=22A=44cm,D

错误。

5.答案：B

解析：由图像可直接得出波长为L2m,A选项错误；,。=。时，由图像可

知，小N两质点的速度大小相等，方向相反，B选项正确；质点只在各自

的平衡位置两侧做简谐运动，C选项错误；此题并没有说明波在竖直平面

内传播，有可能是在水平面内传播的，那么所有质点的重力势能可能相

同，D选项错误。

6.答案：C

解析：图2所示质点在计时开始的时一刻，位于平衡位置向上振动，由图1

可得，若波沿X轴负方向传播，图2与质点N振动一致；若波沿x轴正方

向传播，图2和质点L振动一致，故C正确，错误。

故选：C。

7.答案：C

解析：简谐横波向右传播，由波形平移法知，各点的起振方向为竖直向

上，U0.9S时，P点第三次到达波峰，即有（2+；）T=O.9s,得T=0.4s,波长

为;l=2m,所以波速v=（=5m/s,故A错误；，=14s相当于3.5个周期，每个

周期路程为4A=20cm,所以经过1.4S质点P运动的路程为

s=3.5x44=70cm,故B错误；经过f=?=勺3s=0.5s,波传到Q,经过

2.757,即再经过1.1S后。第三次到达波谷，所以f=L6s时，x=4.5m处的质

点Q第三次到达波谷，故C正确；要发生干涉现象，另外一列波的频率

与该波一定相同，即/=(=2.5Hz,故D错误。

8.答案：B

解析：本题易错之处是不知道质点的起振方向和波源初始时刻的振动方向

一致。”。时，波刚好传播到x=40m处，由质点振动的滞后性可以断定，

x=40m处的质点的起振方向是沿y轴负向的，这显然也是波源初始时刻的

21

振动方向，选项A错误。由7=7=0.1SJ=K=10HZ。则从f=o开始经0.15

s,x=40m处的质点振动了£=|7，通过的路程为s=gx4A=0.6m,选项B正

确,D错误；此波传到接收器所需时间为4=包="Ws=1.8s,选项C错

v200

误。

9.答案：AD

解析：因为该波沿x轴负方向传播，所以在r=0时刻》=0处的质点沿y轴向

上振动，要想变成虚线所示波形凰则波至少传播了故(〃+》T=0-6s,解得

74

T=——s(n=0,1,2,...),当鼠=0时,T=0.8s故该波的周期可能为0.8S,A正确;由

4〃+3

于该波沿X轴负方向传播，故>=。时P点正通过平衡位置沿y轴负方向运动,

若周期为0.8S,贝IJ0.9S时P点沿y轴负方向运动,B错误;若周期为0.8s,则

在一个周期内尸点完成一个全振动，即其经过的路程为",故经过0.4s1点

经过的路程为2A=04m,但“若取其他值,则振动得更快，则尸点经过的路程

大于0.4m,c错误;若T>0.6s,则T=0.8s,由题意可知，波长2=8m厕波速

v=(=iom/s,在"。时Q点的横坐标为5m,由于波沿y轴负方向运动，故在

”0.5s的时间内该波沿工轴负方向传播的距离X=w=5m,故在r=0.5s时，。点

振动情况和平衡位置在x=10m处的质点时的振动情况相同，故在f=0.5s

时。点到达波峰位置,D正确.

10.答案：AC

解析：做简谐运动的物体，在3周期内，根据图像可知,关于平衡位置对称的

两位置，质点的速度大小相同，方向相反，根据动能定理可知，回复力对〃2做功

一定为零，回复力对M的冲量不为零，故A正确,B错误;M点从y=o振动到

y=3m处,所用时间满足3m=6s呜f°）（m）解得“卜说明波形传播至振幅为3

m处用时gs,则波形从M点传播至y=-3m处所需时间为2x；s=|s,C正确;由

y=6sinT）（m）可得o=grad/s测波的周期7=&=4s,由题图可知，波长/l=8m,则

22（0

波速v=（=2m/s,f=6s时，该波传播的距离x=vf=12m,即该波传播到x=12m处，故

D错误.

11.答案：AD

12.答案：CDE

解析：/=（时刻，题图（b）表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，

而题图（a）中质点。在f时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标

原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点。的振动图象与题图（b）不

同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图（b）所示，选项A错

误，D正确；在f=0时刻，质点P处在波谷位置，速率为零，与其平衡位

置的距离最大，加速度最大，而质点。运动到平衡位置，速率最大，加速

度为零，即在"0时刻，质点尸的速率比质点。的小，质点尸的加速度大

小比质点Q的大，质点尸与其平衡位置的距离比质点Q的大，选项B错

误，CE正确。

13.答案：ACE

解析：根据波形图可知,波长2=16cm=0.16m,选项B错误;根据♦=（）时刻

和f=0.20s时刻的波形图和该波的周期T>0.20s可知,该波的周期f=0.40s,波

速v=7=0.40m/s,选项A正确；简谐波沿％轴正方向传播，x=0.08m的质点

在1=0时刻沿y轴正方向振动，在，=0・70s时位于波谷，在"0.12s时位于

>>。的某位置（不是位于波谷），选项C正确，D错误；若此波传入另一

介质中，周期丁不变，其波速变为"=0・80m/s,由纪=v7可得它在该介质中

的波长为元=0-80x0.4m=0.32m,选项E正确。

14.答案：ABD

解析：根据题图（b）可知，f=2s时在x=0.5m处的质点尸的振动方向向

下，由平移法可知，波的传播方向沿％轴正方向，A正确；根据题图

（a）可知波长％=2m,根据题图（b）可知周期T=4s,所以波速

v=y=0.5m/s,B正确；由题图（a）可知》=2s时质点M处于波谷，。〜2s时

间内，质点M在向y轴负方向运动，C错误；从f=2s到f=9s,

a

加=7s=「T,r=2s时质点M处于波谷，所以"9s时，质点M恰好回到平

衡位置且向y轴负方向振动，D正确；x=L5m处的质点与质点p相距半个

波长，所以振动步调相反，E错误。

15.答案：ABE

解析：两简谐横波在同一介质中，波速相等，故A正确；由质点P向下振

动可知，a波沿》轴负方向传播，故根据两波传播方向一致可知，。波也

沿工轴负方向传播，故质点。向上振动，故B正确；由题图可得，两波波

长不等，故周期不等，不能产生稳定的干涉图样，故C错误；简谐横波上

的质点在波的传播方向上位移为零，故质点在沿x轴方向上的位移为零，

故D错误；由题图可得，4=1，故（=，，则在质点尸完成30次全振

动的时间内，质点。可完成黑=20次全振动，故E正确。

1b

16.答案:ABE

解析：已知B质点从r=0时刻起经过0.5s第一次到达波谷，可知（=0.5s,

则？=2s,选项A正确；因彳=40cm,则波速v=与cm/s=20cm/s,选项B正

确；由波形图可知，在，=。时刻8质点的振动方向沿y轴负方向，选项C

错误；因4B两质点相差半个波长，则两质点的振动总是相反的，振动方

向不可能相同，选项D错误：因。=竿=兀，则A质点的振动方程为

y=10sinm(cm),选项E正确。

17.答案：CD

解析：本题的易错之处是不会根据波的传播方向判断质点的振动方向。根

据两个时刻波形完全相同可得0.2s=",〃eN*,由题图可得波长"4m,故波

速丫=年=20〃询,〃€川，故A错误；由A中分析可知，0.1s是半周期的整数

倍，在题图所示时刻，户所处的质点位移为零，那么，经过半周期的整

数倍，该质点的位移仍为零，故B错误；由于此波沿％轴负向传播，由题

图可知在/时刻x=1.5m处的质点位移为负，沿