《高考全国最新模拟试题分类汇编》专题12机械波+光学综合（解析版）

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2021 年高考全国模拟试题分类汇编(一模二模)

专题 12 机械波+光学综合

1．（2021·安徽省合肥市一模）(多选)如图所示，图甲为以 O点为平衡位置，在 A、B两点间做简谐运动的

弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是（）。

A．在 t＝0.2 s 时，弹簧振子可能运动到 B位置

B．在 t＝0.1 s 与t＝0.3 s 两个时刻，弹簧振子的速度相反

C．从 t＝0到t＝0.2 s 的时间内，弹簧振子的动能持续地增加

D．在 t＝0.2 s 与t＝0.6 s 两个时刻，弹簧振子的加速度相同

E．在 t＝0.4 s 和t＝0.8 s 时弹簧振子动能最大

【答案】：　ABE

【解析】：　t＝0.2 s 时，振子的位移为正的最大，但由于没有规定正方向，所以此时振子的位置可能在 A

点也可能在 B点，A正确。t＝0.1 s 时速度为正，t＝0.3 s 时速度为负，两者方向相反，B正确。从 t＝0到t

＝0.2 s 的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，C错。t＝0.2 s 与t＝0.6 s 两个时刻，位

移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，D错。振子在平衡位置动能最大，E正确。

2.（2021·浙江省宁波市二模）(多选)甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，则可知（）。

A．两弹簧振子完全相同

B．两弹簧振子所受回复力最大值之比 F甲∶F乙＝2 1∶

C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大

D．两振子的振动频率之比 f甲∶f乙＝1 2∶

E．振子乙速度为最大时，振子甲速度不一定为零

【答案】：　CDE

【解析】：　从图象中可以看出，两弹簧振子周期之比 T甲∶T乙＝2 1∶ ，则频率之比 f甲∶f乙＝1 2∶ ，D正

确；弹簧振子周期与弹簧振子的组成有关，说明两弹簧振子不同，A错误；由于弹簧的劲度系数 k不一定

相同，所以两振子所受回复力(F＝－kx)的最大值之比 F甲∶F乙不一定为 2 1∶ ，B错误；由简谐运动的特点

可知，在振子到达平衡位置时位移为零，速度最大，在振子到达最大位移处时，速度为零，从图象中可以

看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰好到达平衡位置，C正确；当振子乙到达平衡位置时，振子

甲有两个可能的位置，一个是最大位移处，一个是平衡位置，E正确。

3．（2021·湖南省长沙市一模）(多选)下列说法正确的是(　　)

A．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向

B．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离

C．机械波在介质中传播的速度由介质本身决定

D．部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象。

E．火车鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低。

【答案】：　BCD

【解析】：　波分横波与纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，选项 A错误；

由v＝可知，沿波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，选项 B正确；

机械波的传播速度由介质本身决定，选项 C正确；部队过桥不能齐步走而要便步走，防止策动频率与固有

频率相同，出现共振现象，选项 D正确；火车鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声

的频率高，是声波的多普勒效应，选项 E错误。

4．(2021·陕西宝鸡一模)(多选)一列简谐横波沿着 x轴正方向传播，波中 A、B两质点在平衡位置间的距离

为0.5 m，且小于一个波长，如图甲所示，A、B两质点振动图象如图乙所示。由此可知（）。

A．波中质点在一个周期内通过的路程为 8 cm

B．该简谐波的波长为 4 m

C．该简谐波的波速为 0.5 m/s

D．t＝1.5 s 时A、B两质点的位移相同

E．t＝1.5 s 时A、B两质点的振动速度相同

【答案】：　ACE

【解析】：　由图可知，该波的振幅为 2 cm，波中质点在一个周期内通过的路程为 4倍的振幅，即 8 cm，

故A正确；由图知，t＝0时刻 B质点通过平衡位置向上运动，A质点位于波峰，则有 Δx＝x2－x1＝λ，n＝

0,1,2,3……由于 Δx<λ，则知 n只能取 0，故 λ＝2 m，故 B错误；由图知周期 T＝4 s，则波速为 v＝＝0.5

m/s，故 C正确；由图可知，在 t＝1.5 s 时刻，A的位移为负，而 B的位移为正，故 D错误；由图知，t＝

1.5 s 时A、B两质点到平衡位置的距离是相等的，所以振动的速度大小相等；又由图可知，在 t＝1.5 s 时刻

二者运动的方向相同，所以它们的振动速度相同，故 E正确。

5．(2021·江西南昌一模)(多选)图甲为一列简谐横波在 t＝0时刻的波形图，P是平衡位置在 x＝1 m 处的质

点，Q是平衡位置在 x＝4 m 处的质点，图乙为质点 Q的振动图象，则下列说法正确的是（）。

A．这列波的波长是 8 m，周期是 0.20 s，振幅是 10 cm

B．在 t＝0时刻，质点 Q向y轴正方向运动

C．从 t＝0到t＝0.25 s，该波沿 x轴负方向传播了 6 m

D．从 t＝0到t＝0.25 s，质点 P通过的路程为 0 cm

E．质点 Q简谐运动的表达式为 y＝0.1sin 10πt(m)

【答案】：　ABE

【解析】：　由题图甲可知，这列波的波长是 8 m，由题图乙可知，周期为 0.20 s，振幅为 10 cm，A正确。

由题图乙可知，在 t＝0时刻，质点 Q向y轴正方向运动，B正确。从 t＝0到t＝0.25 s，该波沿 x轴正方向

传播了个波长即传播了 10 m，C错误。从 t＝0到t＝0.25 s，质点 P通过的路程大于 5个振幅，即大于 50

cm，D错误。质点 Q简谐运动的表达式为 y＝0.1sin10πt(m)，E正确。

6.（2021·湖北省恩施市巴东一模）（单选）图 1所示为一列简谐横波在某时刻的波动图象，图 2所示为该

波中 x=1.5m 处质点 P的振动图象，下列说法正确的是（）

A. 该波的波速为 2m/s

B. 该波一定沿 x轴负方向传播

C. t= 1.0s 时，质点 P的加速度最小，速度最大

D. 图1所对应

的

时刻可能是 t=0.5s

【答案】D

【解析】由图 1可知波长 λ=4m，由图 2知周期 T=4s，可求该波的波速 v=λ/T=1m/s，故 A错误；由于不知

是哪个时刻的波动图像，所以无法在图 2中找到P点对应的时刻来判断 P点的振动方向，故无法判断波的

传播方向，B错误；由图 2可知，t=1s 时，质点 P位于波峰位置，速度最小，加速度最大，所以 C错误；

因为不知道波的传播方向，所以由图 1中P点的位置结合图 2可知，若波向右传播，由平移法可知传播距

离为 x=0.5+nλ ，对应的时刻为 t=（0.5±4n）s，向左传播传播距离为 x=1.5+nλ ，对应的时刻为

t=（1.5±4n）s，其中n=0、1、2、3……，所以当波向 x轴正方向传播，n=0 时，t=0.5s，故 D正确．

7．(2021·衡水冀州二模)(多选)如图所示，实线和虚线分别为一列沿 x轴传播的简谐横波在 t1＝0、t2＝0.02 s

两个时刻的波形图象，已知t2－t1<(T为该波的周期)，下列说法正确的是（）。

A．波沿着 x轴负方向传播

B．波的传播速度是 100 m/s

C．在 t2－t1＝0.02 s 时间内，x＝24 m 的质点运动的路程为 5 cm

D．在 t＝0.4 s 时刻，x＝4 m 的质点的速度最大

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