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高中 | 振动图像和波动图像综合题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-4
第十二章 机械波
12.2 波的图像
振动图像和波动图像综合
渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在$t=0$时的波动图像如图$1$所示,图$2$为质点$P$的振动图像,则$(\qquad)$
该波的波速为$1.5 \\times 10^{3}\\;\\rm m/s$
","该波沿$x$轴负方向传播
","$0\\sim 1\\;\\rm s$时间内,质点$P$沿$x$轴运动了$1500\\;\\rm m$
","$0\\sim 1\\;\\rm s$时间内,质点$P$运动的路程为$2\\;\\rm m$
","此超声波遇到大小为$0.01\\;\\rm m$的孔会发生明显的衍射
"]$\rm A$.由图$1$可知,该波的波长$\lambda=1.5 \times 10^{-2}\;\rm m$
由图$2$可知周期$T=1.0 \times 10^{-5}\;\rm s$
该波的波速为$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{1.5 \times 10^{- 2}}{1 \times 10^{- 5}}\;\rm \text{m/s}=1.5 \times 10^{3}\;\rm \text{m/s}$
故$\rm A$正确;
$\rm B$.由图$2$可知,在$t=0$时刻,$P$质点速度沿$y$轴正方向,根据上下坡法可知该波沿$x$轴正方向传播,故$\rm B$错误;
$\rm C$.质点$P$在平衡位置上下附近振动,不会随波迁移,故$\rm C$错误;
$\rm D$.质点$P$在$0\sim 1\;\rm s$时间内做全振动的次数为$n=\dfrac{t}{T}=\dfrac{1}{1 \times 10^{- 5}}=10^{5}$
依题意,期间其运动的路程为$s=n \times 4A=4nA=4 \times 5 \times 10^{-6} \times 10^{5}\;\rm m=2\;\rm m$
故$\rm D$正确。
$\rm E$.当波的波长大于或接近障碍物的尺寸大小时,将发生明显衍射现象,此超声波遇到大小为$0.01\;\rm m$的孔会发生明显的衍射,故$\rm E$正确。
故选:$\rm ADE$。
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