高中 | 振动图像和波动图像综合 题目答案及解析

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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

如图所示,图甲为沿$x$轴传播的一列简谐横波在$t=0.4\;\rm s$时刻的波形图像,图乙为质点$A$的振动图像,下列说法正确的是$(\qquad)$

["

该波沿$x$轴正方向传播,波速为$20\\;\\rm m/s$

","

该波可以与另一列频率为$5\\;\\rm Hz$的波发生稳定的干涉

","

波在传播过程中遇到$160\\;\\rm m$大小的障碍物能发生明显的衍射

","

观察者向着波源方向奔跑,观察者接收到的频率小于$2.5\\;\\rm Hz$

"]
[["A"]]

$\rm A$.由图乙可知在$t=0.4\;\rm s$时刻质点$A$向上振动,结合图甲根据波形平移法可知,该波沿$x$轴正方向传播,由图甲可知该波的波长为$\lambda=8\;\rm m$,由图乙可知周期为$T=0.4\;\rm s$,则波速为$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{8}{0.4}\;\text{m}/\text{s}=20\;\rm \text{m}/\text{s}$,故$\rm A$正确。

$\rm B$.该波的频率为$f=\dfrac{1}{T}=2.5\;\rm \text{Hz}$

则该波不可以与另一列频率为$5\;\rm Hz$的波发生稳定的干涉,故$\rm B$错误;

$\rm C$.发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长短或相差不多,所以波在传播过程中遇到$160\;\rm m$大小的障碍物不能发生明显的衍射,故$\rm C$错误;

$\rm D$.观察者向着波源方向奔跑,根据多普勒效应可知,观察者接收到的频率大于$2.5\;\rm Hz$,故$\rm D$错误。

故选:$\rm A$

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