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

一列简谐横波在$t=\dfrac{1}{3}\;\rm s$时的波形图如图甲所示,$P$$Q$是介质中的两个质点,图乙是质点$Q$的振动图像。关于该简谐波下列说法中正确的是$(\qquad)$

["

波速为$9\\;\\rm cm/s$

","

沿$x$轴正方向传播

","

质点$Q$的平衡位置坐标$x=9\\;\\rm cm$

","

$t=\\dfrac{1}{2}\\;\\rm s$时质点$P$移动到$O$

"]
[["C"]]

$\rm A$.由题图甲可知该波的波长$\lambda=36\;\rm cm$,由题图乙可以看出周期$T=2\;\rm s$,波速$v=\dfrac{\lambda}{T}=18\;\rm cm/s$,故$\rm A$错误;

$\rm B$.当$t=\dfrac{1}{3}s$时,$Q$点向上运动,结合题图甲根据“上下坡”法可得波沿$x$轴负方向传播,故$\rm B$错误;

$\rm C$.由题图甲可知,$x=0$处有$y=- \dfrac{A}{2}=A\sin(-30{^\circ})$

$x_{P}=\dfrac{30{^\circ}}{360{^\circ}}\lambda=3\;\rm cm$

由题图乙可知,$t=0$时,质点$Q$处于平衡位置,经过$\Delta t=\dfrac{1}{3}\;\rm s$ ,其振动状态向$x$轴负方向传播到$P$点处,则$x_{Q}-x_{P}=v\Delta t=18 \times \dfrac{1}{3}\;\rm cm=6\;\rm cm$

$x_{Q}=9\;\rm cm$,故$\rm C$正确;

$\rm D$.波沿$x$轴负方向传播,质点$P$只会上下振动,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

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