| 波的多解问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选修3-4

第十二章 机械波

12.2 波的图像

波的多解问题

一列简谐横波沿$x$轴正向传播,已知$x$轴上$x_{1}=1\;\rm m$$x_{2}=9\;\rm m$处两个质点的振动图像分别如图$1$、图$2$所示,则此列波的传播速率可能是$(\qquad)$

["

$2\\;\\rm m/s$

","

$8\\;\\rm m/s$

","

$\\dfrac{8}{5}\\text{m}/\\text{s}$

","

$\\dfrac{8}{9}\\text{m}/\\text{s}$

"]
[["BCD"]]

由振动图像可知周期为$4\;\rm s$$t=0$$x_{1}=1\;\rm m$处质点在平衡位置且向下振动,而$x_{2}=9\;\rm m$处质点在正的最大位移处。波沿$x$轴正方向传播,其波形如图所示,$x_{2}$处质点的平衡位置可能在$A_{1}$$A_{2}$$A_{3}\cdots$

则有$x_{2}-x_{1}=\left(n+\dfrac{1}{4}\right)\lambda (n=0,1,2\cdots )$

解得波长为$\lambda=\dfrac{32}{4n+1}\;\text{m}(n=0,1,2\cdots )$

则波速为$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{8}{4n+1}\;\text{m}/\text{s}(n=0,1,2\cdots )$  

$\rm A$.若波速为$2\;\rm m/s$,代入$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{8}{4n+1}\;\text{m}/\text{s}(n=0,1,2\cdots )$

解得$n=\dfrac{3}{4}$,由于$n$只能取整数,故$\rm A$错误;

$\rm B$.若波速为$8\;\rm m/s$,代入$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{8}{4n+1}\;\text{m}/\text{s}(n=0,1,2\cdots )$

解得$n=0$,故$\rm B$正确;

$\rm C$.若波速为$\dfrac{8}{5}\text{m}/\text{s}$,代入$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{8}{4n+1}\;\text{m}/\text{s}(n=0,1,2\cdots )$

解得$n=1$,故$\rm C$正确;

$\rm D$.若波速为$\dfrac{8}{9}\text{m}/\text{s}$,代入$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{8}{4n+1}\;\text{m}/\text{s}(n=0,1,2\cdots)$

解得$n=2$,故$\rm D$正确。

故选:$\rm BCD$

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