| 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$x$轴方向传播,在$x=5\:\rm m$处的质点的振动图像如图甲所示,在$x=11\:\rm m$处的质点的振动图像如图乙所示,以下说法正确的是$(\qquad)$

["

该波的传播速度可能为$\\dfrac{2}{3}\\:\\rm m/s$

","

该波的传播速度可能为$\\dfrac{2}{13}\\:\\rm m/s$

","

$0 ∼ 4\\:\\rm s$$x=5\\:\\rm m$处的质点通过的路程可能为$4+2\\sqrt{3}\\:\\rm (cm)$

","

$0 ∼ 4\\:\\rm s$$x=5\\:\\rm m$处的质点通过的路程一定为$8-2\\sqrt{3}\\:\\rm (cm)$

"]
[["ABD"]]

$\rm B$.若波向右传播,由题意可知$\dfrac{\lambda}{4}+n\lambda=6{\:\rm m}(n=0,1,2,\cdots)$

化简可得该波的波长为$\lambda=\dfrac{24}{4n+1}{\:\rm m}(n=0,1,2,\cdots)$

由图像可知,该简谐横波的周期为$T=12\:\rm s$

由公式$v=\dfrac{\lambda}{T}$,可得该波的波速为$v=\dfrac{2}{4n+1}{\:\rm m/s}(n=0,1,2,\cdots)$,故$\rm B$正确;

$\rm A$.同理:若波向左传播,波速为$v=\dfrac{2}{4n+3}{\:\rm m/s}(n=0,1,2,\cdots)$,故$\rm A$正确;

$\rm CD$.由图甲可得,从$t=0$时开始计时,$x=5\:\rm m$处的质点做简谐运动的表达式为$y_{1}=4\sin\omega t\:\rm (cm)$

其中$\omega=\dfrac{2\pi}{T}\:\rm {rad}/{s}=\dfrac{\pi}{6}\:\rm {rad}/{s}$

$y_{1}=4\sin\dfrac{\pi}{6}t\:\rm (cm)$

$t=4\:\rm s$$y_{1}=2\sqrt{3}\:\rm (cm)$

所以质点$4\:\rm s$内通过的路程为$s_{1}=\left( 8-2\sqrt{3} \right)\:\rm (cm)$,故$\rm C$错误,$\rm D$正确。

故选:$\rm ABD$

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