| 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

健身者在公园以固定频率上下抖动长绳的一端,长绳呈现波浪状起伏,可近似为单向传播的简谐横波。以健身者手持长绳端为坐标原点,$t_{1}=0$$t_{2}=0.25\;\rm s$时刻长绳呈现的波形图如图所示,已知横波沿$x$轴正方向传播,则横波的波速可能是$(\qquad)$

["

$4.2\\;\\rm m/s$

","

$5\\;\\rm m/s$

","

$5.2\\;\\rm m/s$

","

$5.4\\;\\rm m/s$

"]
[["D"]]

由题意可知横波沿$x$轴正方向传播,波长$\lambda=0.6\;\rm m$

则波速$v=\dfrac{\left( \dfrac{1}{4}+n \right)\lambda}{t_{2}-t_{1}}=0.6 \times (4n+1)\;\rm \text{m/s}$$n$取自然数)

分别代入波速为$4.2\;\rm m/s$$5\;\rm m/s$$5.2\;\rm m/s$,均解得$n$不为整数,代入波速$5.4\;\rm m/s$,解得$n=2$

所以当速度为$5.4\;{\text{m}}/{\text{s}}$时,满足题目要求。

故选:$\rm D$

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