| 振动图像和波动图像综合 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

振动图像和波动图像综合

“战绳”健身爱好者通过手握水平伸直绳的一端,抖动绳端在绳上形成机械波从而达到训练力量的目的。若将绳上形成的机械波视为简谐横波,如图所示,图甲为沿$x$轴传播的一列简谐波在$t=0.01\;\rm s$时刻的波动图像,$P$$Q$分别是$x$轴上$x_{1}=15\;\rm cm$$x_{2}=45\;\rm cm$处的两质点,其中图乙为质点$P$的振动图像,下列说法正确的是$(\qquad)$

["

该波沿$x$轴正方向传播,波速为$15\\;\\rm m/s$

","

$t=0.16\\;\\rm s$时刻,质点$Q$的加速度方向沿$y$轴正方向

","

质点$P$$0.01\\;\\rm s$的时间将沿$x$轴方向移动$15\\;\\rm cm$

","

该波与另一列频率为$2.5\\;\\rm Hz$的波相遇时,不能发生干涉

"]
[["BD"]]

$\rm A$.在$t=0.01\;\rm s$时刻质点$P$沿$y$轴负向振动,结合波形图可知,该波沿$x$轴负方向传播,波速为$v=\dfrac{\lambda}{T}=\dfrac{0.6}{0.04}\ \text{m}/\text{s}=15\;\rm \text{m}/\text{s}$,选项$\rm A$错误;

$\rm B$$t=0.16\;\rm s$时刻,即从$t=0.01\;\rm s$时刻再经过$0.15\;\text{s}=3\dfrac{3}{4}{T}$,质点$Q$到达波谷位置,则此时的加速度方向沿$y$轴正方向,选项$\rm B$正确;

$\rm C$.质点只能在自己的平衡位置附近振动,不随波迁移,选项$\rm C$错误;

$\rm D$.因该波的频率为$f=\dfrac{1}{T}=\dfrac{1}{0.04}\ \text{Hz}=25\;\rm \text{Hz}$

则该波与另一列频率为$2.5\;\rm Hz$的波相遇时,不能发生干涉,选项$\rm D$正确。

故选:$\rm BD$

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