稿件来源:高途
| 波的多解问题题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-4
第十二章 机械波
12.2 波的图像
波的多解问题
如图,均匀介质中有一个正六边形平面$ABCDEF$,$ P$点为$AB$边中点。在$P$、$D$、$F$三点上各有一个沿垂直纸面方向振动的波源,它们在$t=0\;\rm s$时同时起振,振动情况完全相同,振动周期为$T=2\;\rm s$,$ |AF|=3\lambda$($\lambda$为所产生机械波波长)。已知该机械波传播$r$远时的振幅$A \propto \dfrac{1}{\sqrt{r}}$,波源$D$所发出的波到达$A$点时的振幅$A=1\;\rm cm$,则:$(\qquad)$

足够长时间后$A$处的质点振动的振幅为$\\left( \\sqrt{2}-1 \\right)\\;\\text{cm}$
","足够长时间后$A$处的质点振动的振幅为$\\left( \\sqrt{2}+1 \\right)\\;\\text{cm}$
","在$t=0\\;\\rm s$到$t=14\\;\\rm s$内,$A$处的质点运动的路程为$\\left( 32-8\\sqrt{2} \\right)\\;\\text{cm}$
","在$t=0\\;\\rm s$到$t=14\\;\\rm s$内,$A$处的质点运动的路程为$\\left( 24-4\\sqrt{2} \\right)\\;\\text{cm}$
"]$\rm AB$.正六边形平面$ABCDEF$,$P$点为$AB$边中点且$|AF|=3\lambda$,则$PA=1.5\lambda$,$DA=6\lambda$
波源$D$所发出的波到达$A$点时的振幅$A=1\;\rm cm$,且该机械波传播$r$远时的振幅$A \propto \dfrac{1}{\sqrt{r}}$
则波源$F$、$P$所发出的波到达$A$点时的振幅分别为$\sqrt{2}\;\rm cm$和$2\;\rm cm$。
在$P$、$D$、$F$三点上各有一个沿垂直纸面方向振动的波源,它们在$t=0\;\rm s$时同时起振,振动情况完全相同,由振动加强减弱条件可知,波源$D$、$F$所发出的波到达$A$点同步加强,与波源$P$所发出的波正好相反。足够长时间后$A$处的质点振动的振幅为$\left\lbrack \left( \sqrt{2}+1 \right)-2 \right\rbrack \;\rm cm=\left( \sqrt{2}-1 \right)\;\rm cm$,故$\rm A$正确,$\rm B$错误;
$\rm CD$.振动周期为$T=2\;\rm s$,在$t=0\;\rm s$到$t=14\;\rm s$内,总共为$7T$。波源$P$所发出的波到达$A$点时需要$1.5T$,可引起振动时间$5.5T$,波源$F$所发出的波到达$A$点时需要$3T$,可引起振动时间$4T$,波源$D$所发出的波到达$A$点时需要$6T$,可引起振动时间$1T$。$0-1.5T$,$A$处不振动。$1.5T-3T$,$A$处参与波源$P$引起的振动,$S_{1}=1.5 \times 4 \times 2\;\rm cm=12\;\rm cm$
$3T-6T$,$A$处参与波源$P$、$F$引起的振动,$S_{2}=3 \times 4 \times \left( 2-\sqrt{2} \right)\;\rm cm=\left( 24-12\sqrt{2} \right)\;\rm cm$
$6T‐7T$,$A$处参与波源$P$、$D$、$F$引起的振动,$S_{3}=1 \times 4 \times \left( \sqrt{2}-1 \right)\;\rm cm=\left( 4\sqrt{2}-4 \right)\;\rm cm$
在$t=0\;\rm s$到$t=14\;\rm s$内,$A$处的质点运动的路程为$S_{1}+S_{2}+S_{3}=\left( 32-8\sqrt{2} \right)\;\rm cm$,故$\rm C$正确,$\rm D$错误。
故选:$\rm AC$ 。
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